七色广告灯箱控制器设计

1、精品可实现白天自动关闭，晚上又自动开启的功能。知识设计出更加先进的灯箱控制器。精品精品1 设计思路及其框图1.1 设计电路的功能自动关闭，到晚上自动开启。利用 555 定时器产生 cp 脉冲给计数器，采用 74160 计时器控制可控硅开关，达到灯七种彩色自动循环变化的效果。1.2 设计电路框图电流交V灯图七色广告灯箱控制器的原理如图 2-1 所示。他主要由光敏开关、脉冲发生器、循环控555 定时器产生 cp 10 进制同步二进制计数器 74160 精品精品220v 交流电源供电2 各部分电路及其原理2.1 桥式整流原理介绍：图v单相桥式整流电路如图所示，图中 Tr 为电源变压器，它的作用是将交

2、流电网电压IR变成整流电路要求的交流电压 ， 是要求直流供电的负载电阻，四只整流二极管 D L1D 接成电桥的形式，故有桥式整流电路之称。4单相桥式整流电路的工作原理可分析如下。为简单起见，二极管用理想模型来处理，即正向导通电阻为零，反向电阻为无穷大。v在 的正半周，电流从变压器副边线圈的上端流出，只能经过二极管D 流向 R ，再21L由二极管 D 流回变压器，所以 D 、D 正向导通，D 、D 反偏截止。在负载上产生一个31324极性为上正下负的输出电压。其电流通路可用图 2-1 中实线箭头表示。v在 的负半周，其极性与图示相反，电流从变压器副边线圈的下端流出，只能经过2二极管 D 流向 R

3、 D D 正向导通。2L41324精品精品电流流过 R 时产生的电压极性仍是上正下负，与正半周时相同。其电流通路如图 2-1 中L虚线箭头所示。综上所述，桥式整流电路巧妙地利用了二极管的单向导电性，将四个二极管分为两R根据上述分析，可得桥式整流电路的工作波形如图2-2。由图可见，通过负载 的电Liv流 以及电压 的波形都是单方向的全波脉动波形。LL图2.2 NE555 内部框图，工作原理555 定时器由 3 个阻值为 5k C1 和 精品精品RS TD 和缓冲反相器 G4 1 脚为接地端；2 脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6 脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4 脚为复位端

4、，输入负脉冲（或使其电压低于 0.7V）可使 555 脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经 0.01uF 的电容接地，以防止引入干扰；7 脚为放电端，555 定时器输出低电平时，放电晶体管 TD 导通，外接电容元件通过 TD 放电；3 脚为输出端，输出高电压约低于电源电压 8 脚为电源端，可在 5V18V 范围内使用。图555 定时器工作时过程分析如下：5 脚经 0.01uF 电容接地，比较器 C1 和 C2 的比较电压为：UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。当 VI12/3VCC，VI21/3VCC 时，比较器C1 输出低电平，比较器 C2 输出高电平，

5、基本 RS 触发器置 0，G3输出高电平，放电三极管 TD 导通，定时器输出低电平。当 VI12/3VCC，VI21/3VCC 时，比较器C1 输出高电平，比较器 C2 输出高电平，基本 RS 触发器保持原状态不变，555 定时器输出状态保持不来。当 VI12/3VCC，VI21/3VCC 时，比较器C1 输出低电平，比较器 C2 输出低电平，基精品精品本 RS 触发器两端都被置1，G3 输出低电平，放电三极管 TD 截止，定时器输出高电平。当 VI12/3VCC，VI21/3VCC 时，比较器C1 输出高电平，比较器 C2 输出低电平，基本 RS 触发器置 1，G3输出低电平，放电三极管 T

6、D 截止，定时器输出高电平。NE555 极限参数：5V8VCC476253RSTDISTHRTRICONOUTGND1图 如图 2-4 和 C1组成一个串联 RC NE555 的 3 引脚上输出一精品精品个方波信号。R1 向电容 C1 充电。当充电到输入电压为v=Vt+时，输出跳变为低电平，电容C1 又经过电阻 R1 开始放电。当放电至 v=Vt-时输出电位又跳变为高电平，电容 C1 重新开始充电。如此周而复始，电路便不停地振荡。其电压波形如图 2-5 所示。图由公式T 112T 22 1212得出当占空比为50%时，T为精品精品2.3 循环控制器的设计循环控制器是七色广告灯箱的核心，它使灯箱

7、七种色彩循环变化。循环控制器由 74160 组成 7 进制计数器精品精品5V774LS10N2图表CLKXRd0LDXEPXET工作状态置零X精品精品X11110111X0X1预置数保持XX10保持1计数74160 为中规模集成的 10 进制同步二进制计数器，具有加法计数功能之外，还有预置数、保持和异步置零等功能。当RD=LD=EP=ET=1 时，电路工作在计数状态，异步置零只要 Rd端为低电平，同步置数只要 LD 端为低电平。本文采用同步置数功能，将74160 变为七进制计数器。其状态转换图如图 3-3 所示。010011/0100101/0/0图电路从 001 状态开始连续输入 7 111

8、 状态由三相与非门输出 0 返回给 LD端。使计数器工作在同步置数状态 ，达到循环的效果精品精品2.4 双向可控硅开关（1）简介流负载，必须将两只晶闸管反极性并联，让每只 SCR 控制一个半波，为此需两套独立的替两只反极性并联的晶闸管，而且仅需一个触发电路，是目前比较理想的交流开关器件。其英文名称 TRIAC 即三端双向交流开关之意。（2）工作原理TRIAC T1 (第一端子或第一阳极)和 G(控制极)亦为一闸极控制开关，与SCR 最大的不同点在于 TRIAC 无论于正向或反向电压时皆可导通，其符号构造及外型，如图 2-8 所示。因为它是双向元件，所以不管T1 ,T2 的电压极性如何，若闸极有

9、信号加入时，则T1 ,T2 间呈导通状态；反之，不加闸极触发信号，则 T1 ,T2 间有极高的阻抗。图 （3）本实验选取双向可控硅 BT136-600 作为电路连接元件，其主要参数如下：表精品精品3 工作电路及分析LINEVOLTAGEVREGCOMMON8VCC476253RSTDISTHRTRICONOUTD23GND1T418VCC476253RSTDISTHRTRICONOUTGND1精品精品V14131211QAQBQCQD71015ENPENTRCOLOADCLR2CLK图3.1 电路分析电路采用 220V 交流电源，经变压器变压得到 16V 交流电。后接由 4 个 IN4007

10、型二极管组成的桥式整流电路得到单方向脉动电压，然后接一个 MC7812BT 型三端稳压器得到 12V 稳定直流电压。白天时，光敏三极管阻值无限大，电阻 R1 分得电压很小，555 定时器不工作。夜晚时，光敏三极管阻值很小，此时调节R1 直流电压使 555定时器工作。上边的555 定时器输出端接一个晶体三极管，相当于一个开关，控制后面的电路是否导通；下边的 555 定时器是一个脉冲发生器，能发出矩形脉冲，通过调节电阻 R3 可以改变矩形脉冲的周期。得到的矩形脉冲接到后面的 74160 计数器上，使计数器实现计数功能。输出端 QA、QB、QC 通过一个 3-3输入与非门 74LS10 接回到指数端，使计数器实现 001、010、011、100、101、110、111 的循环计数功能，从而实现广告灯箱的颜色循环功能。如：当 X1、 分别为白、红、绿色灯时，输出001 时为精品精品 时为白、红、绿显示。计数器的三个输出端 使有足够大的电流能驱动双向可控硅开关使交流