依次流动式发光信息灯的电路设计-演示文稿

依次流动信息灯的电路设计,摘要,随着微电子技术的发展，越来越多的电子产品设计都向数字化或智能化方向发展。在各方面都广泛地应用了数字技术。本设计采用数字电子技术设计信息灯，信息灯的应用很广泛，例如，在夜幕降临，华灯初上的夜晚，霓虹灯在夜色中闪耀，发出诱人的光芒，整个城市笼罩在一片灯红酒绿中；经常在商场里、电视上看到绚丽的文字效果！为了烘托节日的气氛，时而文字闪一下光，时而文字像用毛笔一笔一笔写出来的发光的文字等等，即烘托了节日的气氛，又给人以感官的享受！本课题设计一个能显示“STOP”字样的信息灯，把它安装在汽车的后窗上，使后面跟随的车都能看到前方汽车的刹车信息，从而有效的防止追尾事故的发生。为了提高信息灯的醒目程度，我们可以将显示设计成：依次流动式、依次增加式、或一亮一灭式等。关键词数字电路；信息灯；依次流动,电路原理,用数字电路所设计得依次流动信息灯,主要由：脉冲电路、复位电路、移位寄存电路及显示部分所构成。,当接通电源时，12V的电源经过三端调压器输出5V，集成电路开始工作。由于原始复位电路的作用，移位寄存器的所有D触发器的初始状态全部被置为高电平状态，即Q1Q2Q3Q4=1111。电路中D触发器的复位端始终置高电平，使D触发器处于有效工作状态。当第一个脉冲到来的时候，4输入与非门74LS20的输出信号“0”被送入移位寄存器的第1个D触发器的D端，即当第一个脉冲到来时第一个D触发器F1的Q输出端输出低电平，Q非就为高电平。经过非门74LS04构成的缓冲电路输出低电平将电路导通，从而使显示“S”字母的LED发光。当第二个脉冲到来的时候，F1的Q端输出作为第二个D触发器F2的输入信号，从而使得F2的Q端输出为低电平，Q非端为高电平，经缓冲电路后，电路导通，使显示“T”字母的LED发光，依次类推，当第五个脉冲到来的时候，所有的D触发器Q端都输出高电平，LED灯就全部熄灭，又开始新一轮的流动发光。,1.移位寄存器电路,本电路设计需要显示“STOP”四个字母，所以需要一个四位的移位寄存器，即可用4个D触发器构成同步移位寄存器。图2是由4个D触发器组成的同步4位右移位寄存器电路，本电路中采用了串行并出的输入输出方式，其中D1是串行数码输入端，输出端为Q1.Q2.Q3.Q4,CP为是移位脉冲输入端。,在移位寄存器的每个D触发器的复位端加上高电平，置位端也同时加上高电平，使得D触发器工作在有效状态。电路中低位触发器的输出端Q均接至高位触发器的D端。因而当CP脉冲的上升沿每到来一次，串行输入数码就依次向右移动。,2.脉冲产生电路,脉冲有各种各样的用途，有对电路起开关作用的控制脉冲，有起统帅全局作用的时钟脉冲，有做计数用的计数脉冲，有起触发启动作用的触发脉冲等等。不管是什么脉冲，都是由脉冲信号发生器产生的，而且大多是短形脉冲或以矩形脉冲为原型变换成的。因为矩形脉冲含有丰富的谐波，所以脉冲信号发生器也叫自激谐振荡器或简称多谐振荡器。 自激多谐振荡器是一种无稳定状态的张弛振荡电路，它只有两个暂稳状态，无需外加触发信号就能自激震荡，产生方波或矩形脉冲。由于矩形波包含有丰富的谐波分量，故这种电路为自激多谐振荡器在脉冲和数字系统中，它主要用作脉冲信号源，自激多谐振荡器的电路形式较多，由于本电路所需精确度不高，从经济性和方便性上考虑，在此选用RC环形多谐振荡器作为本设计的脉冲起振器。,电路的特征方程：,三个非门环形连接以确保起振，R、C为定时元件,Rs为G3的保护电阻其值较小，通常为100欧左右，为保证电路的正常工作，要求R+RsRoff。否则会使G3门处于开启状态，不能起振。RS振荡器的振荡周期为T=2.2RS。显然，定时元件R、C的大小决定了振荡周期和振荡频率的高低。由于电阻R不能过大，取R=1K，周期T=1s。将R、T代入公式T2.2RC,可得电容C=4500 pF。,3.显示部分,一般说来，显示部分显示一个英文字母，可以采用57个点或者79个点，由于我们做的是警示牌，为了能够尽量远的地方看到文字，这里我们采用79个点的方式组成文字，并把LED安装在最明显的方位。显示“STOP”这四个字母需要794个LED，不过不必显示“STOP”以外的其他文字，所以只需要84个LED就行了。LED流过正向电流时就会发光，但Q非所输出为高电平，LED为截止状态，故我们可以选择非门使Q非输出变为低电平，非门在电路中也可以起到缓冲作用。但如果就这样原封不动的在LED上接上电池，过大的电流可能会烧坏器件，所以需要在LED和电源间接入限流电阻。电路如图3所示。,在使用蓄电池的场合，电压通常是12V，可以如图3-10所示串联4个LED使用。下图是用LED组成“STOP”4个字母连线图。,字母连线图,4.复位电路,由D触发器构成的4位移位寄存器要正常工作必须满足：置位端、复位端均为高电平，并有脉冲输入。这样在有输入信号时，电路就可接受信号，按特征方程进行工作。在电路工作之前，应给电路一个初始状态，在此，选择复位电路来为电路提供这个初始状态。在没接通电源时，复位电路给电路一个初态1111，当接通电源后，通过复位电路将四个D触发器的置位端置高电平，从而使得移位寄存器工作。电路中初始状态可由手动置入和自动置入，手动置入是在集成电路的电源出接上一个开关，自动置入则是利用电容的“通交隔直”的特性对输入电源进行控制。为了可靠和方便，本电路采用自动置入式。,本电路使用电阻和电容器构成，当没有电源电压输入时，1000pF的电容器上没有存储电荷，当加上了经过