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作者:管理员    发布于:2021-04-08 15:28:17    文字:【】【】【

  1彩3注册-登录地址主管QQ91642--一、设计思路 电子烟花因具有长寿命、可反复使用、环保、储存使用安全等特点,故具有很大的发展潜力。电子烟花的形状由发光二极管的摆放决定,如安装图所示,电路板下方的七个发光二极管组成长方形的炮筒;炮筒的左侧如同绳子形状的五个发光二极管是导火索;最顶部的两组图代表烟花开放出来的花朵,每朵花又分别由三圈发光二极管组成;在炮筒与花之间的两竖排发光二极管为烟花喷出炮筒到开放前的路

  电子烟花因具有长寿命、可反复使用、环保、储存使用安全等特点,故具有很大的发展潜力。电子烟花的形状由发光二极管的摆放决定,如安装图所示,电路板下方的七个发光二极管组成长方形的炮筒;炮筒的左侧如同绳子形状的五个发光二极管是导火索;最顶部的两组图代表烟花开放出来的花朵,每朵花又分别由三圈发光二极管组成;在炮筒与花之间的两竖排发光二极管为烟花喷出炮筒到开放前的路径。,当电子烟花通电后,炮筒一亮一灭,被点火后,光开始沿着导火索从左至右燃烧到完,继而第一朵烟花喷出炮筒,组成第一朵烟花上升路径的二极管一共分成了四组,依次接在4017的D6、D7、D8、D9端,如电路图,移位寄存器依次移位,二极管亮灭,以达到烟火上升的效果。剩下的部分为了烟火喷放的连续性,第一朵烟花的开花效果和第二朵烟花的上升路径采用了部分重叠的方法,即在第一朵烟花开放的过程中,第二朵烟花开始上升。所以,在连接电路时,应把第一朵烟花中间第一圈的二极管与第二朵烟花上升路径中第一组二极管共同接在4017的输出引脚D10上;第二圈与第二组共同接在4017的下一个输出端,即D11上;第三圈和第三组同理,应接在4017的D12引脚。剩下第二朵烟花的开花过程应按从D13到D15的顺序依次接到4017剩下的输出端上,至此,烟花的整个喷放过程便完成了,而且,此过程会不断循环,使观赏效果更佳!

  本文提供了一种用数字电路实现的电子烟花设计实例,此电子烟花以时钟控制和驱动电路为基础,用移位寄存器芯片来控制发光二极管的亮灭次序,产生动感,从而实现了从点火到烟花绽放全过程的模拟。电子烟花由电源电路、点火电路、导火线燃烧控制电路、烟花绽放控制电路、时钟电路和复位电路组成.其总体电路框图如下图所示:

  模拟电子烟花燃放,需要控制点火后引线燃烧和烟花绽放的速度。为了更清楚的模拟和展现烟花点燃和绽放的过程,根据彩灯的数目,设定引线秒(即每个灯亮间隔频率为8Hz),烟花上升和绽放时间为1/4秒(即每个灯亮间隔频率为4Hz)。选择CD4060构建时钟电路。采用32.768kl_1z的晶振作为原始时钟输入,经CD4060分频成所需的时钟信号。经1脚输出212分频后的8Hz时钟信号,经2脚输出213分频后的4Hz时钟信号。

  为了使电路可靠工作,在给电路加电时需要进行Reset动作,以保证清除原有状态,实现初始设置。本设计使用一个电容和电阻实现了简单有效的上电复位功能。如下图所示,+5V电源通过串联的电容C3和电阻R3接地,在电阻与电容中间的分压点输出Reset信号,连接各芯片的RST管脚。

  其复位原理为:电路未通电前,Reset信号电位为OV。当+5V通电后,电容C3两端压降不能突变,此时Reset为5V高电平。各芯片开始复位。随着时间的推移C1开始充电压由OV充满至5V,充电电流截止,电阻两端压降降为OV,Reset信号变为LOW,芯片结束复位。

  由于74L_s194(移位寄存器)芯片的清零端为低电平有效,它的复位还需要将Reset信号反向。

  设计者将复位电路得到的高电平脉冲通过一个与非门74[一S00变成低电平脉冲,来实现成功复位。

  为了真实再现烟花点燃至绽放的过程,本实例设计了点火、导火线燃烧、烟花喷射与绽放三个步骤,由三部分电路分别实现。

  烟花给人们带来的不仅是观看时的美感,更是亲身去点火的刺激。为了增强电子烟花的真实感,特别设计了一个“点火”装置。本实例使用光敏传感器电路作为电子开关模拟“点火”装置。使用者点燃火柴或者打火机靠近电子开关。既可触发电路。

  采用光敏电阻作为传感器,将使用者给出的光信号转换成电信号。光敏电阻的特性为阻值与光照强度呈反比,照到光敏电阻的光越强光敏电阻的阻值越小,光越弱光敏电阻的阻值越大。将+5V电压经光敏电阻U6和R2分压,分压所得信号输入至移位寄存器7LS1S194的S1脚。合理选择R2的阻值,来实现光敏电阻对移位寄存器的控制。本设计中使用的是4_7k。

  光敏电阻的控制原理:无较强光源照射时,光敏电阻阻值很大(10R2),R2分得的压降较小(05V),S1引脚为LOW,74lS194芯片处于初始状态。当将光源靠近光敏电阻时,光敏电阻阻值变小(R2/10),R2分的压降大(4.5V),S1引脚为HIGH,触发74[一S194开始工作。

  点火后,导火线开始均匀燃烧至炮筒引燃,此状态的模拟采用74L.S194和CD40。106实现。

  设置D1~D5组发光二极管。D1、D2构成炮筒,由CD40106控制。D3~D5构成导火线控制。

  炮筒灯由CD40106芯片驱动闪亮。CD40106包括六组施密特触发器。CD40106输入信号为CD4060提供的8Hz时钟,输出8Hz驱动信号,使发光二极管闪烁。系统通电复位后,炮筒灯开始闪烁。

  点火前,74LS194初始状态S0为HIG,S1为LOW,A、B、C、D的输入为1、0、0、0。点火信号发出后,S1为HlGH,此时S1、SO为“11”芯片执行并行置数,QA、QB、QC、QD置为“1000。D3灯亮。光源移开后。S1为LOW,进入右向移位模式,D4、D5依次闪亮。当D5为HIGFl后,此信号输入74LS00,反向后输出至SO,将SO置LOW,此时S1、S0为“00”芯片进入保持模式,即D5保持点亮。

  用发光二极管搭配出烟花上升和绽放路径,使用CD4017芯片完成这些二极管的控制和驱动。

  CD4017是十进制计数/分频分配器。输出端Y0~Y9控制十组发光二极管。由于CD4017较74[一S194具有更多的输出状态,可以更细致的模仿烟花绽放的形态。当D5点亮后,芯片的/CKEr\J由HIGI_1变为LOW,芯片开始计数。Y0~Y9依次输出高电平脉冲。

  合理布置发光二极管的数量位置,安排好驱动顺序,即可实现多朵烟花的循环绽放。例如,使用同一个驱动信号控制代表第二朵烟花上升状态的彩灯和代表第一朵烟花绽放状态的彩灯,即能达到第二朵烟花较第一朵稍后绽放的效果。

  通过本设计,更深刻的了解了数字电路对日常生活的影响,经过设计、组装、调试等步骤,锻炼了思维方式与动手能力,为复杂设计奠定基础。完成设计与制作大致需要以下几步:

  ⑵根据所要达到的效果选择所需的芯片;⑶放置发光二极管和芯片的位置;⑷连线、焊接;⑸通电调试。

  设计时,考虑到芯片带载能力有限。所以用了少量的发光二极管,若加入驱动电路,增加发光二极管的数量,摆放紧凑。能使烟花的形状更加逼真,实现更佳的观赏效果。天选团队

脚注信息
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