基于双向循环译码器74LS194的霓虹设计

　　摘要：本文采用555定时器设计频率为1Hz的时钟电路，为系统提供时钟信号；采用1片或多片74LS194芯片，实现4路、8路、12路、16路等多路信号控制，实现n路彩灯控制，可以通过电路中电阻、电容的调整，控制霓虹灯闪亮时间的长短

　　1、74LS194芯片介绍

　　74LS194芯片如图1示，它是1种既具有串行输入又具有并行输入的移位寄存器，称为双向移位寄存器。工作中在CP上升沿时，Q等于D；在CP高电平、低电平和下降沿时，Q保持不变，经4个CP脉冲循环1周，所以用1个74LS194芯片就可以控制4路信号，而实际工作中往往4路信号无法满足工作的需要，如图2就是8路发光信号控制电路的原理图。

　　2、555定时器介绍

　　时钟生成采用555定时器。555定时器是8引脚集成器件，其输出电压只有两种状态：高电平、低平。555定时器的内部电路框图和外引脚排列图如图3所示，内部包括两个电压比较器，3个等值串联电阻，1个RS触发器，1个放电管T及功率输出级，提供两个基准电压Vc/3和2Vc/3。

　　图三：555定时器的内部电路框图和外引脚排列图

　　1.GND——地；2..TR——低电平触发输入；3.Uo——输出；4.Rd——直接清零；

　　5.CV——电压控制̹，不用时经0.01uf电容接地；6.TH——高电平触发输入；

　　7.D——三极管集电极；8.Vc——电源（4.5—18V）；

　　其工作原理：分压器为比较器提供基准电压，A1的基准电压为2VC/3，A2的基准电压为VC/3；阈值端（TH）和触发端（TR）的外加输入信号和两基准电压比较。当TH＞2VC/3时，A1输出高电平；当TR＜VC/3时，A2输出高电平。反之，两比较器输出低电平；A1、A2的输出作为RS触发器的输入，R=1时，Q=0；S=1时，Q=1；RS触发器的反相输出端经反相驱动后输出UO，即UO=Q；当Q=0时，T导通，Q=1时，T截止。

　　555定时器成本低，性能可靠，只需外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路，常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

　　3、灯系统

　　霓虹电路采用彩色发光二极管和1kΩ的限流电阻组成，根据需要可以设计为n路。考虑到时分电子开关电路的实现特点，将n路发光二极管电路设计成共阳极连接方式，即n个发光二极管的阳极共同连接在5V直流电压源上。阴极分别通过电阻与n路时分电子开关连接，由时分电子开关控制n路霓虹灯轮流通断。系统中，时分电子开关的功能是自动控制n路霓虹灯电路轮流接通电源，要能使其输入地址周期性变化。时钟生成器电路为系统提供时钟信号，即为地址生成器提供时钟脉冲，它控制整个系统的节奏，控制霓虹灯的循环速度。由于系统工作对时钟频率稳定度要求不高，故采用555设计的多谐振荡器即可满足系统时钟要求。考虑到霓虹灯的视觉效果要求，时钟生成振荡器的振荡频率设计为1Hz。

　　4、结论

　　本设计采用通用、简单的集成电路和极少元件实现了n路霓虹灯控制电路，电路简单，所用器件廉价且易购买。霓虹灯的视觉效果可通过霓虹灯摆放来调整，霓虹灯闪烁的速度可通过改变电路中电阻、电容参数的大小来调整