设计要求:
- 设置外部操作开关,它具有控制彩灯亮点的右移、左移、全亮及全灭等功能。
- 彩灯亮点移动时间间隔取1秒。
- 彩灯的布图形状随意 让自己学号的后2位编码后点亮相应的灯,能实现循环左、右移,按键控制,同时按键控制彩灯亮灭速度,至少4个等级。(比如最后两位为41,相应编码为101001,1表示发光管亮,0表示发光二极管灭)
- 设计并制作电路工作所需的电源。
一、电源变压滤波稳压电路
电源输入220V、50Hz电压,经6V变压器变压输出大约为8.48V,后经2200uf电容滤波、LM7805稳压芯片稳压输出5V电压。
220V的交流电压先经过变压器降压,得到较低的交流电压,交流低压再由整流电路转换成脉动直流电压,该脉动直流电压的波动很大(即电压时大时小,变化幅度很大),它经滤波电路平滑后波动变小,然后经稳压电路进一步稳压,得到稳定的直流电压,供给其他电路作为直流电源。
为什么要变压?
220V交流电压降为交流低压后,对整流电路的二极管反向耐压值要求会大大降低,节省元器件成本。
变压原理?
- 1. 电磁感应原理
- 2. 变压器改变电压有一个专门的参数:变压比。
- 变压器的变压比表示了变压器一次绕组匝数与二次绕组匝数之间的关系。从变压比可以看出一个变压器是升压变压器还是降压变压器,也或者是1:1的变压器。
- 变压比=一次绕组匝数/二次绕组匝数。
- 变压比小于1,是升压变压器,表明一次绕组匝数小于二次绕组匝数。
- 变压比大于1是降压变压器,表明一次绕组匝数大于二次绕组匝数。
为什么选择2200uf电容?(滤低频)
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要视电路里产生的谐波的频率而定. 一般换算方法: 开关电源频率 < [2Pi * (Rc)] ^ (1/2) <= 谐波频率。(这里的频率是50Hz)其中 R 是电源输出点到电容入口这段导线的电阻值。
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主要是由负载电流来决定,一般负载电流为几百mA时选1000uF即可,而电流为1A时则要求电容在2200uF左右。否则输出电压脉动成分较大。
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大电容滤低频信号,小电容滤高频信号。
选择1K电阻?
因为采用的LED灯电压范围为1.8V-2.0V,工作电流为20mA,而电路的电压为5V。
选择10uf电容 ?
- 如果此时没有输出滤波电容,只要因负载变化带来的电压波动频率恰好与稳压电路的调节速率差不多就会产生振荡效应,导致输出失控,所以稳压输出也必须加滤波电容,而且增加滤波电容也可以进一步增加稳压输出的稳定性。
- 至于与大容量电解电容并联的小电容,其作用在于旁路频率较高的波动电压,因为铝电解电容的制造工艺导致其具有较大的ESL(等效电感),无法滤除高频成份,故需加个小电容。
7805稳压芯片及稳压原理?
由于反向伏安特性曲线很陡,这样,在反向击穿电压下,当流过管子的电流在较大范围内变化时,管子两端的电压变化很小,因此具有稳压的作用。当稳压管工作在稳压状态时,应使稳压管工作在反向击穿状态。
二、时钟脉冲电路
555芯片产生的一个时钟脉冲频率:
项目需求是使LED灯闪烁为1S,振荡器的频率 T=0.7(R1+2R2)C
方式1的定时时间设置
定时器的定时时间T=N*Tcy;
N(计数值)=65536-X(计数器初值);
Tcy=12/晶振;
例:若晶振为12M,定时时间为50ms,求定时器需设置的初值;
Tcy=12/12M=1us;
T=0.05s;
N=T/Tcy=0.5s/1us=50000;
初值X=65536-50000=15536=3CB0;
555芯片:
555定时器是一种常被用于定时器、脉冲产生器和振荡电路的集成电路芯片,常被用于作为电路中的延时器件、触发器或起振元件。