节日字灯显示电路

大家知道用LED组成的阵列可以显示文字或图案。本文介绍的简易节日字灯显示电路，可在节日喜庆之夜用来轮换显示事先写入的四句4字词组。例如，“五一”国际劳动节期间可写入“庆祝五一”、“普天同庆”、“祖国富强”、“人民幸福”。夜晚，便会按时序轮换显示，增添节日喜庆气氛。

电路图如图1所示。图的上部为4块字灯显示屏，每块字灯显示屏是由256盏字灯单元组成的16×16阵列。每盏字灯单元（见图2）均由一只LED正端串接一只限流电阻R引出V＋端作正电源输入端，负端并接4只隔离二极管VD1～VD4的正极，二极管负极分别通过断点引出1、2、3、4端作为4个字选择端，构成四或电路。每盏字灯单元的同名引出端分别相联，接成5根总线，即是字灯显示屏的控制总线，其V＋为正电源输入端，1、2、3、4为句选择端。当某一句选择端为低电位时，该句亮灯显示。

字灯单元中4只二极管负极断点当作“写”字用。所谓“写”字，就是在字灯显示屏中写字时，按字形笔划把需亮灯的字灯单元中某一断点接通。例如在写入第一个字时，按字形笔划在所有需亮灯字灯单元中，把二极管VD1负极断点接通，这样就写入了第一个字。同理，可写入第二、三、四个字。

字灯显示屏中写入字的“读”出是通过其字选择端接通低电位来选中。当字选择端1为低电位时，字灯显示屏中所有VD1负极断点接通的LED发光二极管导通发光，就可以“读”出写入的第一个字。同理，当字选择端2、3、4之一为低电位时，则字灯显示屏便亮灯“读”出第二、三、四中的一个字。图1中把四块字灯显示屏的引出线并接成总线结构。四个字选择端并接成四根句选择总线。当某一句选择总线为低电位时，该句的四个字同时被选中，读出某一4字词组。

图1下部为字灯显示屏的控制器电路，左边是电源部分，二极管VD1直接将市电整流输出220V／50Hz正半波脉冲电压，接在字灯显示屏V＋总线上作为正电源输入。C1、R1、VD2、VD3、VD4。VD6和C2构成电容降压、整流滤波和稳压电路，输出＋12V稳定直流电压，作为控制器的工作电源。其中VD3、VD4也可省略。加接VD3是为了提高电源负载能力；加接VD4为了隔离交流反向电压提高安全性。右边为控制器部分，仅用两片集成电路和少量元器件构成。IC1为NE555时基电路，接成极低频振荡器，产生时钟脉冲，周期T＝0.693（R2＋2R3）C3，按图中所标元件参数7约为10s。IC2为CC4017十进制计数分配器，把它接成五进制分配器，在时钟脉冲触发下产生时序高电平，从Q1～Q4端逐位输出。时序高电平通过电阻R5～R8逐个触发单向晶闸管VS1～VS4的控制极而轮换导通，使VS1～VS4正极轮换输出低电位，选中字灯显示屏的句选择总线1～4为低电位，从而使四块字灯显示屏中写入的四句4字词组轮换地读出。

字灯显示屏和控制器按上述电路及原理制作完成后，接通市电，首先从VD1输出半波脉冲电压，给字灯显示屏V＋总线上电；同时直流电源输出＋12V控制器工作电压。通电瞬间由于R4、R5的微分作用使IC2复位端R产生瞬时高电平而复位，输出端Q0＝1，其余均为0，所以字灯显示屏都不亮。这时IC1开始起振，间隔10s输出一个时钟脉冲。当IC1 3脚输出第1个时钟脉冲时，IC2计数为1，输出端Q1由0变为1，高电平经R5触发单向晶闸管VS1由截止变为导通，字灯显示屏的句选择总线1变为低电位，选中写入的第一句4字词组“庆祝五一”，4个字同时亮灯显示，持续显示时间为1个时钟周期（约10s）。当第2个时钟脉冲来到时，IC2计数为2，输出端Q2由0变为1，高电平经R6触发单向晶闸管VS2由截止变为导通，字灯显示屏的句选择总线2变为低电位，选中写入的第二句4字词组“普天同庆”，4个字同时亮灯显示；同时由于Q1由1变为0，VS1失去控制电压而在220V正半波电压降到零时截止，第一句4字词组停止显示。同理，在第3、4个时钟脉冲触发下，使第三、四句4字词组相继轮换显示。当第5个时钟脉冲来到时，由于Q5输出的高电平经VD5反馈到复位端R而使IC2立即复位，回到初始状态，字灯显示屏都不亮。当第6个时钟脉冲到来时，又从头开始显示第一句。如此往复，循环不止。

图1中仅画出了四块字灯显示电路。若增加字灯显示屏数和增加字灯单元中二极管数，便可增加字数和句数。控制器采用十进制计数分配器，最多只能控制变换显示十句10字词组，若控制器采用十六进制计数器和16位译码分配输出，最多能控制变换显示十六句16字词组。

字灯显示屏除了作节日字灯显示之外，还可以用来作宣传广告和标语口号牌等其它用途。(何祖武)