音乐彩灯控制器

1、精选优质文档-倾情为你奉上毕 业 设 计题 目 音乐彩灯控制系统 专业班级 机电0903班 学生姓名 齐晓琨 学生学号 指导教师 史琳芸 2011年11月25日宝鸡职业技术学院毕业设计任务书姓 名：齐晓琨专 业：机电一体化 班 级：机电0903班 设计课题：音乐彩灯控制系统指导教师：史琳芸 电子信息工程系印制二一一年九月毕业设计任务书毕业设计题目：音乐彩灯控制系统毕业设计目的：通过该设计让学生掌握电子技术方面知识的综合应用，合理选择器件和设计方案，以提高综合应用知识的能力。毕业设计任务：设计一组合音乐彩灯控制电路，该控制电路有三路不同控制方法的彩灯组成。毕业设计主要要求：1 当音乐处于高频段

2、2000-4000HZ 第一组彩灯根据音乐幅度强弱不同产生不同的亮度； 2 当音乐处于中频段 500-1200HZ 第二组彩灯根据音乐幅度强弱不同产生不同的亮度；3 当音乐处于低频段 50HZ-250HZ 第三组彩灯根据音乐幅度强弱不同产生不同的亮度； 4 当音乐在这些频段之外，要求所有彩灯按照1HZ频率节奏性的闪烁； 5当无音乐输入的时候，要求6组彩灯顺序交替移动点亮。毕业设计工作量要求：1. 电子版A4纸打印包括电路图。2. 论文字数不少于5000字。3. 参考论文8篇毕业设计进度计划：毕业设计应完成的技术资料：论文及电子版参考文献：见最后一页科研室主任意见：系主任领导意见：任务下达日期2

3、011年9月21日规定完成日期2011年11月15日摘 要电力电子技术产业作为当代高新技术尤其是信息技术产业与传统产业的接口，在国民经济中扮演着越来越重要的角色。此设计论述了彩灯的总体控制，彩灯将会随着音乐的节奏闪亮，大大的改善了人们的娱乐环境，人们将在音乐和灯光当中消除工作一天的疲惫，并且彩灯的控制不需要人为的操作控制，将会完全自动的运行，使人们感受到了娱乐场所的智能化，人性化。此设计采用了平时常用的集成电路，包括时钟电路、阶梯波电路、滤波器等等，将会很清晰的呈现出它的工作原理，它是电子技术的实例应用。目 录参考文献.31专心-专注-专业第一章 绪论1.1 音乐彩灯控制器的研究目的与意义 随

4、着现在社会的发展，人们生活水平的提高，人们对娱乐环境的要求越来越高，娱乐环境中的灯光控制，成了一个重要的部分，为此，特意设计了关于音乐彩灯的控制，本设计要求，灯光根据音乐的高低起伏来进行花式闪烁，当有音乐时候，将音乐分成三个不同的频段，用以分别控制三组不同颜色的彩灯，高频段、中频段、低频段分别各自控制一组彩灯，这样使人们用灯光的颜色变化来感受音乐的不同频率变化；此外灯光的亮度将随着音乐幅度的强弱来实现7个梯度的变化，这样使人们将听觉享受转换成视觉上的享受，另外当无音乐信号时，通常都没有灯光变换，让人感觉很单调，本设计基于这点，另外还设计了无音乐时彩灯的花式闪亮。1.2 音乐彩灯控制的前景和发展

5、方向在当今这个社会，音乐彩灯的发展方向非常广泛，各种娱乐场所，酒店，广场等，都采用了彩灯烘托环境的美好，尤其是在各类娱乐场所，灯光的配置几乎成了其硬件的主要部分，如果灯光的设计合理化，智能化，将会给客人以涣然一心的感觉，这种身心上的享受，将会成为娱乐公司抓住客户的必要手段，而音乐彩灯能在音乐的节奏下闪耀，更能给客人以全新的感觉。传统的彩灯都是机械的控制彩灯的闪亮，甚至还需要人为的操作开关，这种单调的控制方法，从目前社会的发展趋势看，已经越来越不能适应人们对物质生活和精神生活的追求了，彩灯在人们心中的地位也变得越来越不重要，不是因为它本身就没有什么存在的价值，而是因为它的智能化程度已经跟不上时代

6、的潮流了，如果彩灯能与音乐完美的结合，将是怎样一种状况，如果音乐彩灯能与音乐喷泉一起飞舞一定让人更赏心悦目。此外，随着电子技术的高速发展，对于音乐彩灯的控制也就相当的容易了，无论是从技术上讲还是从需求上讲，音乐彩灯都有很高的发展前景。 第二章 音乐彩灯控制器方案的确定2.1设计任务与要求： 要求将音乐分成四个不同的频段，将彩灯分为四组，各组彩灯颜色不同，每组彩灯包含两个颜色相同的彩灯。 1 当音乐处于高频段 2000-4000HZ 第一组彩灯根据音乐幅度强弱不同产生不同的亮度； 2 当音乐处于中频段 500-1200HZ 第二组彩灯根据音乐幅度强弱不同产生不同的亮度；3 当音乐处于低频段 50

7、HZ-250HZ 第三组彩灯根据音乐幅度强弱不同产生不同的亮度； 4 当音乐在这些频段之外，要求所有彩灯按照1HZ频率节奏性的闪烁； 5当无音乐输入的时候，要求6组彩灯顺序交替移动点亮；2.2 音乐彩灯控制器的程序流程： 首先将彩灯系分为6组，每组彩灯有两个灯，每组彩灯颜色不同，颜色分别为红、橙、黄、绿、蓝、紫，并且每组彩灯设置了两个彩灯以增加其效果。当有音乐信号时，将音乐信号进行放大，若音乐信号频率处于20004000HZ时，触发第一路彩灯使其点亮；当音乐信号处于500-1200HZ时，触发第二路彩灯使其点亮；当音乐信号处于50HZ-250HZ时，触发第三路彩灯并使其点亮；当不同频率的音乐信

8、号在触发每组彩灯点亮的时候，产生一个阶梯波信号与整流后的信号进行比较，比较后产生一串数字信号，再将这串与400HZ的方波进行与，输出占空比不同数字信号，由于占空比不同，输出平均电压的大小也不同，这样就可以改变彩灯的亮度。当音乐信号处于这三个频段之外时，通过整流滤波产生一个高电平和1HZ的方波进行与使6组彩灯以1HZ的频率闪亮。当无音乐信号时，一个6位双向移位寄存器，以计数器和数据选择器进行设置，使6组彩灯双向移动闪亮。现在确定音乐彩灯控制器设计的总体方案，其结构框图如下:第三章：音乐彩灯控制器系统设计3.1电源电路由于本设计所用的电源为220V交流电，而设计所需芯片的工作电压大致在512V，故

9、需要首先设计一个电压转换部分，将220V的交流电转换成5V，12V，相当于一个直流稳压源，以供数字和模拟芯片正常工作。其转换电路如下所示： 变压器变压，再经过全波整流电路和滤波电容得+12V和-12V直流电压作为运算放大器的电源。+12V经过W7805稳压后得到+5V的电压，供TTL数字集成电路使用。3.2音乐信号： 本设计中采用MP3输入音乐信号 ，这种信号电压幅度大约是020mV，所以之后必须对信号进行放大才能对彩灯进行控制。方案一：直接输入。方案二：音乐信号由麦克输入：本实验中音乐信号的输入由小话筒实现,外界的音乐信号通过麦克将声音信号转换成为一定的电信号以驱动后面电路随音乐进行变化。话

10、筒上有两个引脚，一引脚接地，另一引脚输出由话筒转化成的电信号。话筒本身是有源器件，不需要外加直流电源。为了将比较微小的语音信号体现得比较清楚，在输出端给一个外加的直流电源，与1K电阻相连后接到输出端，相当于加一个直流分量。方案比较：由于考虑到麦克干扰比较大，效果不是特别理想，频率和幅度都不能达到理想的要求，相比之下MP3音乐信号纯度较好，而且存在小于10mV的语音信号，所以把它作为语音信号的输入部分。3.3放大部分： 由于音乐信号的幅度十分有限,仅为十几毫伏,为了驱动后面的电路,必须将输入信号放大后再经过选频等一系列处理。 放大电路可以采用很多的形式，比如LM339芯片，普通的三极管放大等等。

11、由于无特殊要求,故本设计只选用普通的反相放大器即可.具体电路如图二所示:（以放大50倍为例）。 3.4带通滤波器： 要求将音乐分为三个不同的频段，所以必须设计一个适用的带通滤波器，对音乐进行滤波，这个带通滤波器的效果将直接影响彩灯的闪亮效果，所以是本设计的核心部分，参数设计也是本设计中的难点。 滤波器是对输入信号的频率具有选择性的一个二端口网络，它允许某些频率次（通常是某个频率范围）的信号通过，而其他频率的信号幅值均要受到衰减或抑制。这些网络可以由RLC元件或RC元件构成的无缘滤波器，也可以由RC元件和有源器件构成的有源滤波器。 由于只需要对音频信号分为三个频段,而带通滤波器对设计电路的要求较

12、高,所以用一个高通和一个低通滤波器代替原来高频和低频的两个带通滤波器.这样使相同阶数下滤波器的效果更加理想而不降低题目要求.由此得出以下方案，采用有源带通滤波电路来实现如下图所示，该带通滤波电路由低通与高通滤波器级联得到。其上限截止频率取决于低通滤波器，下限截止频率取决于高通滤波器。选取合适的RC值即可实现要求的带通频率。该方法的优点是：用该滤波方法构成的带通滤波器的通带较宽，通带截止频率易于调整，因此多用作测量信号噪声比的音频带通滤波器。高低频率的参数计算公式：二阶有源滤波器的低通滤波： 高通滤波： 计算后得具体数值为：频段R1=R2R5=R6R3=R7R4=R8C3=C4C1=C2低频60

13、 K300 K10 K15 K001F001F中频32K6.4K 10K15 K0.1F0.1F高频8k4010k15k1F001F2.5整流器的工作原理与设计: 采用桥式整流滤波： 桥式整流滤波当音乐频段不在那三个频段之内时，整流器的作用只是用于简单的整流，滤波，将信号成一个持续的高电平信号，对整流器的要求并不是那么高。2.6阶梯波发生器: 设计要求根据音乐信号的大小控制彩灯的亮度。因而想到用一阶梯波发生器产生7个阶梯，作为参考电压与音乐信号进行比较，从而决定了比较器输出的高电平的个数，最终由平均电压大小来控制灯的亮度。每次输出不同的高电平个数，从而产生一串占空比不同的数字信号，由于占空比不

14、同，从使平均电压的大小发生7个不同的变化，将灯的亮度分为7个程度，本设计采用555时钟脉+计数器（74LS161）+DA转换器（DAC0832）作为阶梯波发生器的组成部分，这样产生的阶梯波，波形比较规整，产生的最高电平是+5V。时钟脉冲：在数字系统中，经常要用到不同宽度和幅度的矩形脉冲波形，矩形波的产生、整形和变换的电路形式很多，现在介绍555集成定时器的组成和功能以及由集成定时器构成的多谐振荡器。 CC7555定时器定时器有8个端子，其引线端子摆列如图：1端接地;2端为低触发端TR；3端为输出端OUT；4端为复位端CO；6端为高触发端TH；7端为放电端D；8端为电源点压UDD。 现在讲解其基

15、本功能，当复位端R=0,输出OUT=0，放电管导通，其他输入端不起作用。当TH端大于2/3UDD，TR端电压大于1/3时，R=1，S=0，RS触器被置0，输出低电平，放电管VT导通，D端对地短路。当TH端电压下降到小于2/3UDD时，只要TR电压大于1/3UDD，触发器状态不变，输出仍然为低电平，如果TR引入负脉冲，则触发器翻转，输出为高电平，放电管VT截止。CC7555定时器逻辑功能表如下：高触发端TH低触发端TR复位端R输出OUT放电管VT×× 0 0导通2/3UDD1/3UDD10导通2/3UDD1/3UDD1保持保持×1/3UDD11截止多谐振荡器： 多谐

16、振荡器是一种不需外加触发信号便能自动地、周期性翻转，从而产生连续矩形波的电路，由555定时器构成的多谐振荡器如图（a）。 设接通电源时，Uc=0，故U6=U21/3UDD,U0为高电平。放电管VT截止，电容C将被充电，充电回路为UDDR1R2C地，电路处于第一暂稳态，随着C的充电，电容C两端电压Uc逐渐升高，当Uc2/3UDD,即U6=U22/3UDD，U0为低电平，此时，放电VT由截止转为导通，电路C放电，放电回路为CRVT地，电路处于第二暂稳态，C放电至Uc1/3UDD后，电路又翻转到第一稳态，电容C放电结束，C再次被充电，电路重复上述过程。由理论分析得知： T1=0.7(R1+R2)C;

17、 T2=0.7R2C; T=T1+T2 =0.7(R1+2R)C;计数器：74LS161是一同步4位二进制计数器，下面介绍1种利用它构成N进制的计数方法： 反馈归零法：反馈归零法是利用芯片的复位端CR使之归零的一种方法，当计数器计数到N种状态后，它的下一个状态要通过门电路使CR=0，即直接置0，计数器的第N+1种状态是计数器的最初状态。数模转换DAC0832: 将数字量转换成模拟量的装置称为数模转换器，简称DA转换器或DAC。DAC0832是用CMOS工艺制成的双列直插式8位DAC芯片，可直接与8080 8084 8085及其他微处理器接口，它采用双缓冲寄存器，能方便地应用于多个DAC同时工作

18、的场合。DAC832的原理图如下：引线端子功能： DI0DI78位数字输入端； CS 输入寄存器选通信号，低电平有效； WR输入寄存器写信号，低电平有效； ILE输入寄存器锁存信号，高电平有效； Xfer 数据传送控制端，低电平有效； WR2DAC寄存器写信号，低电平有效; Uref基准电压输入端（1010）； Rfb外接反馈电阻端； Iout1DAC模拟电流输出1； Iout2DAC模拟电流输出2； UDD电源输入端（515V）； AGND模拟地； DGND数字地;工作方式： 直通方式：当CS=WR2=Xfer=WR1=0,ILE=1时，寄存器处于“直通”状态，数据同时直接写入两级寄存器，直

19、接输入DAC转换输出。 单缓冲方式：当CS=WR2=Xfer=0，ILE=1时；若WR1=1，数据锁存，模拟输出不变；若WR1=0，模拟输出更新。 双缓冲方式：分别控制两级寄存器，实现两次锁存缓冲，可以同时接受两组数据，以提高转换速度。DAC主要指标：分辨率：分辨率是指D/A转换器最小输出与最大输出电压之比。对于一个n位的D/A转换器，当输入数字量为0001时，即最低位（LSB）为1，其余各位为0，输出电压为最小输出电压Ulsb,即 Ulsb=Uref/（0+0+.+）=Uref/当输入数字量为11.11(各位都是1)时，输出电压为最大输出电压Ufsr，即 Ufsr=Uref/(+) = Ur

20、ef/(1)分辨率可表示为 分辨率=Ulsb/Ufsr=1/1分辨率与DA转换器的位数有关，位数越多，分辨率越高。转换精度：转换精度是指D/A转换器实际输出的模拟电压与理论值之间的最大误差，通常要求D/A的误差小于Ulsb/2。转换时间： 转换时间是指D/A从输入信号起，到输出信号达到稳定值所需要的时间，转换时间越短，工作速度越高。 下面是阶梯波产生的整体电路图，包括参数： 阶梯波发生器2.7比较器：电压比较器(以下简称比较器)是一种常用的集成电路。它可用于报警器电路、自动控制电路、测量技术，也可用于V/F变换电路、A/D变换电路、高速采样电路、电源电压监测电路、振荡器及压控振荡器电路、过零检

21、测电路等。本文主要介绍其基本概念、工作原理及典型工作电路，并介绍一些常用的电压比较器。简单地说， 电压比较器是对两个模拟电压比较其大小(也有两个数字电压比较的，这里不介绍)，并判断出其中哪一个电压高，如图1所示。图1(a)是比较器，它有两个输入端：同相输入端(“+” 端) 及反相输入端(“-”端)，有一个输出端Vout(输出电平信号)。另外有电源V+及地(这是个单电源比较器)，同相端输入电压VA，反相端输入VB。VA和VB的变化如图1(b)所示。在时间0t1时，VA>VB；在t1t2时，VB>VA；在t2t3时，VA>VB。在这种情况下，Vout的输出如图1(c)所示：VA&

22、gt;VB时，Vout输出高电平(饱和输出)；VB>VA时，Vout输出低电平。根据输出电平的高低便可知道哪个电压大。 如果把VA输入到反相端，VB输入到同相端，VA及VB的电压变化仍然如图1(b)所示，则Vout输出如图1(d)所示。与图1(c)比较，其输出电平倒了一下。输出电平变化与VA、VB的输入端有关。图2(a)是双电源(正负电源)供电的比较器。如果它的VA、VB输入电压如图1(b)那样，它的输出特性如图2(b)所示。VB>VA时，Vout输出饱和负电压。   如果输入电压VA与某一个固定不变的电压VB相比较，如图3(a)所示。此VB称为参考电

23、压、基准电压或阈值电压。如果这参考电压是0V(地电平)，如图3(b)所示，它一般用作过零检测。 比较器的工作原理比较器是由运算放大器发展而来的，比较器电路可以看作是运算放大器的一种应用电路。由于比较器电路应用较为广泛，所以开发出了专门的比较器集成电路。图4(a)由运算放大器组成的差分放大器电路，输入电压VA经分压器R2、R3分压后接在同相端，VB通过输入电阻R1接在反相端，RF为反馈电阻，若不考虑输入失调电压，则其输出电压Vout与VA、VB及4个电阻的关系式为：Vout=(1+RF/R1)·R3/(R2+R3)VA-(RF/R1)VB。若R1=R2，R3=RF，则Vout

24、=RF/R1(VA-VB)，RF/R1为放大器的增益。当R1=R2=0(相当于R1、R2短路)，R3=RF=(相当于R3、RF开路)时，Vout=。增益成为无穷大，其电路图就形成图4(b)的样子，差分放大器处于开环状态，它就是比较器电路。实际上，运放处于开环状态时，其增益并非无穷大，而Vout输出是饱和电压，它小于正负电源电压，也不可能是无穷大。 从图4中可以看出，比较器电路就是一个运算放大器电路处于开环状态的差分放大器电路。同相放大器电路如图5所示。如果图5中RF=，R1=0时，它就变成与图3(b)一样的比较器电路了。图5中的Vin相当于图3(b)中的VA。 2.8移位寄

25、存器： 移位寄存器是一个集成寄存器，寄存器常用于寄存一组二进制代码，它被广泛用于各类数字系统和数字计算机中，应为一个触发器能存储一位二进制代码，所以用n个触发器组成的寄存器存储一组n位二进制代码。对寄存器种使用的触发器只要求具有置1、置0的功能即可。 移位寄存器具有数码寄存和移位两个功能。若在移位脉冲的作用下，寄存器中的数码，依次向右移动，则称为右移，若依次向左移动，称为左移。只具有单向移位功能的称为单向移位寄存器；即可左移又可右移的称为双向移位寄存器。 74LS194是一种典型的中规模集成移位寄存器，其引线排列端子图和功能表如下：CRM1M0CPQ3Q2Q1Q0功能0××

26、×0000清零100×Q3Q2Q1Q0保持101Q2Q1Q0SL左移110SRQ3Q2Q1右移111D3D2D1D0并行输入74LS194功能表74LS194引线端摆列图由上表可知，移位寄存器具有如下功能。 异步清零 当CR=0时，实现清零功能，即Q3 Q2 Q1 Q0=0 0 0 0; 保持 当CR=1、M1M0=00时，移位寄存器保持原来的状态； 左移 当CR=1、M1M2=01时，在CP脉冲配合下进行左移位，每来一个脉冲的上升沿，寄存器中的数据左移一位，并且由SL端输入一位数据。 右移 当CR=1、M1M2=10时，在CP脉冲配合下进行右移位，每来一个脉冲的上升沿，寄

27、存器种的数据左移一位，并且由SL端输入一位数据。 并行输入 当CR=1、M1M2=11时，在CP脉冲的上升沿作用下，能够将并行输入端D3 D2 D1 D0 的数据存入寄存器中。 现在我们使用两片74LS194组成双向八位移位寄存器，用于控制六组彩灯的闪亮，如图： 双向八位移位寄存器2.9 数据选择器:数据选择器是一种多输入，单输出的组合逻辑电路。它能在选择控制信号作用下，从多个输入信息中选择一个信息送至输出端进行传输。也称为多路选择器或多路开关。其工作原理可用一个单刀多掷开关来描述，其作用是将输入并行数据变为串行数据输出。目前中规模集成数据选择器种类繁多，按照数据输入端可分为四选一、八选一、十

28、六选一等形式，上图为八选一数据选择器74LS151的符号图，下表为其功能表。其中D0D7为数据输入端；ST为使能端，低电平有效；Y为输出端。STDA2A1A0Y1××××O10D0000D0D00D1001D1D10D2010D2D20D3011D3D30D4100D4D40D5101D5D50D6110D6D60D7111D7D7数据分配器：数据分配是数据选择的逆过程，在选择控制信号作用下，将下一路输入信息送至多个输出端中的指定输出通道上进行传输的电路，称为数据分配器。它是一种单输入、多输出的组合逻辑电路。作用是将串行数据输入变为并行数据输出。2.10

29、门电路：此设计用到了很多门电路，在这里，我先将门电路的基本知识加以介绍：门电路其实就是一种逻辑关系，逻辑关系是指事物的因果关系，即条件与结果的关系，在数字电路中用输入信号反应条件，用输出信号反应结果，这种电路称为逻辑电路，在逻辑电路中最基本的逻辑电路关系有三种，即与逻辑、或逻辑，相应的逻辑门电路也有三种，即与门电路、或门电路、非门电路。门电路可以由二极管、三极管、电阻等分立元件组成，也可以是集成电路。下面接受，本设计所用到的门电路，以及其逻辑关系： 基本逻辑运算 逻辑表达式逻辑功能 与 Y=A.B有0出0，全1出1 或 Y=A+B有1出1，全0出0 非 Y=有1出0，有0出1 与非 Y=有0出

30、1，全1出0 或非 Y=有1出0，全0出1 2.11三极管的开关特性: 三极管的开关特性是指三极管交替工作在饱和和截至的状态。这是由三极管的制造工艺特点所决定的，三极管发射区掺杂浓度高，基区掺杂浓度低且很薄，使用时，发射极不能和集电极交换。但三极管处了运用于放大，我们还经常将它用于饱和和截至状态，例如开关三极管，当三极管处于截至状态时候，三极管开关闭合，当三极管处于饱和状态时，三极管开关大开。下面我们分别介绍三极管处于放大状态、饱和状态和截至状态时的条件：截至区： 为了让三极管可靠截至，我们经常在发射极上加反向电压，因此，截至的外部条件是发射结和集电结均反向偏置。放大区： 三极管集电极电流的变

31、化基本上与UCE无关，集电极电流只受基极电流的控制，反应了三极管的电流放大特性，因此，放大的外部条件是发射极正偏，集电极反偏。饱和区： 当三极管处于放大作用时，三极管集电极电流已经达到饱和，不受基极电流控制，因此，三极管处于饱和状态的外部条件是发射极和集电极均处于正向偏置。2.12发光二极管: 发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。磷砷化镓二极管发红光，磷化镓二极管发绿光，碳化硅二极管发黄光。 它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能；常

32、简写为LED。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。 发光二极管的反向击穿电压约5伏。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流。限流电阻R可用下式计算： R（EUF）IF 式中E为电源电压，UF为LED的正向压降，IF为LED的一

33、般工作电流。发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应按电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。 与小白炽灯泡和氖灯相比，发光二极管的特点是：工作电压很低（有的仅一点几伏）；工作电流很小（有的仅零点几毫安即可发光）；抗冲击和抗震性能好，可靠性高，寿命长；通过调制通过的电流强弱可以方便地调制发光的强弱。由于有这些特点，发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成7段式半导体数码管（图），每个数码管可显示09十个数目字。 红色和黄色的发光二极管的工作电压是2伏的，其他颜色的工作电压

34、都是3伏的一般的发光二极管的工作电流是20毫安，如果接在五伏的电源上，电源电压减二极管的工作电压就是分压电阻要分掉的电压，再用这个电压除以二极管工作的电流就能计算出这个电阻的阻值。比如说3伏的二极管（5-3）/0.02=100欧，2伏的二极管（5-2）/0.02=150欧，但是不是所有的发光二极管的工作电流都是20毫安，有的大一点有的小一点，实际使用的时候也可以用整流二极管来分压，一只二极管的压降是0.7伏，用3只串联分掉的电压就是2.1伏，剩下的正好是3.1伏或者用四个串联剩下2.2伏 限流到20ma以下，红灯1.2v，绿灯1.4v(导通时)。 正向工作电流If：它是指发光二极管正常发光时的

35、正向电流值。 一般LED发光二极管的工作电流在十几mA至几十mA，而低电流LED的工作电流在2mA以下（亮度与普通发光管相同）。 正向工作电压VF：一般发光二极管参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在IF=20mA时测得的。 发光二极管正向工作电压VF在1.43V。在外界温度升高时，VF将下降。 RV/I一般应用取I35mA。亮度与电流不是线性关系，电流大到一定值时，亮度变化不大。只要電流超過了最大正向電流就會燒了。特殊的主要看资料，一般的电流选定在3-20mA。2.13运放的选择:通常情况下，在设计集成运放应用电路时，没有必要研究运放的内部电路，而是根据设计要求寻求具有相

36、应性能指标的芯片。因此，了解运放的类型，理解运放主要性能指标的物理意义，是正确选择运放的前提。应根据以下几方面的要求选择运放。信号源的性质根据信号源是电压源还是电流源、内阻大小、输入信号的幅值及频率的变化范围等，选择运放的差模输入电阻rid、3dB带宽（或单位增益带宽）、转换速率SR等指标参数。负载的性质根据负载电阻的大小，确定所需运放的输出电压和输出电流的幅值。对于容性负载或感性负载，还要考虑它们对频率参数的影响。精度要求对模拟信号的处理，如放大、运算等，往往提出精度要求；如电压比较，往往提出响应时间、灵敏度要求。根据这些要求选择运放的开环差模增益Aod、失调电压UIO、失调电流IIO（值小表明直流特