三色八态循环彩灯

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应用逻辑电路,使变色发光二极管在八种不同状态下工作,加入循环脉冲,构成三色八态循环彩灯。可用于娱乐场所,也可用于仪器、自动控制装置、计算机等的工作状态监示。电路采用CMOS集成块、功耗小、用电省。

三色变色发光二极管较单色发光二极管色彩丰富。2EF302是由两只共阴极(K)的红(R)绿(G)发光二极管管芯封装在一起组成,在R(或G)、K间加上2伏左右的电压,通过3~10mA电流,2EF302就分别发红(或绿)光;当R、K之间和G、K之间同时加上电压,2EF302就发橙色光。通过不同的工作方式,一只变色发光二极管能显示8种不同状态,再加上按一定循环规律工作的“电源”,则成为三色八态循环彩灯。若用数只变色发光二极管排成一定的花纹图案,则可成为三色八态循环闪烁图案。

电路电气原理图如附图所示。

图1
图1 🔍原图 (1422×558)

工作原理:电路中设有两个多谐振荡器,振荡器Ⅰ用集成块IC1(CD4011)的两个与非门及R4、C2构成,产生0.25Hz的频率;振荡器Ⅱ是用集成块IC1的另外两个与非门及R2、C1构成、产生1Hz的频率。改变R4、C2和R2、C1的数值可改变振荡频率。

振荡器Ⅰ产生的一系列脉冲信号输入到十进制计数器/脉冲分配器IC2(CD4017)的14脚,当振荡器Ⅰ输出正沿脉冲时,计数器计数,输出端0~7(IC2的3、2、4、7、10、1、5、6脚)依次输出高电平,不为高电平时的输出端则为低电平。由于CD4017接成八进制计数状态,当高电平信号移至输出端8(IC2的9脚)时,IC2被清零,又从0开始计数,输出端0~7又依次输出高电平,如此不断循环。每个输出端输出高电平的持续时间为4秒。IC2输出端的高电平信号进入八态逻辑电路。

八态逻辑电路包括振荡器Ⅱ,或非门F1~F4、或门F5、F6、二极管VD1~VD4。

当IC2的3脚出现高电平时,或门F5输出高电平,VT1导通,2EF302发红光,显示红光时间为4秒。

当IC2的2脚出现高电平时,或门F5、F6同时输出高电平,VT1、VT2同时导通,2EF302发橙色光,显示时间也为4秒。

当IC2的4脚出现高电平时,或非门F1为低电平,此时振荡器Ⅱ的1Hz脉冲可通过或非门F2,即F2间断输出高电平,或门F5也间断输出高电平,VT1也间断导通,2EF302间断发红光,闪烁频率为1Hz,共闪烁4次。

当IC2的7脚出现高电平,或非门F1也为低电平(此情况与4脚为高电平情况相同),或门F6为高电平,所在VT2导通,2EF302发绿光,同时间断发红光,二者综合,2EF302显示为绿橙交替光,交替频率为1Hz,共交替4次。

当IC2的10脚出现高电平,或非门F1为低电平(此情况与4脚为高电平情况相同),同时或非门F3为低电平,此时振荡器Ⅱ的1Hz脉冲信号可通过或非门F4,即F4间断输出高电平,或门F6也间断输出高电平,VT2也间断导通,2EF302同时间断发红、绿光,二者综合,2EF302显示为橙色闪光,闪烁频率为1Hz,共闪烁4次。

同理:1脚出现高电平,2EF302显示绿色;5脚出现高电平,2EF302显示红橙交替光;6脚出现高电平,2EF302显示绿色闪光。

综上所述,对应IC2各脚为高电平的显示发光循环状态如下:→3脚红→2脚橙→4脚红闪→7脚→红绿交替闪→10脚橙闪→1脚绿→5脚红橙交替→6脚绿闪→3脚红

电路元件选择:变色发光二极管选用2EF302,使用时要串接两只限流电阻,保证流过管子的电流适当,限流电阻按下式选取:

R=V-V\(_{F}\)(千欧)/IF(千欧)

式中V为电源电压(伏)

V\(_{F}\)为变色发光管正向压降(伏)

I\(_{F}\)为管子的工作电流(毫安)

F1~F4选用CD4001四2输入端或非门。F5、F6选用CD4072二4输入端或门。振荡器Ⅰ、Ⅱ选用CD4011,IC1选用CD4017,VT1、VT2选用3DG6,放大倍数大于60即可。(张秋菊)