LED转向闪光灯

LED转向闪光灯 【摘要】 LED有着高亮度，低热量，体积小，耗电量低，使用寿命长，坚固耐用，光电转换效能高等优点和特点，这决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，在我们的现实生活中有着广泛的用途，本设计中的LED转向闪光灯就是LED在我们生活中的实际应用。 本设计实现LED转向闪光灯选用的主要电路是555定时器电路，它是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，利用它能及其方便的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与变换、测量和控制、家用电器、电子玩具等许多领域中得到了应用。 本设计就是用555定时器构成多谐振荡器，不需要外加入输入信号，只要接通供电电源，就自动产生信号，从而控制LED的关闭。 【关键词】 555定时器 发光二极管 多谐振荡器 【Abstract】 LED have hi-lite , low quantity of heat , volume are small , power consumption is low , life time is long , sturdy and durable, advanced merit of photoelectricity change efficacy and characteristic, that this has decided it is that the idealest illuminant goes to replace the tradition illuminant, broad use has , LED in designing that originally changes to a flash lamp in our actual life to be that LED applies to reality in our life. The circuit designing that LED changes to main part that the flash lamp selects and uses originally coming true is 555 timers circuits , it is that one kind of multipurpose figure- simulates the commixture IC , makes use of its energy and their trigger , more than monostable trigger and be settled oscillator composing Schmidt conveniently. 555 timers have measured in wave form creation and alternation, and have got under the control of, in a lot of fields such as domestic appliances , electron toy application as being put into use nimble , convenient. Capital is designed being that the timer composes much be settled oscillator with 555 , not requiring that the outside adds entering signal , needs only on current supply power source , produces a signal right away voluntarily , controls the LED be closed down thereby. Keywords: 555 timer LED astable multivibrator 引言 在电灯发明100多年之后，照明技术的进步使电灯也面临着严重的威胁。LED有着高亮度，低热量，体积小，耗电量低，使用寿命长，坚固耐用，光电转换效能高等优点和特点，这决定了它是最理想的光源去代替传统的光源。为了实现从传统的电灯照明到LED(Light,emitting diode，发光二极管)照明的过渡，主要的光源制造商正在加强和LED制造商的联合。 555定时器这一类电路成为集成定时电路，又称为集成时基电路。它是一种将模拟电路和数字电路制作在同一硅片上的新颖的模拟集成电路。利用它能及其方便的构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以555定时器在许多领域中得到了应用。 LED具有许多传统光源无法比拟的特点和优点，并在现实生活中逐渐代替传统光源。而555定时器也以其独特的优点代替传统的机械式延时器件，迅速的在微计算机，电子定时器、电子控制、电子检测、电子报警、电子乐器、信号产生及调制等方面获得广泛应用。基于此我们认为用555定时器实现LED转向灯具有十分重要的现实意义。本文研究的中心内容就是用555定时器能否实现LED转向灯，怎样实现，以及实现中注意的问。 1 LED转向灯的设计内容及思路 1.1 LED转向灯的设计内容 本设计是基于555定时器的实际应用，利用其功能强大，灵活方便的优点，在一定的工作方式下构成LED转向闪光灯的设计。在设计之前我们要首先明确一下设计的内容和思路。本设计的具体研究内容如下: 1:LED的一些基本知识及特点 2:555定时器的内部电路及工作原理，弄清各个引脚的功能，原理明白了，才能进行设计。 3:555定时器的基本工作方式，研究各种工作方式时外电路的连接，工作过程及外接元件的选择，从而通过这次设计系统复习和掌握学过的知识。 4:555定时器实现LED转向闪光灯的设计，明确设计思路，画出电路图，赋予参数并分析设计电路图，从而得出结果实现LED的转向闪光。 1.2 LED转向灯的设计思路及关键问题 在了解掌握555定时器的基本工作原理及工作方式的基础上我们就可以进行设计。首先确定设计的方案，选用555定时器，构成多谐振荡器，然后画出实现设计要求的电路图，最后对电路图进行检查，找出不妥当或错误之处，从而实现设计的功能。本设计的关键问题就是画出设计的电路图。 2 555定时器的工作原理及工作方式 2.1 555定时器的内部电路及工作原理 555定时器(又称时基电路)是一个模拟与数字混合型的集成电路。按其工艺分双极型和CMOS型两类，其应用非常广泛。 TTL集成定时器555定时器的外引线排列图和内部原理框图如图2-1、2-2 所示。它主要由两个高精度电压比较器A、A，一个RS触发器，一个放电三极12 管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。 图2.1 555电路引脚图 123456 VCCRD48 DD 5K5Q&+VC1R1A 1QV-TH36 5K &+TL Q2V2A-2SCC 5KD 7 T VSS1 图2.2 TTL电路555电路结构 BB它的各个引脚功能如下: 1脚:外接电源负端V或接地，一般情况下接地。 SS 8脚:外接电源V，双极型时基电路V的范围是4.5 ,16V，CMOS型时基CCCC 电路V的范围为3 ,18V。一般用5V。 CC AA Title SizeNumberRevision B Date:22-Jun-2005Sheet of 指导书\电子技术指导书\数字电路.ddbDrawn By:File:E:\123456 3脚:输出端Vo 2脚:低触发端 TL 6脚:TH高触发端 4脚:是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论RRDD 、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 TL 5脚:V为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准C 电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。 7脚:放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A、A基准电压分别为2,3V ，12CC1,3V的情况下，555时基电路的功能表如表2-1所示: CC 表2-1 555芯片功能表 ——— TR R TH D OUT 触发 阈值 复位 放电端 输出 2 1，VCCH 导通 L ，VCC33 12 ，VCC，VCCH 原状态 33 12H 截止 H ，VCC，VCC33 ，，L 导通 L 2.2 555定时器的工作方式 555定时器可构成施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器。基于本次设计仅仅涉及到555定时器构成多谐振荡器，同时不使冗长拖沓，我在这里仅介绍多谐振荡器。 用555定时器构成多谐振荡器的电路和工作波形如图2-3所示: 123456 DD VCVCC2VCC5V3 R11K1VCC483 7 vO3tTHOR25556tOV10KOHV vCCC2tTtTPLPHPLPHTL51TVOLCCt1O0.1uF0.01uFt (a)多谐振荡器电路 (b)工作波形 图2-3 多谐振荡器电路和工作波形 接通电源后，假定是高电平，则T截止，电容C充电。充电回路是VOBBV-R-R-C-地，V按指数规律上升，当V上升到2,3V时(TH、 端电平大CC12CCCCTL 于2,3V)，输出Vo翻转为低电平。是低电平，T导通，C放电，放电回路为VCCO C-R-T-地，V按指数规律下降，当V下降到1,3V时(TH、端电平小于1,2CCCCTL 3V)，Vo输出翻转为高电平，放电管T截止，电容再次充电，如此周而复始，CC 产生振荡，经分析可得: 输出高电平时间 t,0.7(R，R)CPH12AA Title输出低电平时间 t,0.7RCPL2 SizeNumberRevision振荡周期 T,t，t,0.7(R，2R)CBPHPL12Date:11-Jul-2005Sheet of File:E:\指导书\电子技术指导书\数字电路.ddbDrawn By: tR，R123456PH12D,,输出方波的占空比 TR，2R12 3设计的实现 3.1 设计的组成部分 根据设计要求，可以将系统划分为如下两个部分: 控制部分: a: 555定时器芯片 b:电阻、电容、电源、三极管等构成的555定时器的外围电路 显示部分; a: 控制转向的开关 b:发光二极管(LED) 3.2设计的电路图 经过对555定时器工作原理及工作方式的分析，确定了把555定时器构成多谐振荡器来实现LED转向闪光灯的思路，从而画出了实现LED转向闪光灯的电路图。电路图如图3.1所示: 图3.1 LED转向闪光灯电路图 3.3设计电路图的说明 首先在555芯片的基础上，把引脚2(低触发端)和引脚6(TH高触发TL 端)连在一起，由前面知识可知，这样就构成了施密特触发器。在此基础上，把引脚3(输出端)经RC积分电路(R=2.7KΩ,C=4.7uF)接回引脚2，6端，就构成了多谐振荡器。 多谐振荡器不需任何外触发信号，引脚2、6与7都与定时网络相连接，依靠定时器电容(10uF)上的电压变化来自行循环改变输出端的输出状态，形成多谐振荡。 当S1接通时即直流电源(4.5-9V)接通时，引脚2、6输入端电位为零，定时电路处于置位状态，放电管截至。然后直流电源对电容(10uF)充电，使电压上升，上升到2,3V时，定时器转为复位状态，放电管导通，然后电容(10uF)CC 通过电阻(1.0K)放电，当电压下降到1,3V时，放电管截至，然后继续充电，CC 周而复始，形成振荡。振荡稳定后，输出电压为V。显示部分通过开关控制转CC 向，在电压的控制下发光二极管就可以发光，从而实现LED的转向闪光。 结论 经过这一段时间的努力，我基本顺利完成了这次设计。回顾这一段时间的努力，感觉要学的东西很多，要做的东西还很多，老师和同学们的帮助很多，自己的努力也不少。在设计初期，我主要是通过网络和图书馆查阅一些关于555定时器，多谐振荡器的资料和文献，以扩充自己的知识面而更好的进行设计。在设计中，我力求设计规范完整而又不失简单实用。设计出了实现设计要求的电路图并分析是正确。当然由于自身水平的限制和时间的要求设计没有尽善尽美，设计中还存在这样那样的不足及缺陷，这就需要我在以后的学习和工作中更加严格要求自己，更加努力刻苦钻研，力争做的更好，真正做到学以致用，理论和实践相结合。 致谢语 感谢我的指导老师Xxx，从论文题目申报到开题，从设计中遇到的困难到设计的完善，老师都给予了许多无私的帮助和支持。在这些日子里，在老师和同学们的帮助下，我学到了不少知识，同时xxx老师以其渊博的知识和平易近人严谨务实的人格魅力潜移默化的影响了我的成长，对我今后的学习工作奠定良好的基础。 参考文献 [1] 阎石. 数字电子技术基础. 高等教育出版社. 1997年12月. 308-356 [2] 吴运昌. 模拟集成电路原理与应用. 华南理工大学出版社. 2004年9月. 89-109 [3] 邹逢兴.数字电子技术基础. 国防科技大学出版社. 2003年7月. 102-236 [4] 陈有卿555时基集成电路原理与应用. 机械工业出版社.2006年5月. 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