七彩循環(huán)裝飾燈控制器的設(shè)計(jì)
- １．設(shè)計(jì)目的1.1熟悉七彩循環(huán)裝飾燈控制器電路的組成、工作原理和設(shè)計(jì)方法。1.2掌握多諧振蕩器、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器的工作原理、使用方法、特點(diǎn)、用途及主要參數(shù)的計(jì)算方法。1.3熟悉集成電路CD4001、555定時(shí)器、CD40518、晶閘管、整流、濾波電路的的組成、工作原理、特點(diǎn)及用途。２．設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求2.1設(shè)計(jì)題目：設(shè)計(jì)一個(gè)七彩循環(huán)裝飾燈控制器電路。各基本單元電路的設(shè)計(jì)條件和技術(shù)指標(biāo)如下：2.1.1整流濾波電路正弦信號(hào)輸入電壓：220V，50Hz；整流濾波電路輸出電壓：12V，分壓輸出（供集成電路用）：5V,要求采用集成穩(wěn)壓器。2.1.2調(diào)色時(shí)鐘脈沖發(fā)生和燈光變色控制電路時(shí)鐘脈沖振蕩頻率：燈光每隔0.1s~10s自動(dòng)變換一種顏色，脈沖占空比：60%。燈光變色控制電路：采用同步加法計(jì)數(shù)器。輸出的高電平應(yīng)滿足晶閘管控制電平的要求。2.2負(fù)載電路紅、綠、藍(lán)3基色燈：12V，8W。晶閘管：最大反向電壓 ≥1.414U2。2.3 要求控制器能長(zhǎng)年通電使用，性能可靠。2.4 要求畫(huà)出完整的設(shè)計(jì)電路圖，計(jì)算電路各元器件參數(shù)，寫(xiě)出設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告。2.5 集成電路采用CMOS系列。3. 控制器電路的工作原理 七彩循環(huán)裝飾燈控制器電路的功能框圖如圖1所示。七彩循環(huán)裝飾燈控制器電路的參考原理圖如圖2所示，它由電源變換電路、調(diào)色時(shí)鐘脈沖發(fā)生電路、燈光變色控制電路和負(fù)載電路組成。其中H1、H2、H3是被控“3基色”燈泡。接通電源，220V交流電經(jīng)變壓器降壓、VD1~ VD4橋式整流和濾波后，一路供彩燈回路用電；另一路經(jīng)R1降壓限流，VZ穩(wěn)壓，VD5隔離和C1濾波后，為控制電路提供約5V的穩(wěn)定直流電。ICI與外圍元件構(gòu)成一個(gè)時(shí)鐘脈沖發(fā)生電路，其中與非門(mén)G1、G2以及RP、R3和C2組成多諧振蕩器；IC2由G3、G4構(gòu)成基本RS觸發(fā)器，對(duì)振蕩產(chǎn)生的脈沖進(jìn)行整形，然后由G4輸出送到IC3的時(shí)鐘脈沖CP端。 IC3是一塊有雙同步加法計(jì)數(shù)器功能的CMOS集成電路，由與非門(mén)G4送來(lái)的正脈沖在其內(nèi)部進(jìn)行二進(jìn)制編碼，并使Q1~ Q4輸出端的狀態(tài)發(fā)生循環(huán)組合變化。其邏輯真值表見(jiàn)表1。從真值表中可以看出，當(dāng)IC3的CP端輸入一個(gè)時(shí)鐘脈沖時(shí)，其Q1 輸出高電平，VS1受觸發(fā)導(dǎo)通，H1通電發(fā)出紅光；當(dāng)?shù)诙€(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)，當(dāng)IC3的Q2端輸出高電平，VS2受觸發(fā)導(dǎo)通，H2通電發(fā)出綠光；當(dāng)?shù)谌齻€(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)，當(dāng)IC3的Q1、Q2端同時(shí)輸出高電平，VS1、VS2均觸發(fā)導(dǎo)通， H1、H2同時(shí)通電點(diǎn)亮，根據(jù)混光原理，燈箱對(duì)外變黃色；發(fā)出綠光；依次類(lèi)推，IC3的Q1、Q2 、Q3端有8種邏輯狀態(tài)，可使“三基色”燈順序產(chǎn)生7種色光（紅、綠、紅+綠=黃、藍(lán)、紅+綠=紫、綠+藍(lán)=青、紅+綠+藍(lán)=白）來(lái)。當(dāng)?shù)诎藗€(gè)時(shí)鐘脈沖到來(lái)時(shí)，IC3的Q1、Q2 、Q3端均輸出低電平，H1、H2、H3全部熄滅片刻；同時(shí)IC3的Q4端輸出高電平，其信號(hào)直接送入清零端R，使IC3的內(nèi)部電路復(fù)位；第九個(gè)時(shí)鐘脈沖送入IC3時(shí)，循環(huán)上述過(guò)程。 表1 CD4518真值表1 2 3 4 5 6 7 8Q1 1 0 1 0 1 0 1 0Q2 0 1 1 0 0 1 1 0Q3 0 0 0 1 1 1 1 0Q4 0 0 0 0 0 0 0 1 電路中，燈光變色由與非門(mén)G1、G2組成的多諧振蕩器工作頻率確定，其工作頻率由公式f=1/0.69(RP+R2)C2來(lái)估算。調(diào)節(jié)RP阻值，可使燈光每隔0.1s~10s自動(dòng)變換一種顏色。 閉合開(kāi)關(guān)SA，與非門(mén)G1的控制輸入端由高電平變?yōu)榈碗娖剑袷幫Ｖ构ぷ?，變色燈停留在上?個(gè)狀態(tài)中的某一個(gè)狀態(tài)。 可以用此控制器制成形式多樣、功能不一樣的變色壁燈、變色吸頂燈、變色燈柱、變色廣告牌等，但必須改變電源的輸出功率，必須考慮“3基色”燈泡色彩混合問(wèn)題。4. 參考文獻(xiàn) 《電子實(shí)驗(yàn)與電子實(shí)踐》 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社 南壽松 劉榮林主編 2004.11。 《電子系統(tǒng)與實(shí)踐》 電子工業(yè)出版社 楊 剛 周 群主編 2004.1?！稊?shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)簡(jiǎn)明教程》第二版 高等教育出版社 清華大學(xué) 閻 石主編 1998.10?！峨娮蛹夹g(shù)實(shí)驗(yàn)與課程設(shè)計(jì)指導(dǎo) 數(shù)字電路分冊(cè)》 東南大學(xué)出版社 郭永貞主編 2004.10。有誰(shuí)會(huì)啊?幫幫我啊!
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問(wèn)
提問(wèn)者：網(wǎng)友
2017-06-26
