彩燈控制器的設計

1. 題目要求

節日的彩燈五彩繽紛，彩燈的控制電路種類繁多。用移位寄存器為核心元件設計制作一個8路彩燈控制器。
① 彩燈控制電路要求控制8個彩燈；
②要求彩燈組成以下兩種花型，每種花型連續循環兩次，兩種花型輪流交替。彩燈閃爍變化一下間隔1s。

2. 設計框圖

3. 設計思路
①編碼發生器：因為彩燈路數少，花型要求不多，該題宜選用移位寄存器輸出8路數字信號控制彩燈發光。編碼發生器可以采用兩片4位通用移位寄存器74LS194來實現。
很顯然花型I的左邊是進行通過對最左邊一位反相后輸入最右側，然后一個時鐘周期左移一次，右邊類似。
②控制電路：控制電路為編碼器提供所需的節拍脈沖和驅動信號，控制整個系統工作。控制電路的功能有兩個：一是按所需產生節拍脈沖；二是產生移位寄存器所需的各種驅動信號。由于要求每種花型連續循環兩次，兩種花型輪流交替，因此，實際的循環周期是32個時鐘脈沖。
所以時鐘的設計十分的重要，我們用555定時器構成的多諧振蕩器來產生時鐘周期信號來驅動74LS194工作，還得需要分頻電路分頻成16個時鐘周期來控制花型的變換（分頻本質就是計數器）。
這個分頻電路的設計很簡單的想法是用74LS161來實現，16個CLOCK輸出一個脈沖，然后通過74LS112（JK）實現對狀態的保存去驅動74LS194的工作。當然74LS161可以使用4個JK來實現，不過這樣下來得用3個74LS112,復雜了許多，成本更高，得不償失。
然而我們從74LS194入手，我們發現他的右側花型在32個周期都是不變的，而且總共是循環了4遍，靈感來了，就用一個JK實現2進制計數，8*2=16，滿足了我們的需要，當然還需要使用另外一個JK來保存狀態（當T觸發器使用）。
③清零電路：可以設計也可以不用，主要怕花型亂了，方便檢查，通過一個上拉電阻接到高電平，并加一個按鈕接低電平。

4. 原理圖
基礎版本（74LS161）：

提高版本（JK實現）：

5. PCB布板（部分）


PS：該PCB由某位大佬完成，在此謝過，在此圖中未設計按鈕清零，要設計的可以參考下。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的彩灯控制器的设计的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網站內容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。