本文介绍的趣味彩灯模拟器是笔者专门为第二课堂动手做而设计的。该电路结构简单、取材容易、成本低廉、工作可靠、无需调试、一装就成。整机由信号源自动产生电路和发光二极管两部分组成。同时还配备了手动信号推动电路，供同学们慢拍观察光点的流动走向。全电路的主要元器件为CD4017和CD4069两片常用CMOS集成块和20只发光二极管。
工用原理
先让我们重温一下CD4017十进制计数译码集成块。CD4017为进口的双列直插16脚CMOS集成块，与国产的CC4017完全相同。其引出端功能及外型如图1所示。该集成块有三个输入端R、CP、EN。其中R为复位端。当R上加高电平或正脉冲时，计数器中各计数单元全部复位至“0”状态。在译码器中只有对应“0”状态的输出端YO为高电平。CP和EN是两个不同边沿计数的时钟输入端。用脉冲的上升沿计数，信号由CP端输入（EN端必须接低电平）；用脉冲的下降沿计数，信号由EN端输入（CP端必须接高电平），设置两个时钟输入端是为级联时提供方便条件。CD4017有十个译码输出端（Y0～Y9），每个输出端的状态与输入计数器的脉冲个数相对应。例如，输入5个脉冲时，如果计数器从0起步计数，则此时输出端中只有Y5为高电平，其余输出端均为低电平。为了级联，电路里还设有进位输出端，每输入10个脉冲，就可在CO端得到一个进位输出脉冲。
图2为彩灯信号源产生电路，图3为印制电路板图。IC1A、IC1B、Cl、R1和RP组成频率可调振荡电路。振荡频率f=\(\frac{1}{2.2(R1+RP)·C1}\),当R1、RP的单位为兆欧（MΩ），C1的单位为微法（μF），则频率f的单位为赫兹（Hz）。IC2为十进制计数译码集成块。10个输出端的信号可灵活地跟发光二极管连接。SB为轻触式自复按钮，用于人工产生慢拍脉冲。SA为“自动”和“手动”方式转换开关。向上为“自动”工作状态，向下为人工信号输入。电路中R复位端有两组半圆焊盘，用于选择计数循环方式。下面焊盘连通为十进制循环；上面焊盘连通为四进制循环。上、下两组焊盘，既不允许同时连通，亦不允许同时断开。
假设SA拨在“自动”位置，且将下面焊盘连通时，IC2的CP端在振荡脉冲的作用下，Y0～Y9输出端将依次输出高电平，并往返循环。当SA拨在“手动”位置时，则Y0～Y9将随SB按动速度的快慢进行工作。你可以随时停按SB，观测Y0～Y9的输出状态，如将上面焊盘连通（下面焊盘断开），则只有Y0～Y3往返循环输出高电平。
彩灯流动光点的模拟实验
1．追逐式光点移动实验
发光二极管依图4排列连线。箭头处标注的Y0……Y9等字符接至图2相同字符的各点。当S开关拨至左侧时，追逐光点自左向右（左边10只发光二极管）；当S拨至右侧时，追逐光点由右朝左（右边10只发光二极管）。通过改变RP的阻值，可以变换流动光点的移动速度。
2．收缩式光点移动实验
发光二极管依图5排列连线。工作时，光点从左、右两侧对称地向中间方向并拢移动。
3．伸胀式光点移动实验
发光二极管的排列顺序见图6，连线方式跟图5全一样。唯有不同的只是改变了发光管接入Y0～Y9的位置。工作时，光点从中间位置对称地向左、右方向分散伸胀。
4．流水式光点移动实验
将图1上面焊盘接通，下面焊盘断开，再依图7连接发光二极管。当振荡频率较低时，光点流动如潺潺流水。“流水”速度可通过调节RP来改变。
在图5实验中，如果将发光二极管的引入信号顺序：Y0～Y9，改成顺序为：Y0、Y2、Y1、Y3、Y5、Y4、Y6、Y8、Y7、Y9或Y0、Y2、Y3、Y1、Y4、Y6、Y7、Y5、Y8、Y9等等，大家会发现许多有趣的光点移动实验。其中有跳跃式、回旋式……，真可谓千姿百态，趣味盎然。（金有锁）