数字电路在照明装饰中的应用和使用拓展
数字电路在照明装饰中的应用和使用拓展
这里介绍一种产生二进制信号，并转换为十进制信号的电路。它可以使十的倍数个光源按十进制的法则依次交替工作。光源可以按所需要来选择不同颜色的彩灯。该电路元件少、成本低、安装简单。经使用效果良好。特别适合非电子专业人员制作、使用。
该电路的简洁之处是，电子元件少、布线简洁。使用功能拓展性强，可拓展为其它工程使用。该电路主要由两个集成块组成，一个是ＮＥ５５５，产生二进制变化、且频率可调的方波；另一个是ＣＤ４０１７，将二进制转换为十进制的数字译码器，按十进位的原则循环。该电路分为四个部分，即电源电路、振荡电路、译码电路和光源电路。
电路工作原理
１. 电源电路 该电路由Ｒ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｄ２、Ｃ２组成电容降压半波整流电路。为集成块提供直流工作电源。
２. 振荡电路 该电路由一块时基电路集成块ＮＥ５５５和Ｃ３、Ｃ４、Ｒ２、Ｒ３组成?其中Ｃ３为延时充电电容，Ｃ４为抗干扰隔离电容，Ｒ２、Ｒ３为延时充电电阻，而Ｒ３又为放电电阻?。通电后，因电容Ｃ３两端的电压不能突变，第{2}脚的电压为低电平，集成块ＮＥ５５５的内部触发器被置位，第{3}脚输出高电平。同时，由于电源经电阻Ｒ２和Ｒ３向Ｃ３充电，使第{6}和{2}脚的电压不断提高，当电位上升到Ｖｃｃ的三分之二时，集成块ＮＥ５５５的内部触发器被复位，第{3}脚的输出电压翻转为低电平。同时集成块ＮＥ５５５内部的放电管导通，即第{7}脚通过内部的放电管和第{1}脚相通，Ｃ３上储存的电荷就通过Ｒ３、{7}脚放电，使第{6}和{2}脚的电压不断下降，当电位降低到Ｖｃｃ的三分之一时，集成块ＮＥ５５５的内部触发器被置位。同时，集成块ＮＥ５５５内部的放电管截止，第{7}脚被悬空，电源又通过Ｒ３、Ｒ２向Ｃ３充电，使第{6}和{2}脚的电压不断提高……如此，周而复始，形成振荡。
输出端的高电平维持时间取决于电容Ｃ３的充电时间常数。
输出端的低电平维持时间取决于电容Ｃ３的放电时间常数。
由于Ｒ３≥Ｒ２，故可认为ｆ放≈ｆ充，目的是减小彩灯熄亮交替的时间间隔的差异。如用作其它情况，可按需要调整Ｒ２、Ｒ３、Ｃ３的参数。
综上分析，第{3}脚始终处于高电平和低电平的二进制变化状态，故此电路又称为无稳态电路。
３.?译码电路 该电路由一块ＣＤ４０１７集成块组成。该集成块有三个输入端(两个时钟输入端ＣＰ第{14}脚和ＥＮ第{1}脚与复位端Ｃｒ第{15}脚)。有十个输出端Ｑ０～Ｐ９(依次为第{3}、{2}、{4}、{7}、{10}、{1}、{5}、{6}、{9}、{11}脚?。还有一个进位端Ｃ０。其功能是：当复位端Ｃｒ加上高电平和正脉冲时，输出端Ｑ０为高电平，其余九个输出端Ｑ１～Ｑ９均为低电平。时钟输入端ＣＰ对输入时钟脉冲的上升沿计数。ＮＥ则对时钟脉冲的下降沿计数。Ｑ０～Ｑ９这十个输出端的输出状态分别与输入的时钟个数相对应。如从０开始计数，则输入第一个时钟脉冲时，Ｑ１就变成高电平。输入第二个时钟脉冲时，Ｑ２变成高电平……直到输入第十个时钟脉冲，Ｑ０变为高电平。同时，进位端Ｃ０就输出一个进位脉冲，作为下一级计数的时钟信号。Ｃｒ为复位端，也称为清零端。当Ｃｒ输入高电平时，电路复位，即输出端Ｑ０为高电平，Ｑ１～Ｑ９为低电平。如此反复，只要集成块ＮＥ５５５第{3}脚送来的二进制信号不消失，ＣＤ４０１７将二进制信号转换成为十进制信号的计码工作就会反复进行下去。
４. 光源电路 该电路主要由灯和可控硅组成。工作时，可控硅的控制脚由ＣＤ４０１７的十个输出端控制。当可控硅的控制脚得到高电平时，可控硅就触发导通，使灯通电发光。
译码电路和光源电路之间串接一个１ｋΩ电阻的目的是，一旦出现电源波动较大的情况，可以防止ＣＤ４０１７输出端的电压和电流过大，而造成可控硅损坏。
如果发光较暗，可将图中的单向可控硅改成双向可控硅。因为交流电在半波工作状态，电压会降低。
对于初学者，该电路的不足之处是，市电未经过变压器转化而采用电阻、电容直接降低电压。所以电路安装好后在通电前，一定要检查线路正确无误。最好用万用表检查电源电路输入端没有断路情况时再通电，且人体不要接触线路板，以免触电。
其它的拓展使用可以是产品计数器、转速计数器、循环延时器、顺序步进器、循环延时开关等。当然用于追光灯、循环彩灯、多变彩灯、礼花爆炸灯、广告装饰变化灯(只限为十个花样)等才是本文的主要目的。
? 重庆 李尚明
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