基于555定时器实现的自动彩灯循环的设计

2014-12-03董瑞红

科技资讯 2014年26期

董瑞红

摘要：本文利用555定时器作为基础元件，通过接入相应的电阻电容得到的多谐振荡器，作为D触发器的脉冲信号，设计电路控制彩灯自动循环。

关键词：555定时器多谐振荡器自动循环彩灯

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）09（b）-0099-01

随着社会的发展，人民生活水平不断提高，现代人们越来越注重节能和装饰，因此LED作为一种超节能产品在实际生活中得到广泛应用，它不仅工作电压低，而且使用寿命很长，所以它受到大多数灯光装饰师的青睐。本设计用四路发光二极管设计出的自动循环彩灯，通过安装与调试，既可以提高我们的动手能力和实际分析问题能力，还有助于我们加深对数字电路的认识和了解，进一步激发学习的兴趣，为后续学习打下坚实基础。

1 555定时器

555定时器是一种多用途的数字——模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形产生与交换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了广泛应用。

1.1 555定时器的工作原理

图1是555定时器的原理图，它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5 kΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc2/3和Vcc1/3。C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过Vcc2/3时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于Vcc1/3时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。

为复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。

Vco为控制电压端（5脚），平时输出Vcc2/3作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01F的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。

T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。

1.2 555定时器组成的多谐振荡器

555定时器只需外接几个阻容元件，就可以构成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。

多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波，多谐振荡器可用作方波发生器。

2 自动循环彩灯电路的设计

如图3为自动循环彩灯的原理图，是由集成芯片74LS175提供四个D触发器、集成芯片7411提供与门、六个510 Ω限流电阻、六个发光二极管组成，时钟脉冲由555组成的多谐振荡器来提供，需接+5 V直流电源。

工作过程为：当加上+5 V直流电源时，按下开关，使得所有的输出Q为0，为1，所有的灯都灭，当第一个上升沿到来时，与门输出的1加到D上，使得Q输出是1，是0，第一个灯亮，其余全不亮；第二个上升沿到时，第二个灯亮，第一个灯及其他全不亮；第三个上升沿到来时，第三个灯亮，其余全不亮；第四个上升沿到来时，只有第四个灯亮；当第五个到来时，第一个灯又亮，如此反复循环，第五个彩灯直接接到555定时器的输出端，频繁闪烁，以检验555定时器连接的正确与否，第六个彩灯直接接到电源端，为长亮灯，已确保电源的加入。

3 结语

本文利用555定时器组成的多谐振荡器，为集成芯片74LS175中的D触发器提供时钟脉冲，通过7411中与门的反馈作用实现自动循环。

参考文献

[1] 付植桐，高建新.电子技术简明教程[M].中国电力出版社，2009.