基于双向循环译码器74LS194的霓虹设计

应用电子电路

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描述

  摘要:本文采用555定时器设计频率为1Hz的时钟电路,为系统提供时钟信号;采用1片或多片74LS194芯片,实现4路、8路、12路、16路等多路信号控制,实现n路彩灯控制,可以通过电路中电阻、电容的调整,控制霓虹灯闪亮时间的长短

  1、74LS194芯片介绍

  74LS194芯片如图1示,它是1种既具有串行输入又具有并行输入的移位寄存器,称为双向移位寄存器。工作中在CP上升沿时,Q等于D;在CP高电平、低电平和下降沿时,Q保持不变,经4个CP脉冲循环1周,所以用1个74LS194芯片就可以控制4路信号,而实际工作中往往4路信号无法满足工作的需要,如图2就是8路发光信号控制电路的原理图。

74ls194
74ls194

  2、555定时器介绍

  时钟生成采用555定时器。555定时器是8引脚集成器件,其输出电压只有两种状态:高电平、低平。555定时器的内部电路框图和外引脚排列图如图3所示,内部包括两个电压比较器,3个等值串联电阻,1个RS触发器,1个放电管T及功率输出级,提供两个基准电压Vc/3和2Vc/3。

74ls194

  图三:555定时器的内部电路框图和外引脚排列图

  1.GND——地;2..TR——低电平触发输入;3.Uo——输出;4.Rd——直接清零;

  5.CV——电压控制̹,不用时经0.01uf电容接地;6.TH——高电平触发输入;

  7.D——三极管集电极;8.Vc——电源(4.5—18V);

  其工作原理:分压器为比较器提供基准电压,A1的基准电压为2VC/3,A2的基准电压为VC/3;阈值端(TH)和触发端(TR)的外加输入信号和两基准电压比较。当TH>2VC/3时,A1输出高电平;当TR<VC/3时,A2输出高电平。反之,两比较器输出低电平;A1、A2的输出作为RS触发器的输入,R=1时,Q=0;S=1时,Q=1;RS触发器的反相输出端经反相驱动后输出UO,即UO=Q;当Q=0时,T导通,Q=1时,T截止。

  555定时器成本低,性能可靠,只需外接几个电阻、电容,就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路,常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

  3、灯系统

  霓虹电路采用彩色发光二极管和1kΩ的限流电阻组成,根据需要可以设计为n路。考虑到时分电子开关电路的实现特点,将n路发光二极管电路设计成共阳极连接方式,即n个发光二极管的阳极共同连接在5V直流电压源上。阴极分别通过电阻与n路时分电子开关连接,由时分电子开关控制n路霓虹灯轮流通断。系统中,时分电子开关的功能是自动控制n路霓虹灯电路轮流接通电源,要能使其输入地址周期性变化。时钟生成器电路为系统提供时钟信号,即为地址生成器提供时钟脉冲,它控制整个系统的节奏,控制霓虹灯的循环速度。由于系统工作对时钟频率稳定度要求不高,故采用555设计的多谐振荡器即可满足系统时钟要求。考虑到霓虹灯的视觉效果要求,时钟生成振荡器的振荡频率设计为1Hz。

  4、结论

  本设计采用通用、简单的集成电路和极少元件实现了n路霓虹灯控制电路,电路简单,所用器件廉价且易购买。霓虹灯的视觉效果可通过霓虹灯摆放来调整,霓虹灯闪烁的速度可通过改变电路中电阻、电容参数的大小来调整

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