音樂(lè )燈光控制器方案設計

摘要：該電路利用一個(gè)12位A/D轉換器對音樂(lè )信號進(jìn)行數字化處理，監測量化結果，并產(chǎn)生對數溫度計碼格式的輸出控制多路電源。

實(shí)現燈光變幻的控制方案有許多種，該電路是其中的一種，可以選擇性地開(kāi)啟掛在圣誕樹(shù)上的裝飾燈，以6串為一組，燈光可以隨著(zhù)音樂(lè )的電平和節拍閃爍。該電路(圖1)可以單機運行，無(wú)需微控制器，也不需要軟件控制或進(jìn)行其它任何調節。

圖1. 音樂(lè )信號作用在IC1的第12引腳和第1引腳，以0至2.048V的信號驅動(dòng)，該電路根據音樂(lè )信號的強度，以對數溫度計碼格式控制6個(gè)交流端口。

音頻信號通過(guò)一個(gè)12位ADC (MAX1276)顯示。該電路中，信號范圍為0至+2.048V，點(diǎn)亮第1串燈的電壓為+2mV。雖然電路顯示為控制6個(gè)交流端口，但它可以擴展到12個(gè)交流端口。在CNVST作用一個(gè)短的正脈沖，將觸發(fā)IC1按照SCLK的時(shí)鐘控制實(shí)現一次轉換。其輸出(DOUT)在SCLK的上升沿移出，由12位轉換結果和4個(gè)前導零組成，MSB在前。因此，一次轉換需要在SCLK提供16個(gè)時(shí)鐘脈沖。

顯示器由縱向6個(gè)轉換端口供電，最上面的端口代表MSB。您還可以在每個(gè)端口另外添加一串燈。工作狀態(tài)下，電路掃描每次轉換結果(如上所述，MSB在前)并監測第一個(gè)假設為“1”的數據位。然后打開(kāi)相應的端口及其后續端口。這個(gè)結果是一個(gè)對數列，輸入電壓的改變使此列需要向上或向下移動(dòng)一級步進(jìn)(12.04dB增量)，立即數的4倍或1/4。雖然步進(jìn)值等效于A(yíng)DC的分辨率(12位)，但該電路僅使用相鄰兩位中的一位，用于驅動(dòng)6個(gè)端口。

在DOUT端，第一個(gè)數值為“1”的輸出位對C5充電(通過(guò)D1)，使其達到邏輯“1”電平。C5電壓連接至2片串聯(lián)的74HC595的第一片數據輸入(DS)，組成一個(gè)16位移位寄存器。該信號用作ADC的時(shí)鐘，經(jīng)過(guò)少許延時(shí)后，也用作移位寄存器的時(shí)鐘，由此，將數據通過(guò)輸入端插入移位寄存器。轉換結束后，在第一個(gè)數值為“1”的位之后，所有位也都通過(guò)儲存在C5的電壓強制為“1”。

每次轉換完成后，兩片74HC595芯片的SC_TP端施加一個(gè)負脈沖，將這三個(gè)移位寄存器的內容轉換到并行輸出寄存器(IC6)。同樣的脈沖將通過(guò)二極管D2對存儲電容放電，使電路準備下次轉換掃描。然后，這個(gè)并行寄存器的輸出將作為12位對數列的驅動(dòng)(MSB驅動(dòng)最頂端的端口)。

74HC4060芯片作為時(shí)鐘和時(shí)序發(fā)生器，74HC132提供必要的連接(組合)邏輯。對于每片74HC595的輸出連接，信號(通過(guò)74C901反相后)激活相應的變壓器驅動(dòng)器MAX253 (IC7是6個(gè)電源模塊中一個(gè))。通過(guò)1:1變壓器隔離，然后這個(gè)驅動(dòng)信號觸發(fā)TRIAC (Q1，用于交流電的三端雙向可控硅)導通(ON)。如圖所示元件值，該電路顯示采樣率大約是2.5kHz，用第12、10、8、6、4和第2位控制六個(gè)端口，實(shí)現音樂(lè )播放時(shí)的燈光變幻。
電路工作在危險的高壓，需謹慎操作(注意，變壓器必須能夠承受120VAC)。這個(gè)設計用于白熾燈，不能使用其它類(lèi)型的燈泡。雖然商用白熾燈泡顯示端口為標準的120VAC輸出，但TRIAC的快速切換仍然使其無(wú)法正常驅動(dòng)其它負載，例如：電子產(chǎn)品、交流適配器等。變壓器T1采用HALO Electronics, Inc.的TGM-350NA，TRIAC Q1是STMicroelectronics®的T1235-T。