心形彩灯控制电路

本节介绍一种基于数字电路的简单作品，无须编程，无须进行电路设计，只需两块芯片即可，适合初学者制作，其本质就是用数字芯片cd4017构成流水灯，显示方式可根据自己的喜好、创意选择。

电路原理

电路由电源模块、led彩灯流水驱动、7段数码管显示驱动三部分组成，下面分别介绍其工作原理。

1）电源模块

电源部分的原理如图所示。cd4017工作电压较高，加之彩灯使用环境是在室内，所以考虑使用交流电源。3～5w 的小型变压器即足够，要求变压器次级输出为7～8v，这样经整流滤波后可得到系统需要的9～10v直流电压。

图电源部分原理图

2）led彩灯流水驱动

心形中间部分led产生流动效果，通过ne555和cd4017组合电路完成，其工作原理如图所示。其中ne555组成振荡电路，cd4017则是计数电路。

图led彩灯流水驱动原理图

振荡电路由ne555和c、c、r、r等组成，其中c为延时充电电容，c为抗干扰隔离电容，r，、b，为延时充电电阻，而 r，为放电电阻。通电后，因电容c，两端电压不能突变，ne5552脚的电压为低电平，ne555的内部触发器被置位，ne553脚输出高电平。同时，由于电源经电阻 r，和 r，向c充电，使ne5556脚和2脚的电压不断提高，当电位上升到vcc的2/3时，ne555的内部触发器复位，ne553脚的输出电压翻转为低电平。同时ne555内部的放电管导通，即ne5557脚通过内部的放电管和1脚相通，c上储存的电荷就通过r，、ne555的7脚放电，使ne5556脚和2脚的电压不断下降，当电位降低到vcc 的1/3时，ne555的内部触发器置位。同时ne555内部的放电管截止，ne555的7脚被悬空，电源又通过b，、r，向c充电，使6脚和2脚的电压不断提高……如此，周而复始，形成振荡。输出端的高电平维持时间取决于电容c的充电时间常数，输出端的低电平维持时间取决于电容c的放电时间常数。由于r≥r，故可认为f，目的是减小彩灯熄亮交替的时间间隔的差异。

译码计数功能由cd4017实现，当复位端c,加上高电平和正脉冲时，cd4017输出端q?为高电平，其余9个输出端q,～q,均为低电平。时钟输出端cp对输入时钟脉冲的上升沿计数，en则对时钟脉冲的下降沿计数。qo～q,这10个输出端的输出状态分别与输入的时钟个数相对应。如从0开始计数，则输入到第1个时钟脉冲时，q1就变成高电平，输入第2个时钟脉冲时，q2变成高电平……直到输入第10个时钟脉冲时，qo变为高电平。同时，进位端g输出一个进位脉冲，作为下一级计数的时钟信号。c,为复位端，也为清零端。当c,输入高电平时，电路复位，即输出端qo为高电平，q1～q,为低电平。如此反复，只要ne555的3脚送来的二进制信号不消失，cd4017将二进制信号转换为十进制信号的计码工作就会反复进行下去。

由此可见，调节可变电阻r2便可改变振荡电路的频率，反映在cd4017输出端则是心形灯流动速率的变化。

彩灯心形由30颗led组成，但是cd4017只有10组输出，所以把心形的顶部5颗led和底部5颗led独立开来，其余还有20颗led则两两并联后由cd4017驱动，形成流水灯效果，q。～q,直接接到cd4017的对应端(两只高亮led并联后工作电流在20ma以下，完全不必接三极管扩流驱动),如图所示。

图心形led彩灯布局原理图

图中vcc接电源模块9～10v输出，电阻均为680Ω,led1、led3o为多色自闪高亮led,其他为普通led,颜色可根据自身喜好选择排列。顶部和底部独立出来的两路led,电路完全相同，将5颗led串联后直接接在电源上。使得电路中总有两颗led在闪，发出七彩光，同时因为它们在闪的过程中自身压降总在忽高忽低的交替变化，使得分别所处的两条led通路上的其他4颗led的分压也发生变化，导致支路中的其他4颗led

会呈现亮度高低起伏的效果，恰到好处地陪衬了两颗闪烁的led。

3）7段数码管显示驱动

在心形彩灯的中间，用数码管显示"love"字样，对初学者来说需要哪些笔画亮就将其通电是最直接的方法，其他笔画则悬空（数码管选用共阴极类型），电路连接如图所示。

图段数码管显示驱动原理图

文章来源：不可不知的36种电子元器件（第二版）。作者：张晓得东。版权归原作者。如涉版权请联系删除。