基于模擬電路的電子跑馬燈電路設(shè)計(jì)

摘要：本文介紹了一種基于模擬電路的電子跑馬燈電路設(shè)計(jì)方案。該電路采用了555定時(shí)器和CD4017計(jì)數(shù)器作為主要的控制器，通過控制LED燈的亮滅和順序變化，實(shí)現(xiàn)了跑馬燈的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)方案具有穩(wěn)定性高、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于商場(chǎng)、超市、車站等場(chǎng)所的廣告宣傳和信息發(fā)布。

1. 引言

電子跑馬燈是一種常用的LED燈條顯示設(shè)備，具有顯示效果好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于商場(chǎng)、超市、學(xué)校、車站等場(chǎng)所的廣告宣傳和信息發(fā)布。本文介紹了一種基于模擬電路的電子跑馬燈電路設(shè)計(jì)方案，通過控制LED燈的亮滅和順序變化，實(shí)現(xiàn)了跑馬燈的效果。

2. 設(shè)計(jì)方案

2.1 電路原理圖

本設(shè)計(jì)方案采用了555定時(shí)器和CD4017計(jì)數(shù)器作為主要的控制器，實(shí)現(xiàn)了LED燈的順序變化和亮滅控制。電路原理圖如下：

2.2 電路說明

本電路的工作原理如下：

- 555定時(shí)器工作在單穩(wěn)態(tài)模式下，通過C1和R1的組合實(shí)現(xiàn)了一個(gè)脈沖信號(hào)發(fā)生器。當(dāng)觸發(fā)端獲得一個(gè)下降沿信號(hào)時(shí)，555定時(shí)器的輸出端會(huì)產(chǎn)生一個(gè)高電平脈沖信號(hào)，持續(xù)時(shí)間由R2和C2的組合決定。

- 當(dāng)555定時(shí)器的輸出端產(chǎn)生高電平脈沖信號(hào)時(shí)，CD4017計(jì)數(shù)器開始工作。CD4017計(jì)數(shù)器是一個(gè)10位分頻器，通過CLK輸入端接收脈沖信號(hào)，每接收一個(gè)脈沖信號(hào)，就會(huì)依次將Q0~Q9的輸出端變?yōu)楦唠娖?。本設(shè)計(jì)方案只使用了Q0~Q3的輸出端，分別控制LED燈的亮滅。

- 通過R3~R5和Q0~Q3的組合，實(shí)現(xiàn)了LED燈的亮滅控制。當(dāng)Q0~Q3的輸出端為高電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED燈就會(huì)亮起來。當(dāng)Q0~Q3的輸出端為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED燈就會(huì)熄滅。

- 通過R6~R8和D1~D3的組合，實(shí)現(xiàn)了LED燈的順序變化。當(dāng)Q0~Q3的輸出端發(fā)生變化時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED燈就會(huì)順序變化。

2.3 參數(shù)選取

本設(shè)計(jì)方案中，各元件的參數(shù)選取如下：

- C1：10nF

- C2：10μF

- R1：100kΩ

- R2：1MΩ

- R3~R5：220Ω

- R6~R8：1kΩ

- LED燈：3mm，紅色，共陽(yáng)極

2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本設(shè)計(jì)方案的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，LED燈的亮滅和順序變化符合跑馬燈的效果，且穩(wěn)定性較好。

3. 總結(jié)

本文介紹了一種基于模擬電路的電子跑馬燈電路設(shè)計(jì)方案。該電路采用了555定時(shí)器和CD4017計(jì)數(shù)器作為主要的控制器，通過控制LED燈的亮滅和順序變化，實(shí)現(xiàn)了跑馬燈的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)方案具有穩(wěn)定性高、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，適用于商場(chǎng)、超市、車站等場(chǎng)所的廣告宣傳和信息發(fā)布。

4. 改進(jìn)方案

本設(shè)計(jì)方案雖然實(shí)現(xiàn)了基本的跑馬燈效果，但仍有以下改進(jìn)空間：

4.1 亮度控制

LED燈的亮度對(duì)跑馬燈效果有很大影響。本設(shè)計(jì)方案中，LED燈的亮度通過R3~R5控制，但亮度并不穩(wěn)定?？梢钥紤]增加亮度控制電路，通過PWM（脈寬調(diào)制）技術(shù)實(shí)現(xiàn)LED燈的亮度調(diào)節(jié)。

4.2 速度控制

本設(shè)計(jì)方案中，跑馬燈的速度由R2和C2的組合決定，無法進(jìn)行調(diào)節(jié)?？梢钥紤]增加速度控制電路，通過調(diào)節(jié)電路中元件的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)跑馬燈速度的調(diào)節(jié)。

4.3 控制方式

本設(shè)計(jì)方案中，跑馬燈的控制方式是固定的，無法進(jìn)行更改?？梢钥紤]增加控制方式的電路，通過接口或無線通信等方式，實(shí)現(xiàn)跑馬燈控制方式的可編程化。

5. 結(jié)論

本文介紹了一種基于模擬電路的電子跑馬燈電路設(shè)計(jì)方案。該電路采用了555定時(shí)器和CD4017計(jì)數(shù)器作為主要的控制器，通過控制LED燈的亮滅和順序變化，實(shí)現(xiàn)了跑馬燈的效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)方案具有穩(wěn)定性高、易于實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。未來可以通過增加亮度控制、速度控制和控制方式等電路，進(jìn)一步提高跑馬燈的效果和可編程性。

6. 致謝

感謝我的導(dǎo)師和同學(xué)們?cè)谠O(shè)計(jì)過程中的幫助和支持。感謝實(shí)驗(yàn)室提供的設(shè)備和資源。

審核編輯：湯梓紅