由555定时器构成的流水灯控制电路

繁华的都市,当夜幕降临时,五缤纷的彩灯灯便亮了起来,点亮这个黑暗的世界,给人民生活增添一点情趣,而流水灯是其中的角色之一。随着技术的不断发展,控制彩灯的电路不断更新,这里主要介绍由555定时器构成的流水灯控制电路。
555定时器的内部结构(如图1所示):
(1)分压器
①5脚悬空时。②5脚外接控制电压时。
(2)电压比较器
电压比较器c1和c2是两个结构完全相同的理想运算放大器。比较器有两个输入端,分别用1和0表示相应输入端上所加的电压,用表示比较器的比较结果(1代表高电平,0代表低电平)。
555定时器组成的多谐振荡器
由555定时器构成的多谐振荡器如图3所示,ra,rb和c是外接定时元件,电路中将高电平触发端(6脚)和低电平触发端(2脚)并接后接到rb和c的连接处,将放电端(7脚)接到ra,rb的连接处。由于接通电源瞬间,电容c来不及充电,电容器两端电压为低电平,小于(1/3)vcc,故高电平触发端与低电平触发端均为低电平,输出为高电平,放电管v1截止。这时,电源经ra,rb对电容c充电,使电压按指数规律上升,当上升到 (2/3)vcc时,输出为低电平,放电管v1导通,把从(1/3)vcc上升到(2/3)vcc由于放电管v1导通,电容c通过电阻rb和放电管放电,电路进人第二暂稳态,其维持时间的长短与电容的放电时间有关,随着c的放电,下降,当下降到(1/3)vcc时,输出为高电平,放电管v1截止,vcc再次对电容c充电,电路又翻转到第一暂稳态。
cd4017芯片是十进制计数器/时序译码器,应用极其广泛。图4是cd4017的引脚图排列,采用16脚双列直插式塑料封装形式。cd4017的cl端在输入时钟脉冲的上升沿计数,时钟允许端en为“0”时,允许时钟脉冲输入,为“1”时就禁止时钟脉冲输入。在输入时钟脉冲的作用下,10个译码输出y0~y9依次为高电平。r为复位端,当r=1时,计数器清零,y0为“1”,其余y1~y9均为“0”.co为进位输出端,cd4017记满10个数后,co端输出一个正的进位脉冲。
电路实现
流水灯电路原理图(如图5所示):
该电路由时基集成电路ne555构成的多谐振荡器和cd4017十进制计数/译码电路组成。电源接通后,经r1、r2给电容c1充电,使逐渐升高,当时,3脚(q端)输出为高电平。当上升到超过时,3脚输出仍为高电平。当继续上升到略超过时,rs触发器状态发生翻转,3脚输出为低电平,同时 c1经r2及7脚内导通的放电管vt到地放电,迅速下降。当下降到略低于时,触发器状态又翻转,3脚输出变为高电平。同时,7脚内导通的放电管vt截止,电容c1再次进行充电,其电位再次上升,一直循环下去。根据,可以看出,通过改变电位器r2的电阻值的大小,即可以改变振荡器的振荡周期,从而改变3脚输出高低电平的转换时间,进而改变流水灯的速度。对于cd4017,其14脚接收来自555定时器3脚的输出脉冲。当555定时器的3脚的输出电平状态发生翻转时,14脚接收到高低电平的变化,触发十个输出引脚交替输出高电平,点亮相应引脚的led灯。随着时间的进行,十个led灯相继被点亮,形成流水灯。
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的集成器件,通过外围元件的简单组合,可以组成许多基本实用的电路,最基本且应用最多的有单稳态触发器,施密特触发器,多谐振荡器三种。以这些基本电路为基础,又可以和其他组合形成各种各样实用的电子电路,实现各种各样的功能,如定时器、分频器、脉冲信号发生器、玩具游戏机电路、音响告警电路、自动控制电路、电源交换电路、频率变换电路元件参数和电路检测电路等。相信在不久的将来,555定时器将应用在更多领域,为我们的生活增加更多新鲜的元素,并使我们的生活更加丰富多彩。


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