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這是一個基于數字電路的簡單作品，無需編程，無需電路設計，只需兩塊芯片即可。 此作品特別適合初學者制作，其本質就是用數字芯片CD4017構成的流水燈，顯示方式根據自己的喜好、創意就OK。動手制作這樣的禮物，送給ta絕對會是再好不過了。 首先，我們了解一下該作品的五臟六腑： 1.杜邦線（若干） 2.萬能板X2 3.電位器X2 4.470uF電容X1 5.二極管X4 6.變壓器X1 7.104電容（若干） 8.LM7809芯片X1 9.散熱片X1 10.各色LED燈(若 干) 11.100uF電容X1 12.2K電阻X1 13.680歐電阻（若干） 14.共陰 數碼管X4 15.NE555和 CD4017 （各一片） 16.芯片底座X2（有利于芯片的二次利用） 17.木板5塊加包裝紙2張（尺寸大小根據自己情況而定） 所需器件如下圖所示: 我把作品電路分為3個部分，這3個部分都是以我的實物為依據的，你當然可以有更好的創意來改進它。 一、 電源電路： 既然作品定位是禮物，所以電源一定要裝在里面。 CD4017工作電壓較高，加之彩燈使用環境是在室內的，所以我們考慮使用交流電源。3~5瓦的小型變壓器即足夠，要求變壓器次級輸出7~8V，這樣經整流濾波后可得到系統需要的9~10V直流電壓。 以下是該部分的原理圖及實物圖： 二、LOVE型生日彩燈： 1. 流水驅動電路： NE555和CD4017的作用。NE555組成振蕩電路，CD4017則是計數電路。 心形中間部分LED產生流動的效果,就是靠NE555和CD4017的組合.我在下面為初學者詳細講一下電路原理。 振蕩電路由一塊時基集成電路NE555和C2、C3、R1、R2等組成（其中C2為延時充電電容，C3為抗干擾隔離電容，R1、R2為延時充電電阻，而R2又為放電電阻）。 通電后，因電容C2兩端電壓不能突變，2腳的電壓為低電平，集成塊NE555的內部觸發器被置位，3腳輸出高電平。 同時，由于電源經電阻R1和R2向C2充電，使6腳和2腳的電壓不斷提高，當電位上升到VCC的2/3時，集成塊NE555的內部觸發器被復位，3腳的輸出電壓翻轉為低電平。 同時集成塊NE555內部的放電管導通，即7腳通過內部的放電管和1腳相通，C2上儲存的電荷就通過R2、7腳放電，使6腳和2腳的電壓不斷下降，當電位降低到VCC的1/3時，集成塊NE555的內部觸發器被置位。 同時集成塊NE555內部的放電管截止，7腳被懸空，電源又通過R1、R2向C2充電，使6腳和2腳的電壓不斷提高……如此，周而復始，形成振蕩。 輸出端的高電平維持時間取決于電容C2的充電時間常數，輸出端的低電平維持時間取決于電容C2的放電時間常數。由于R2≥R1，故可以認為f放≈f充，目的是減小彩燈熄亮交替的時間間隔的差異。 如用作其他情況，課按需要調整R1、R2、C2的參數。綜上分析，3腳始終處于高電平和低電平的二進制變化狀態，故此電路又稱為無穩態電路。 譯碼電路由一塊CD4017集成塊組成。該集成塊有3個輸入端（2個時鐘輸入端CP的14腳和EN的13腳與復位端Cr的15腳）。有10個輸出端Q0～Q9（依次為3腳、2腳、4腳、7腳、10腳、1腳、5腳、6腳、9腳、11腳）。 還有一個進位端CO，其功能是：當復位端Cr加上高電平和正脈沖時，輸出端Q0為高電平，其余9個輸出端Q0～Q9均為低電平。時鐘輸出端CP對輸入時鐘脈沖的上升沿計數，EN則對時鐘脈沖的下降沿計數。Q0～Q9這10個輸出端的輸出狀態分別與輸入的時鐘個數相對應。 如從0開始計數，則輸入到第1個時鐘脈沖時，Q1就變成高電平，輸入第2個時鐘脈沖時，Q2變成高電平……直到輸入第10個時鐘脈沖，Q0變為高電平。 同時，進位端C0就輸出一個進位脈沖，作為下一級計數的時鐘信號。Cr為復位端，也為清零端。當Cr輸入高電平時，電路復位，即輸出端Q0為高電平，Q1～Q9為低電平。 如此反復，只要集成塊NE555的3腳送來的二進制信號不消失，CD4017將二進制信號轉換為十進制信號的計碼工作就會反復進行下去。 綜上可知：調節可變電阻R2便可改變振蕩電路的頻率，反映在CD4017輸出端則是流動的速率。 2. 布局及工作原理 關于這個LOVE型彩燈部分我畫了一個直觀的圖，心形有30顆LED組成，但是CD4017只有10組輸出，所以我把心形的頂部5顆LED和底部5顆LED獨立開來，其他還有20顆LED則兩兩并聯后由CD4017驅動，形成流水燈效果，Q0~Q9直接接到CD4017的對應端（兩只高亮LED并聯后工作電流在20mA以下，完全不必接三極管擴流驅動）。 頂部和底部獨立出來的2路LED，電路完全相同，它們是將5顆LED串聯后直接接在電源上，有朋友會問：那不是這兩路LED都靜止在那兒了？ 正因為如此，所以我把LED1和LED30換成了多色自閃的LED（這也是高亮LED中的一種，市售價格會高一些，我記得當時買的是一塊錢一顆）。這樣處理之后，這兩顆LED總是在閃，發出七彩光，同時因為它們在閃的過程中自身壓降總在忽高忽低的交替變化，使得分別所處的這兩條LED通路上的其他4顆LED的分壓也發生變化，導致支路中的其他4顆LED會呈現亮度高低起伏的效果，恰到好處地陪襯了兩顆閃爍的LED。 注意在上圖中，除LED1和LED30以外的LED顏色按個人喜好編排，但一定要保證左右對稱，不然會很丑。 三、數碼管顯示LOVE： 作品做出來后，發現心形彩燈的中間很空，看上去挺別扭，于是想到用數碼管顯示LOVE，當時不知道怎么樣驅動數碼管，所以直接將數碼管焊死了，即需要哪些筆畫亮就將其通電，當然這是最傻瓜的方法，但是對于初學者來說可能是達到預期效果的最好方法。該電路使用共陰數碼管 。 注： 硬件制作要點，我稍作一些解釋 1、作為禮品，外觀至關重要。不管作品是否采用我的這種結構，制作時一定要考慮到方不方便制作、固定外殼。 2、電路中的可調電阻R2，不要使用微調的，要用帶手柄的（比如音量電位器那種），制作好之后不論是你自己調試還是禮品的主人，都可以調節LED流動速度。 以下是成品及效果圖： |
