基于TTL电路的LED可调彩灯控制器
在日常生活、生产中led彩灯由于其低耗节能、灯光色彩丰富，造价低廉等特点而得到了广泛的应用。目前市场上销售的全硬件led彩灯控制器大多数频率不可调，导致闪亮模式单一、选择性差。嵌入单片机的彩灯控制器，虽然可以通过修改程序来调整频率，但一般用户往往很难做到，从某种程度上说这也是一种频率单一的彩灯控制器。为此有必要对现有控制电路进行改进，在电路的设计上实现了档位控制和档位自动显示;通过可调定时器产生10组时钟振荡脉冲送入触发器dm74ls74an;再由触发器74ls74实现四分频控制彩灯闪烁频率;实际组装电路调试结果表明，控制电路能对彩灯闪烁频率进行10组控制，进一步增强动态效果;提高了彩灯控制性能、制作简单、操作方便。
1 led彩灯控制器的基本结构
led彩灯控制器的基本结构如图1所示，主要由档位控制器、可调定时器、档位显示、分频器、彩灯电路等组成，档位控制器设有按钮开关，共有0～9档可供选择，且可不断循环;档位显示电路由数据选择器sn74ls247n和七段led数码管组成，能监控、显示按钮开关动作;可调定时器选用多谐振荡器实现，可提供10组定时控制，分频器采用双d触发器74l574，进行二分频和四分频;彩灯电路选择不同颜色发光二极组合。
2 控制器设计
整个电路主要由档位控制、定时、档位显示、分频、彩灯等电路组成，电路设计如图2所示。
2.1 档位控制设计
档位控制主要由同步4位向上计数器dm74ls190n和按钮开关构成，dm74ls190n的ld端接高电平，en和d/u端接低电平，计数输入端1、9、10、15脚接地，clk时钟信号端作为按钮开关sw输入，qd～qa输出端，clk端接按钮时钟脉冲，对时钟脉冲上升沿进行加法计数，每按一次sw按钮，产生一个高电平的时钟脉冲，qd～qa输出相应的“0”至“9”递增可循环bcd码，该bcd码送至sn74ls247n的a2～a0预置端和hcc4067 bf，按钮开关每按一次，qc～qa输出一个信号，共有0～9档可供选择，且不断循环，led数码管自动显示档位情况。
2.2 可调定时器设计
可调定时器主要由多谐振荡电路和16通道多路复用器hcca067bf组成，ua、ub构成多谐振荡器，振荡周期t=2.2c1rn(n=2～11)。多谐振荡脉冲经u8c反相缓冲后作为时钟脉冲送至dm74ls74an的clk端，16多路选择开关的a、b、c、d分别与sn74ls247n的a0～a3端及dm74ls190n的
qa～qd端相连，inh和gnd接地，i01～i09分别与电阻r2～r1连接，二进制信号中选择0～9通道被打开“on”和连接的输入输出，当dm74ls190 n上的按钮开关第一次按下时，qd～qa输出信号0000，0000经dm74ls74an译码后在数码管宣示0，与此同时hcc4067bf的a、b、c、d接收到信号0000后，接通100端口，多谐振荡器工作，产生1个周期t=2.2c1r2振荡脉冲，此脉冲经u8c反相缓冲后送至dm74ls74an的clk端作为时钟脉冲信号，当dm74ls190n上的按钮开关第二次按下时，数码管显示1，多谐振荡器产生另一个周期为t=2.2c1r3振荡脉冲;如此类推，可产生10组时钟振荡脉冲送入dm74ls74an，共有10档可调。
2.3 档位显示设计
档位显示电路主要由译码器sn74ls247n和七段led数码管hdsp-511e组成，sn74ls247n的lt、rbi、bi/rb0端接电源，译码输入a0～a3接dm74ls190n的qa～qd，译码输出a～g为低电平有效;hdsp-511e为共阳极，当dm74ls190n上的按钮开关动作，a0～a3接收dm74ls190n的输出信号，译码输出后送led数码管显示，这样显示电路就能监控按钮开关的档位情况。
2.4 分频器设计
分频器采用双d触发器74ls74组成，d触发器的状态方程为
，其输出状态的更新发生在cp脉冲的上升沿，故又称为上升沿触发的边沿触发器，触发器的状态只取决于时钟到来前的d端状态，广泛应用于分频和波形产生。每当cp1端输入两个时钟脉冲q1端就产生一个时钟脉冲，从而实现了二分频，从q1端输出的时钟脉冲送usb的cp2，q2端输出的频率就是usa的3脚输出的时钟脉冲信号即cp1的1/4，从而实现了四分频。
2.5 彩灯电路设计
彩灯电路主要由三极管、二极管、电阻等组成，在设计三极管发射极接地，集电极与二极管相接，在实际使用中选用多个不同颜色二极管并联。当usa的3脚输出的时钟脉冲为低电平时，发光二极管v1正向导通发光，3脚输出的时钟脉冲为高电平时，v1反向截止而熄灭，而v3、v5因q、
输出的总是一个为高电平“1”，一个为低电平“0”，因而，交替发光闪烁，v3，v5的闪烁频率为v1闪烁频率的二分之一，即为二分频，因为q2端输出频率为cp1的1/4，所以v7、v9的闪烁频率又为v3、v5闪烁频率的二分之一，实现了四分频。二分频、四分频的二极管的闪烁周期见下表。
3 电路调试
主要做好档位控制电路、彩灯电路调试，在档位控制电路中按钮开关每按一次，led数码管自动显示档位情况，观察看是否显示0～9，当按到第十一次时，应该重新从0开始，且不断循环;在彩灯电路调试方面，一是看二极管能否正常发光，其次，观察v3、v5和v7、v9应为交替发光闪烁，再次，观察v3、v5的闪烁频率应为v1闪烁频率的二分之一，v7、v9的闪烁频率又为v5、v7闪烁频率的二分之一。
4 可调彩灯控制器应用
此电路非常适合于音乐会、舞台、舞厅、婚庆、舞台、节日背景布置，可用在宾馆、酒楼、橱窗、店铺等各种场所。很多商店的门面或柜台都装有普通彩色灯泡做为装饰，这种彩色灯泡耗电量大，又不能引起行人的注意，改用耗电微小的led发光二极管彩灯，不但能节省大量的电费，再配上10档可调控制带来动感变幻效果，能把店面装饰得更加绚丽多姿，在家庭音箱装上本控制器作用下的发光二极管，可根据需要选择不同变化模式，动感魅力无穷、增添生活情趣。
5 结束语
基于ttl电路的led可调彩灯控制器，电路主要由时间振荡电路和16通道多路复用器组成可调定时器，d触发器为分频器;译码器和数码管为监测显示电路;计数器和按钮开关作为手动档位控制开关。
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2 控制器设计
整个电路主要由档位控制、定时、档位显示、分频、彩灯等电路组成，电路设计如图2所示。
2.1 档位控制设计
档位控制主要由同步4位向上计数器dm74ls190n和按钮开关构成，dm74ls190n的ld端接高电平，en和d/u端接低电平，计数输入端1、9、10、15脚接地，clk时钟信号端作为按钮开关sw输入，qd～qa输出端，clk端接按钮时钟脉冲，对时钟脉冲上升沿进行加法计数，每按一次sw按钮，产生一个高电平的时钟脉冲，qd～qa输出相应的“0”至“9”递增可循环bcd码，该bcd码送至sn74ls247n的a2～a0预置端和hcc4067 bf，按钮开关每按一次，qc～qa输出一个信号，共有0～9档可供选择，且不断循环，led数码管自动显示档位情况。
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可调定时器主要由多谐振荡电路和16通道多路复用器hcca067bf组成，ua、ub构成多谐振荡器，振荡周期t=2.2c1rn(n=2～11)。多谐振荡脉冲经u8c反相缓冲后作为时钟脉冲送至dm74ls74an的clk端，16多路选择开关的a、b、c、d分别与sn74ls247n的a0～a3端及dm74ls190n的
qa～qd端相连，inh和gnd接地，i01～i09分别与电阻r2～r1连接，二进制信号中选择0～9通道被打开“on”和连接的输入输出，当dm74ls190 n上的按钮开关第一次按下时，qd～qa输出信号0000，0000经dm74ls74an译码后在数码管宣示0，与此同时hcc4067bf的a、b、c、d接收到信号0000后，接通100端口，多谐振荡器工作，产生1个周期t=2.2c1r2振荡脉冲，此脉冲经u8c反相缓冲后送至dm74ls74an的clk端作为时钟脉冲信号，当dm74ls190n上的按钮开关第二次按下时，数码管显示1，多谐振荡器产生另一个周期为t=2.2c1r3振荡脉冲;如此类推，可产生10组时钟振荡脉冲送入dm74ls74an，共有10档可调。
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