淺析基于CD4514的循環(huán)彩燈控制電路工作方案

這個(gè)循環(huán)彩燈按照一定方向行進(jìn)，但是在前進(jìn)的過(guò)程中不時(shí)出現后退的變化;給人以克服困難、“不屈不撓”向前進(jìn)的感覺(jué)。

電路工作原理

電路圖如圖所示。

電路由雙路脈沖信號發(fā)生器、加減計數器、16選1計數譯碼器組成。脈沖計數器給出兩路不同頻率的脈沖信號，分別輸入到加減計數器的輸入端上;計數結果輸出給16選1計數譯碼器CD4514。在CD4514的16路輸出端上接有16只發(fā)光二極管，用來(lái)顯示輸出結果。16選1計數譯碼器可以按照不同的輸入值，把16路輸出端之中對應的一個(gè)輸出端變成高電平，推動(dòng)16只發(fā)光二極管輪流點(diǎn)亮。

對于CD40193加減計數器，它有兩個(gè)計數輸入端，分別進(jìn)行加法和減法的計數;并且按照4位二進(jìn)制數輸出計數結果。如果在40193的加計數輸入端和減計數輸入端分別輸入脈沖信號，則40193按照兩者的頻率之差決定計數結果的總的趨勢;當加法計數輸入端的計數脈沖頻率大于減法計數輸入端時(shí)，計數器進(jìn)行加法計算;反之則進(jìn)行檢法計算。

如果調整雙路脈沖發(fā)生器的輸出頻率，使得輸出到40193加計數和減計數的頻率之差發(fā)生變化，則可以改變計數器輸出結果的總趨勢;這樣，輸出到16選1譯碼器的數值可以是遞增的，也可以是遞減的;反映在燈光顯示結果上，如果把16只發(fā)光二極管擺成一排或者一圈，燈光會(huì )給出不同的移動(dòng)速度和不同的移動(dòng)方向。

當兩路脈沖的頻率比較接近的時(shí)候，則會(huì )出現一種特殊的情況。那就是燈光移動(dòng)的方向也會(huì )發(fā)生變化：一會(huì )兒向前、一會(huì )兒向后;但是總的趨勢則只有一種，或者向前，或者向后。在這種情況下，循環(huán)燈雖然看起來(lái)有時(shí)向前移動(dòng)，有時(shí)向后移動(dòng)，但最終還是向前移動(dòng);給人以一種“不屈不撓”向前進(jìn)的感覺(jué)。

雙路脈沖發(fā)生器采用4069組成兩組脈沖振蕩器：其中一組振蕩頻率為5Hz;另一組為可用電位器R5調節輸出頻率的振蕩器，可輸出2～50Hz的脈沖信號。

制作與實(shí)驗

1.16選1譯碼器集成電路4514

4514有4個(gè)計數輸入端，用來(lái)輸入二進(jìn)制數值;它有16路輸出信號，分別表示0～15的結果。選中的數值對應的輸出端給出高電平，可以驅動(dòng)接在上面的發(fā)光二極管發(fā)光。如果將輸出結果控制模擬循環(huán)燈電路，可以將16只燈排成一列，也可以排成一個(gè)圓環(huán)。

如果用這個(gè)電路控制大型的圖案，燈的數目會(huì )遠遠超過(guò)16只：這時(shí)可將燈分成若干組，每組16只燈，并按順序給這16只燈編號;各組相同編號的燈并聯(lián)后，接在4514的一路輸出端。這時(shí)還需要給每路輸出增加一個(gè)放大電路，以保證整個(gè)電路的燈發(fā)出正常的光亮。

4514有一個(gè)禁止控制端INH和一個(gè)選通控制端sT。當禁止控制端INH輸入高電平時(shí)，16路輸出均為低電平。當選通控制端sT輸入低電平時(shí)，16路輸出不受輸入端控制，保持原來(lái)的輸出狀態(tài)。所以在本電路中，分別將它們置于譯碼器正常工作的狀態(tài)。

2.加減計數器集成電路，

CD40193該集成電路的管腳接線(xiàn)圖如圖所示。

它是四位二進(jìn)制可預置數加/減計數器集成電路;具有雙時(shí)鐘邏輯電路，輸出結果為二進(jìn)制數，最大為15。其中DP1～DP4位預置數輸入端，本電路中分別將它們隨意處置。Q1～Q4為計數輸出端。CP+、CP-分別為加計數輸入端和減計數輸入端。R為重置端，本電路中接地。11、12、13這三個(gè)管腳分別為預置數重置端、進(jìn)位輸出端，本電路中沒(méi)有使用它們，故將它們接地。

進(jìn)行加法計算時(shí)，要將減計數器輸入端設置為高電平，在加計數器端輸入計數脈沖;進(jìn)行檢法計算時(shí)，要將加計數器輸入端設置為高電平，在減計數器端輸入計數脈沖。所以，當在這兩個(gè)輸入端分別輸入脈沖技術(shù)信號時(shí)，其計算結果的總趨勢由它們的頻率之差決定;那一路計數脈沖的頻率高，則輸出結果的總趨勢為該路的方式。如果兩路輸入的頻率比較接近，則會(huì )產(chǎn)生十分復雜的情況;在某一瞬間，其計算方式也是不確定的，也可能是加，也可能是減。改變電位器.html>電位器R5，可以得到變化多端的效果。