彩灯烟花控制器课程设计.pdf

彩灯烟花控制器 合肥工业大学 班级：光信息科学与技术 ——1 班 指导老师 学生： 雷—— 王—— 冯—— 学号： 一 内容提要: 烟花彩灯控制器是一个由电子电路的组合来控制数排彩灯,按一定的规律依 次点亮,形成数条彩灯流,彩灯的依次闪亮,模拟出烟花爆炸的效果。 本文粗略讲述了我在本次实习中的整个设计过程及收获。 讲述了彩灯烟花的工作原理以及其各个组成部分，记述了我在整个设计过程 鸟 中对各个部分的设计思路、元器件的筛选、以及对它们的调试、对调试结果的分 菜 — 析，到最后得到比较满意的实验结果的方方面面 。 — 二 设计内容及要求: 大 工 用电子电路设计一个彩灯控制器，实现公共场所装设的彩灯烟花树，要求控 合 制数排彩灯，按一定规律依次点亮，形成数条彩灯流，彩灯依次闪亮，模拟出烟 花爆炸时的效果。 主要要求及指标 1. 灯流的点亮方式有四种：方式1：亮1 灭1；方式二：亮2 灭2；方式三： 亮4 灭4；方式四：亮8 灭8。 2. 灯光流的点亮方式每循环切换一次，先正向切换（从方式一至方式四）， 再反向切换（从方式四至方式一）。 3. 每种8 个节拍作为一个循环，一个结束时，控制进行方式切换。 4. 每4 种灯流方式完成时，控制灯流方式切换的正反。 5. ※彩灯白天不亮，晚上自动亮； 三 设计思路及原理: 设计思路 控制电路需要有四种不同的时钟脉，所以可以采用555 定时器组成的多谐振 荡器来获得矩形波，再用二进制计数器对矩形波进行分频就可以得到4 种相应频 率的时钟脉冲，使用多路选择器可以实现对不同灯流方式的选择，而选择器对不 同频率的波形的选择需要计数器对波形的进度计数再反馈回选择器，选择器就可 以根据设定的要求对不同的灯流方式进行选择切换了，而控制灯流的正反切换采 用双向移位寄存器经过t-ff 触发器的控制就可以实现。双向移位寄存器采用串 行输入并行输出，对于附加的白天自动灭，夜晚自动亮的效果在电源电路中加入 光敏电阻控制的放大电路即可，在实际应用中由于灯流数量会比较多，考虑到芯 片的输出功率问题，需要通过继电器来为众多的灯提供电能。本次电路设计只为 满足教学实验展示，灯数不多，芯片的输出功率可以满足要求，所以不再加入继 电器电路。 原理流程说明 原理框图 鸟 菜 — — 大 工 合 图一为电路设计的原理框图。 四、设计分析 以下结合仿真电路对原理图进行解析 图2 图2 为时钟脉冲发生器电路仿真图 其维持高电平的是时间T1 既为电容从1/3Ucc 充电到2/3Ucc 所需的时间 T1=R1Cln2=0.7R1C 鸟 菜 维持低电平的时间为