彩灯电路由2个集成块组成:一个是ne555,产生二进制变化、且频率可调的方波;另一个是cd4017,将二进制转换为十进制的数字译码器,按十进位的原则循环。该电路可以使10的倍数个光源按十进制的法则依次交替工作。下面是构成电路的几个部分及其原理。
电源电路为普通直流9v电源,最好带有稳压电路,我就不再给大家复述了。
振荡电路由一块时基集成电路ne555和c2、c3、r1、r2等组成(其中c2为延时充电电容,c3为抗干扰隔离电容,r1、r2为延时充电电阻,而r2又为放电电阻)。通电后,因电容c2两端电压不能突变,2脚的电压为低电平,集成块ne555的内部触发器被置位,3脚输出高电平。同时,由于电源经电阻r1和r2向c2充电,使6脚和2脚的电压不断提高,当电位上升到vcc的2/3时,集成块ne555的内部触发器被复位,3脚的输出电压翻转为低电平。同时集成块ne555内部的放电管导通,即7脚通过内部的放电管和1脚相通,c2上储存的电荷就通过r2、7脚放电,使6脚和2脚的电压不断下降,当电位降低到vcc的1/3时,集成块ne555的内部触发器被置位。同时集成块ne555内部的放电管截止,7脚被悬空,电源又通过r1、r2向c2充电,使6脚和2脚的电压不断提高……如此,周而复始,形成振荡。输出端的高电平维持时间取决于电容c2的充电时间常数,输出端的低电平维持时间取决于电容c2的放电时间常数。由于r2≥r1,故可以认为f放≈f充,目的是减小彩灯熄亮交替的时间间隔的差异。如用作其他情况,课按需要调整r1、r2、c2的参数。综上分析,3脚始终处于高电平和低电平的二进制变化状态,故此电路又称为无稳态电路。
译码电路由一块cd4017集成块组成。该集成块有3个输入端(2个时钟输入端cp的14脚和en的13脚与复位端cr的15脚)。有10个输出端q0~q9(依次为3脚、2脚、4脚、7脚、10脚、1脚、5脚、6脚、9脚、11脚)。还有一个进位端co,其功能是:当复位端cr加上高电平和正脉冲时,输出端q0为高电平,其余9个输出端q0~q9均为低电平。时钟输出端cp对输入时钟脉冲的上升沿计数,en则对时钟脉冲的下降沿计数。q0~q9这10个输出端的输出状态分别与输入的时钟个数相对应。如从0开始计数,则输入到第1个时钟脉冲时,q1就变成高电平,输入第2个时钟脉冲时,q2变成高电平……直到输入第10个时钟脉冲,q0变为高电平。同时,进位端c0就输出一个进位脉冲,作为下一级计数的时钟信号。cr为复位端,也为清零端。当cr输入高电平时,电路复位,即输出端q0为高电平,q1~q9为低电平。如此反复,只要集成块ne555的3脚送来的二进制信号不消失,cd4017将二进制信号转换为十进制信号的计码工作就会反复进行下去。
光源电路主要由高亮度发光二极管和限流电阻构成,如图2:
图2是一个经过简化的最基本的光源电路,在以下几个作品中,cd4017的10个输出端q0~q9分别驱动并联的多个发光二极管,分别控制这10路灯光,因为高亮度发光二极管具有低功耗的特点,所以十几只并联起来用cd4017还是能够承受的。如果光源功率实在太大,你们可以试试每一路灯光用一只可控硅控制。至于光源怎么排列,那就看大家自己怎么设计了。注意每组光源并联多个发光二极管后,r3-r12的取值和功率都要所改变。
图1
图2 光源电路
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