引言

       LED彩燈低耗節(jié)能、燈光色彩豐富,，造價低廉,，因而在日常生活、生產(chǎn)中,，得到了廣泛的應用,。目前市場上銷售的全硬件LED彩燈控制器大多數(shù)頻率不可調(diào)，導致閃亮模式單一,、選擇性差,。嵌入單片機的彩燈控制器，雖然可以通過修改程序來調(diào)整頻率,，但一般用戶往往很難做到,，從某種程度上說這也是一種頻率單一的彩燈控制器。為此有必要對現(xiàn)有控制電路進行改進,，在電路的設計上實現(xiàn)了檔位控制和檔位自動顯示,；通過可調(diào)定時器產(chǎn)生10組時鐘振蕩脈沖送入觸發(fā)器DM74LS74AN;再由觸發(fā)器74LS74實現(xiàn)四分頻控制彩燈閃爍頻率；實際組裝電路調(diào)試結(jié)果表明,，控制電路能對彩燈閃爍頻率進行10組控制,，進一步增強動態(tài)效果；提高了彩燈控制性能,、制作簡單,、操作方便。

　　1 LED彩燈控制器的基本結(jié)構(gòu)

　　LED彩燈控制器的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示,，主要由檔位控制器,、可調(diào)定時器、檔位顯示,、分頻器,、彩燈電路等組成，檔位控制器設有按鈕開關,，共有0～9檔可供選擇，且可不斷循環(huán),；檔位顯示電路由數(shù)據(jù)選擇器SN74LS247N和七段LED數(shù)碼管組成,，能監(jiān)控,、顯示按鈕開關動作；可調(diào)定時器選用多諧振蕩器實現(xiàn),，可提供10組定時控制,，分頻器采用雙D觸發(fā)器74L574，進行二分頻和四分頻,；彩燈電路選擇不同顏色發(fā)光二極組合,。

　　2 控制器設計

　　整個電路主要由檔位控制、定時,、檔位顯示,、分頻、彩燈等電路組成,，電路設計如圖2所示,。

　　2.1 檔位控制設計

　　檔位控制主要由同步4位向上計數(shù)器DM74LS190N和按鈕開關構(gòu)成，DM74LS190N的LD端接高電平,，EN和D/U端接低電平,，計數(shù)輸入端1、9,、10,、15腳接地，CLK時鐘信號端作為按鈕開關SW輸入,，QD～QA輸出端,，CLK端接按鈕時鐘脈沖，對時鐘脈沖上升沿進行加法計數(shù),，每按一次SW按鈕,，產(chǎn)生一個高電平的時鐘脈沖，QD～QA輸出相應的“0”至“9”遞增可循環(huán)BCD碼,，該BCD碼送至SN74LS247N的A2～A0預置端和HCC4067 BF,，按鈕開關每按一次，QC～QA輸出一個信號,，共有0～9檔可供選擇,，且不斷循環(huán)，LED數(shù)碼管自動顯示檔位情況,。

　　2.2 可調(diào)定時器設計

　　可調(diào)定時器主要由多諧振蕩電路和16通道多路復用器HCCA067BF組成,，UA、UB構(gòu)成多諧振蕩器,，振蕩周期T=2.2C1Rn（n=2～11）,。多諧振蕩脈沖經(jīng)U8C反相緩沖后作為時鐘脈沖送至DM74LS74AN的CLK端，16多路選擇開關的A,、B,、C,、D分別與SN74LS247N的A0～A3端及DM74LS190N的QA～QD端相連，INH和GND接地,，I01～I09分別與電阻R2～R1連接,，二進制信號中選擇0～9通道被打開“ON”和連接的輸入輸出，當DM74LS190 N上的按鈕開關第一次按下時,，QD～QA輸出信號0000,，0000經(jīng)DM74LS74AN譯碼后在數(shù)碼管宣示0，與此同時HCC4067BF的A,、B,、C、D接收到信號0000后,，接通100端口,，多諧振蕩器工作，產(chǎn)生1個周期T=2.2C1R2振蕩脈沖,，此脈沖經(jīng)U8C反相緩沖后送至DM74LS74AN的CLK端作為時鐘脈沖信號,，當DM74LS190N上的按鈕開關第二次按下時，數(shù)碼管顯示1,，多諧振蕩器產(chǎn)生另一個周期為T=2.2C1R3振蕩脈沖,；如此類推，可產(chǎn)生10組時鐘振蕩脈沖送入DM74LS74AN,，共有10檔可調(diào),。

　　2.3 檔位顯示設計

　　檔位顯示電路主要由譯碼器SN74LS247N和七段LED數(shù)碼管HDSP-511E組成，SN74LS247N的LT,、RBI,、BI/RB0端接電源，譯碼輸入A0～A3接DM74LS190N的QA～QD,，譯碼輸出a～g為低電平有效,；HDSP-511E為共陽極，當DM74LS190N上的按鈕開關動作,，A0～A3接收DM74LS190N的輸出信號,，譯碼輸出后送LED數(shù)碼管顯示，這樣顯示電路就能監(jiān)控按鈕開關的檔位情況,。

　　2.4 分頻器設計

　　分頻器采用雙D觸發(fā)器74LS74組成,，D觸發(fā)器的狀態(tài)方程為

　　其輸出狀態(tài)的更新發(fā)生在CP脈沖的上升沿，故又稱為上升沿觸發(fā)的邊沿觸發(fā)器,，觸發(fā)器的狀態(tài)只取決于時鐘到來前的D端狀態(tài),，廣泛應用于分頻和波形產(chǎn)生。每當CP1端輸入兩個時鐘脈沖Q1端就產(chǎn)生一個時鐘脈沖,，從而實現(xiàn)了二分頻,，從Q1端輸出的時鐘脈沖送USB的CP2,，Q2端輸出的頻率就是USA的3腳輸出的時鐘脈沖信號即CP1的1/4，從而實現(xiàn)了四分頻,。

　　2.5 彩燈電路設計

　　彩燈電路主要由三極管、二極管,、電阻等組成,，在設計三極管發(fā)射極接地，集電極與二極管相接,，在實際使用中選用多個不同顏色二極管并聯(lián),。當USA的3腳輸出的時鐘脈沖為低電平時，發(fā)光二極管V1正向?qū)òl(fā)光,，3腳輸出的時鐘脈沖為高電平時,，V1反向截止而熄滅，而V3,、V5因Q,、輸出的總是一個為高電平“1”，一個為低電平“0”,，因而,，交替發(fā)光閃爍，V3,，V5的閃爍頻率為V1閃爍頻率的二分之一,，即為二分頻，因為Q2端輸出頻率為CP1的1/4,，所以V7,、V9的閃爍頻率又為V3、V5閃爍頻率的二分之一,，實現(xiàn)了四分頻,。二分頻、四分頻的二極管的閃爍周期見下表,。

　   3 電路調(diào)試

　   主要做好檔位控制電路,、彩燈電路調(diào)試，在檔位控制電路中按鈕開關每按一次,，LED數(shù)碼管自動顯示檔位情況,，觀察看是否顯示0～9，當按到第十一次時,，應該重新從0開始,，且不斷循環(huán)；在彩燈電路調(diào)試方面,，一是看二極管能否正常發(fā)光,，其次,，觀察V3、V5和V7,、V9應為交替發(fā)光閃爍,，再次，觀察V3,、V5的閃爍頻率應為V1閃爍頻率的二分之一,，V7、V9的閃爍頻率又為V5,、V7閃爍頻率的二分之一,。

　　4 可調(diào)彩燈控制器應用

　　此電路非常適合于音樂會、舞臺,、舞廳,、婚慶、舞臺,、節(jié)日背景布置,，可用在賓館、酒樓,、櫥窗,、店鋪等各種場所。很多商店的門面或柜臺都裝有普通彩色燈泡做為裝飾,，這種彩色燈泡耗電量大,，又不能引起行人的注意，改用耗電微小的LED發(fā)光二極管彩燈,，不但能節(jié)省大量的電費,，再配上10檔可調(diào)控制帶來動感變幻效果，能把店面裝飾得更加絢麗多姿,，在家庭音箱裝上本控制器作用下的發(fā)光二極管,，可根據(jù)需要選擇不同變化模式，動感魅力無窮,、增添生活情趣,。

　　5 結(jié)束語

　　基于TTL電路的LED可調(diào)彩燈控制器，電路主要由時間振蕩電路和16通道多路復用器組成可調(diào)定時器,，D觸發(fā)器為分頻器,；譯碼器和數(shù)碼管為監(jiān)測顯示電路；計數(shù)器和按鈕開關作為手動檔位控制開關,。