專利名稱：一種用于控制彩燈花樣的微電腦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種彩燈控制裝置，特別涉及一種可同時驅(qū)動八路彩燈完成多種變換花樣的微電腦裝置，適合于各種需要燈光裝飾的場合應(yīng)用。
現(xiàn)有的用于控制彩燈花樣的裝置，即對裝飾和藝術(shù)燈串的花樣、變化方式進(jìn)行控制的裝置在各種電子科普報刊的有關(guān)介紹及人們的日常生活中屢見不鮮，但受裝置本身所限，大都存在著花樣生硬、方式較少的缺限，很難滿足人們的文化娛樂及文藝單位等對燈飾效果的各種需求。
本實用新型的目的在于提供一種操作靈活、方便、功能較強(qiáng)、變換花樣生動繁多的專用于控制彩燈花樣的微電腦。
為達(dá)到本應(yīng)用新型的目的，采取了如下所述技術(shù)方案本實用新型主要由單片機(jī)電路、鍵盤電路、時基電路、花樣時鐘電路、交流同步電路、音頻信號量化電路、方向控制電路、彩燈驅(qū)動電路八部分所組成，各部分之間的具體聯(lián)接關(guān)系于附

圖11。
在附圖11中，(1)為交流同步電路；(2)為時基電路；(3)為單片機(jī)電路；(4)為鍵盤電路；(5)為花樣時鐘電路；(6)為音頻信號量化電路；(7)為方向控制電路；(8)為彩燈驅(qū)動電路。
根據(jù)附圖11，本實用新型各部分之間的聯(lián)接關(guān)系是單片機(jī)電路的同步信號輸入端OI0聯(lián)接交流同步電路的輸出端OC，鍵盤信號輸入請求端OI1聯(lián)接鍵盤電路的信號輸出請求端EO，時基信號輸入端OI2聯(lián)接于時基電路的信號輸出端Q，鍵盤信號輸入端OI3至OI6端依次聯(lián)接到鍵盤電路的鍵盤信號輸出端Q0至Q3四個端口，音頻量化數(shù)據(jù)輸入端OI7、OI8和OI9依次與音頻信號量化電路的三個數(shù)據(jù)輸出端Q0、Q1和Q2端相聯(lián)接；單片機(jī)電路的方向控制端OP0聯(lián)接方向控制電路的方向選擇端DS，時基電路工作控制端OP1聯(lián)接時基電路的工作選擇端 ，八個燈光控制輸出端OP2至OP9端依次聯(lián)接到方向控制電路的燈光控制信號輸入端ID至8D端；鍵盤電路中的花樣時鐘電路工作控制端VC0聯(lián)接花樣時鐘電路的正電源端VCC；花樣時鐘電路的時鐘信號輸出端K1、K2和K3端依次聯(lián)接到鍵盤電路的花樣序號減1端G1、花樣序號加1端G2和花樣變向端G3三個花樣變化控制輸入端；方向控制電路輸出端1Q至8Q依次聯(lián)接到彩燈驅(qū)動電路的八個彩燈控制信號輸入端DI1至DI8端。
附圖1給出了交流同步電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。根據(jù)附圖1，在交流同步電路中電源變壓器L的初級接220V交流電源，次級繞組有兩個輸出端La和Lc及一個中心抽頭端Lb，輸出端La和Lc分別經(jīng)反向連接的二極管VD3和VD4聯(lián)接公共端，La和Lc端同時還分別聯(lián)接到二極管VD1和VD2的正極端，VD1和VD2的負(fù)極端聯(lián)接在一起后經(jīng)電阻器R1聯(lián)接公共端，同時經(jīng)電阻器R2聯(lián)接三極管V1的基極，V1的發(fā)射極接公共端，集電極接同步信號輸出端OC并且電源變壓器L的次級繞組的中心抽頭端Lb接到穩(wěn)壓集成電路IC1的輸入端且同時經(jīng)電容器C1聯(lián)接公共端，IC1的輸出端聯(lián)接到電源輸出端VCC并經(jīng)電容器C2聯(lián)接到公共端。
時基電路內(nèi)的具體結(jié)構(gòu)如附圖2所示。根據(jù)附圖2，時基電路是一個主要由時基集成電路IC2所組成的頻率可調(diào)的方波振蕩器，在附圖2中，時基集成中路IC2的信號輸出端Q聯(lián)接到電路的信號輸出端Q，IC2的置位端 經(jīng)一個正向聯(lián)接的二極管VD聯(lián)接工作選擇端 ，正電源端VCC聯(lián)接IC2的電源端VCC和強(qiáng)制復(fù)位端 并經(jīng)電阻器R3、電位器RP1連接時基集成電路IC2的放電端Q′，IC2的Q′端經(jīng)電阻器R4同時聯(lián)接復(fù)位端R和置位端 并經(jīng)電容器C3聯(lián)接公共端，IC2的電壓基準(zhǔn)調(diào)節(jié)端VC經(jīng)電容器C4聯(lián)接公共端。
附圖3示出了單片機(jī)中路內(nèi)的具體結(jié)構(gòu)，根據(jù)附圖3，單片機(jī)電路是一個公知的主要由微處理器IC3，地址鎖存器IC4，程序存儲器IC5，輸入數(shù)據(jù)線擴(kuò)展器IC6所組成的MCS－51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中，微處理器IC3的P3.0口聯(lián)接同步信號輸入端OI0，P3.1口接至方向控制端OP0，P3.2口聯(lián)接鍵盤信號輸入請求端OI1，P3.3口聯(lián)接時基信號輸入端OI2，P3.4口聯(lián)接時基電路工作控制端OP1；微處理器IC3的P1.0至P1.7八個端口依次聯(lián)接燈光控制輸出端OP2至OP9端；輸出數(shù)據(jù)線擴(kuò)展器IC6的D0至D3端依次聯(lián)接四個鍵盤信號輸入OI3至OI6端，D4至D6端依次聯(lián)接三個音頻信號量化數(shù)據(jù)輸入端OI7至OI9端，D7端經(jīng)電阻器R6聯(lián)接公共端。
附圖4所示為鍵盤電路內(nèi)的具體結(jié)構(gòu)。根據(jù)附圖4所示，鍵盤電路是主要由兩個八位優(yōu)先編碼器IC7和IC8與四個或門D1至D4所組成的16位鍵盤優(yōu)先編碼電路。電路中編碼集成電路IC7與IC8的二個GS端經(jīng)或門D1相或后D1的輸出作為編碼輸出有效標(biāo)志端且經(jīng)電阻器R8接三極管V2的基極，V2的發(fā)射極接公共端，集電極聯(lián)接發(fā)光二極管VD5的負(fù)極端、VD5的正極端經(jīng)電阻器R7聯(lián)接正電源端；電路IC7的GS端作為鍵盤信號的二進(jìn)制數(shù)Q3的輸出端，IC7和IC8的Q2端經(jīng)或門D2相或后其輸出作為鍵盤信號Q2的輸出端，IC7和IC8的Q1端分別聯(lián)接或門D3的二個輸入端且其輸出作為鍵盤信號Q1的輸出端，同樣IC7和IC8的二個Q0端再分別經(jīng)或門D4相或后其輸出端作為鍵盤信號Q0的輸出端；電路中IC7的級聯(lián)輸出端E0聯(lián)接IC8的級聯(lián)輸入端EI，編碼電路IC8的級聯(lián)輸出端E0聯(lián)接電路的輸出端E0作為鍵盤信號輸出請求端；IC7的級聯(lián)輸入端EI聯(lián)接正電源端。電路中IC8的輸入端D0至D7分別經(jīng)電阻器R24至R17聯(lián)接公共端并依次作為十六進(jìn)制數(shù)“0”至“7”的輸入端，IC7的輸入端D0至D7分別經(jīng)電阻器R16至R9聯(lián)接公共端并依次作為十六進(jìn)制數(shù)“8”至“F”的輸入端。電路中十六進(jìn)制數(shù)“0”至“F”的每個輸入端分別聯(lián)接有一個按鈕開關(guān)，且優(yōu)先編碼電路的十六進(jìn)制數(shù)“O”至“E”的輸入鍵即按鈕SB0至SB14十五個鍵的公共端聯(lián)接手動轉(zhuǎn)換開關(guān)S1的靜觸頭S1－0端，十六進(jìn)制數(shù)“F”的輸入鍵即按鈕SB15的兩端分別聯(lián)接正電源端和十六進(jìn)制數(shù)“F”的輸入端即IC7的D7端；手動轉(zhuǎn)換開關(guān)S1的轉(zhuǎn)換觸頭聯(lián)接正電源端，另一個靜觸頭S1－1聯(lián)接花樣時鐘電路工作控制端VC0；電路中十六進(jìn)制數(shù)“D”、“C”和“B”的輸入端即編碼集成電路IC7的D5、D4、D3端還依次聯(lián)接到花樣序號減1端G1，花樣序號加1端G2和花樣變向端G3三個花樣變化控制輸入端。
花樣時鐘電路的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如附圖5所示。根據(jù)附圖5花樣時鐘電路是一個頻率可調(diào)的方波振蕩器，在本電路中主要是在方波振蕩器的輸出端即IC9的Q端有一個正向聯(lián)接的二極管VD7聯(lián)接手動轉(zhuǎn)換開關(guān)S2的轉(zhuǎn)換觸頭，S2的三個靜觸頭S2－0、S2－1、S2－2依次聯(lián)接到三個時鐘信號輸出端K1、K2和K3端。
附圖6給出了音頻信號量化電路內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)。根據(jù)附圖6，音頻信號量化電路主要由由二個四電壓比較器IC10和IC11與一個8位優(yōu)先編碼器IC12三片集成電路所組成，電路中四電壓比較器IC11的A1－至A4－和IC10的A1－至A4－作為八個比較電壓基準(zhǔn)端并且在每相鄰兩個之間分別聯(lián)接有一個電阻器，即圖中的IC11的A1－經(jīng)電阻器R34聯(lián)接A2－、A2－經(jīng)R33聯(lián)接A3－、A3－經(jīng)R32聯(lián)接A4－、A4－經(jīng)R31聯(lián)接IC10的A1－……依次類推IC10的A3－經(jīng)R28聯(lián)接A4－，然后IC11的A1－端經(jīng)電阻器R35聯(lián)接公共端，IC10的A4－端經(jīng)電阻器R27聯(lián)接正電源端，IC10的四個同相輸入端A1＋至A4＋和IC11的四個同相輸入端A1＋至A4＋聯(lián)接在一起后作為音頻比較信號的輸入端；音頻信號端Vi用于引入外部信號，用于對外部輸入的音頻信號進(jìn)行調(diào)整的電位器RP3的滑動觸頭端經(jīng)電阻器R37同時聯(lián)接到二極管VD8的正極和VD9的負(fù)極端，VD9的正極端接公共端，VD8的負(fù)極端同時經(jīng)電阻器R36和電容器C10聯(lián)接公共端，同時VD8的負(fù)極端還聯(lián)接到音頻比較信號輸入端即IC10和IC11的同相輸入端。四電壓比較器IC11的輸出端Y1至Y4端和IC10的輸出端Y1至Y4八個輸出端依次聯(lián)接到8位優(yōu)先編碼器IC12的八個編碼輸入端D0至D7端，IC12的三個編碼輸出端Q0至Q2端依次聯(lián)接音頻量化數(shù)據(jù)輸出端Q0、Q1和Q2端。
附圖7所示為方向控制電路內(nèi)部的具體結(jié)構(gòu)。根據(jù)附圖7，方向控制電路由二個四二選一數(shù)據(jù)選擇集成電路即IC13和IC14所構(gòu)成，電路中二個集成電路數(shù)據(jù)A的八個輸入端依次聯(lián)接八個燈光控制信號輸入端1D至8D端，數(shù)據(jù)B的八個輸入端與A輸入端相反依次聯(lián)接8D至1D端，即IC13的1A至4A和IC14的1A至4A八個數(shù)據(jù)A輸入端依次聯(lián)接1D至8D端，IC13的1B至4B和IC14的1B至4B八個數(shù)據(jù)B輸入端依次聯(lián)接8D至1D端；IC13的1Y至4Y和IC14的1Y至4Y八個輸出端依次聯(lián)接電路的輸出端1Q至8Q端；并且四二選一數(shù)據(jù)選擇集成電路IC13和IC14的數(shù)據(jù)選擇端DS聯(lián)接在一起后聯(lián)接電路的方向選擇端DS。
附圖8示出了彩燈驅(qū)動電路的一個實施例，該實施例由八個光電可控硅所組成，即圖中的GJ1至GJ8八個非過零型光電耦合可控硅也稱作固態(tài)繼電器，如果需要驅(qū)動的彩燈功率較大，附圖8中的每一路燈H的驅(qū)動也可相應(yīng)地由附圖9或附圖10電路所代替。
對附圖中各元器件的型號或參數(shù)的選擇有如下規(guī)定附圖1中電源變壓器L是一個功率大于8W，次級是雙8V或一個帶有中心抽頭的單16V繞組，二極管VD1至VD4是四個1A100V的整流二極管，R1、R2是二個阻值3KΩ左右的小功率電阻器，C1、C2分別是16V2500μF、16V1000μF的電解電容器，V1是一個β值大于100飽和壓降Vset小于0.7V的小功率NPN型硅三極管，IC1是1個LM7805型5V穩(wěn)壓集成塊。
附圖2中IC2型號為NE555或相同功能的其它型號時基集成電路，二極管VD是一個正向壓降VF小于1V的開關(guān)二極管，C3、C4分別是0.47μF、0.001μF的電容器，電阻器R3、R4阻值分別是5.1KΩ、100Ω，電位器RP1的總阻值是100K。
附圖3中IC3為MCS－51系列的任一型號如8031、8051、8751等微處理器，IC4和IC6是型號為74LS373的八D鎖存器，IC5為16K的EPROM可用27128等型號，C5為10μF的電解電容器，C6、C7為20PF的高頻電容器，晶體B為6MHZ的石英晶體振蕩元件，電阻器R5、R6的阻值為2KΩ。
附圖4中IC7和IC8是二個CD4532型8位優(yōu)先編碼集成電路，或門D1至D4是一片四二輸入或門電路CD4071，圖中電阻器R7為510Ω，R8為10KΩ，R9至R24為2KΩ，VD5是直徑5mm的發(fā)光二極管，三極管V2是β值大于100的小功率NPN型硅三極管，S1是一個單刀雙擲手動開關(guān)，SB0至SB15是自動復(fù)位的輕觸按鈕。
附圖5中IC9是555系列的任一型號時基集成電路，C8是220μF的電解電容器，C9是0.0μF的任意一種電容器，電阻器R25為4.7K、R26為27K，電位器RP2為100K，二極管VD6、VD7為硅小功率開關(guān)二極管，S2為單刀三擲的手動開關(guān)。
附圖6中IC10、IC11是兩片LM324型集成電路，IC12型號為CD4532，電阻器R27為75KΩ，R28至R35為1KΩ，R36為100KΩ，R37為2KΩ，電位器RP3為10KΩ，電容器C10為0.1μF，VD8、VD9是二個鍺檢波二極管。
附圖7中IC13和IC14是兩片74LS258型四二選一數(shù)據(jù)選擇集成電路。
附圖8中GJ1至GJ8是八個負(fù)荷電流大于1A的非過零型光電可控硅，R38至R45的阻值在300至600Ω之間。
附圖9中雙向控硅VS的負(fù)荷大于3A、R90為2KΩ，R91為200Ω，R92為10KΩ，R93為400Ω，C為0.1μF耐壓400V的電容器，光電觸發(fā)器GS負(fù)荷電流應(yīng)大于100mA，耐壓在400V以上。
附圖10中雙向時控硅VS負(fù)荷電流應(yīng)大于3A，VDC為一與本裝置輸入端完全隔離的12V直流電源，R100為200Ω，光電耦合器的輸出電流應(yīng)大于100mA，輸入限流電阻R101為300至600Ω的小功率電阻器。
為便于對本實用新型的理解和實施，下面根據(jù)附圖，對各部分的工作原理分別進(jìn)行描述。
在附圖1所示的交流同步電路中，電源變壓器L的次級繞組和二極管VD3、VD4組成了一個典型全波整流電路，正極性的全波脈動電源由L的中心抽頭Lb輸出并經(jīng)C1濾波后由IC1穩(wěn)壓輸出穩(wěn)定的5V直流電源作為本實用新型中其它各部分的工作電源，在IC1的輸出端C2用來進(jìn)一步降低電源的內(nèi)阻，使電壓更趨穩(wěn)定；電路中，二極管VD1至VD4接在L次級繞組的La和Lc端又是一個典型的橋式整流電路，它們共同對L整個次級繞組的交流電波進(jìn)行橋式整流后，在VD1和VD2的負(fù)極端輸出比Lb端高出一倍的正極性全波脈動電壓，并經(jīng)R2驅(qū)動三極管V1導(dǎo)通，在交流電每次過零時，V1截止一次，作為過零同步信號并以集電極開路的形式由OC端輸出。這樣以來，由于用作交流過零檢測的電壓較高，相應(yīng)地提高了其抗干擾特性。電路中R1用來為V1基極的容性電流成分提供釋放回路。
根據(jù)附圖2所示，由時基集成電路IC2的Q′、R、S端和R3、RP1、R4、C3等元件組成了一個典型的方波振蕩器用來為彩燈的變化提供時基信號，振蕩信號由IC2的Q端輸出，調(diào)節(jié)電路中RP1可在一定范圍內(nèi)改變振蕩器的頻率，即改變了彩燈變化的速度，當(dāng)電路的 端為低電平時，由于二極管VD的作用，使得電容器C3上的電壓不能升高，IC2的 端停滯在低電平導(dǎo)致振蕩器停振，IC2的Q端保持高電平而無振蕩信號輸出，此時，彩燈也會因此而停止變化。
附圖3是一個典型的MCS－51系列單片機(jī)電路的應(yīng)用系統(tǒng)，其中IC3是一個微處理器8031，IC4用來對IC3的P0口分時輸出的低八位地址線進(jìn)行鎖存，IC5用來存儲系統(tǒng)管理及彩燈花樣變化程序，它內(nèi)存應(yīng)大于或等于16K，若使用27128等16K的EPROM存儲器時，可相應(yīng)地省去圖中IC3的P2.6口至A14端的地址線，圖中IC6是用于對IC3的P0口輸入線進(jìn)行擴(kuò)展的八D鎖存器，在本實用新型中，IC5內(nèi)已固化有系統(tǒng)管理及相應(yīng)的彩燈花樣程序，其中開始的1K存儲區(qū)存放系統(tǒng)管理程序，剩余部分依次存放從00號至99號的100個彩燈花樣變化程序，彩燈花樣變化程序在IC5中的存儲規(guī)律是順序號的個位數(shù)相同的是同一類的花樣運(yùn)行程序，例如＊0“＊”表示十進(jìn)制數(shù)字0至9的任一個，“0”表示序號的個位為“0”時，下同，此時為彩燈追逐程序，依十位數(shù)從0至9可有10個花樣。
＊1十個閃爍變化程序，此時彩燈可閃爍式移動、跳躍、變換圖樣等。
＊2十個夢幻變化程序，此時彩燈的移動如波光磷磷，似花枝搖擺。
＊3十個音樂節(jié)奏程序，此時可通過彩燈亮度、位置、花樣的變化來模擬音樂節(jié)拍。
＊4十個伴舞程序，可通過燈光、圖案、速率的變化為探戈，迪斯科、四步、三步等舞曲進(jìn)行環(huán)境渲染、烘托氣氛。
＊5十個與音響同步的程序，此時彩燈圖飾的變化將隨輸入的音頻信號強(qiáng)度而定，與音響同步產(chǎn)生各種樸朔迷離的效果。
＊6十個散燈程序，此時彩燈圖案的變化如天女散花，似汽球飄舞。
＊7四燈雙花樣，有十個程序，此時八路、87分成兩組，每組四路，每四路組成一個變換花樣，同時有兩種花樣運(yùn)行，效果較為新穎、活潑。
＊8帶背景雙花樣程序十個，此時彩燈分成兩個亮度層次，主亮度層次以一種方式變化的同時，背景亮度層次的燈光同時在以另一種變化著。
＊9十個以上90個程序中所沒有的，難以用文字描述的其它變化方式。
每當(dāng)鍵盤電路的E0端發(fā)出一個負(fù)跳變的請求信號時，該信號送到OI1端即微處理器IC3的P3.2口，此時IC3響應(yīng)鍵盤管理中斷并調(diào)用IC5的相應(yīng)程序，經(jīng)10ms延時確認(rèn)中斷有效后，由 端發(fā)出一個低電平的讀選通信號打開IC6，把IC6的D0至D7端數(shù)據(jù)經(jīng)P0口讀入內(nèi)部，然后屏蔽掉高回位只留下IC6的D0至D3端即由OI3至OI6端輸入的鍵盤數(shù)據(jù)有效，繼而對輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較判別，如果輸入的是十進(jìn)制數(shù)“0”至“9”的代碼，則在連續(xù)輸入兩個十進(jìn)制數(shù)后，由IC3進(jìn)行運(yùn)算處理，根據(jù)編號選中相應(yīng)的彩燈變化程序，并開始運(yùn)行；如果輸入的是十六制數(shù)“A”至“F”的代碼時，則微處理器IC3將執(zhí)行如下指令輸入“A”時使P3.4口變?yōu)榈碗娖酵ㄟ^OP1端送到時基電路的 端，使時基電路停振，彩燈保持在當(dāng)前狀態(tài)停止變化，進(jìn)行其它操作時此功能解除；輸入“B”時IC3的P3.1口電平取反一次，然后由OP0端送到方向控制電路的的DS端，使彩燈在當(dāng)前花樣上改變方向后繼續(xù)運(yùn)行；
輸入“C”時IC3選中當(dāng)前花樣編號的下一個開始運(yùn)行，即若當(dāng)前是“86”號花樣，在輸入一次“C”時，開始運(yùn)行“87”號花樣，若當(dāng)前是“99”號花樣，則下一個將是“00”號；輸入“D”時IC3選中當(dāng)前花樣編號的前一個開始運(yùn)行，即若當(dāng)前是“86”號花樣，在輸入一次“D”時，開始運(yùn)行“85”號花樣，若當(dāng)前是“00”號花樣，則前一個將是“99”號；輸入“E”時IC3的P1.0至P1.7口同時變?yōu)楦唠娖?，通過OP2至OP9端送相應(yīng)電路使彩燈全亮，同時P3.4口變?yōu)榈碗娖绞箷r基電路停振，彩燈保持當(dāng)前狀態(tài)停止變化，以便對彩燈進(jìn)行檢驗，進(jìn)行其它操作時此功能解除；輸入“F”時IC3的P1.0至P1.7同時變?yōu)榈碗娖?，同理使彩燈全滅，同時P3.4口變?yōu)榈碗娖剑瑫r基電路停振，彩燈保持當(dāng)前狀態(tài)停止變化，進(jìn)行第二次操作時此功能解除。
當(dāng)選中的是與音響同步的彩燈變化程序時，IC3即開始定期由 端發(fā)出低電平的讀IC6的信號，讀入IC6的D0至D4端內(nèi)容后，屏蔽掉低4位然后高低4位互換只留下D4至D6端即由OI7至OI9端輸入的對音頻信號幅度進(jìn)行量化后的數(shù)據(jù)，繼而由微處理器IC3對音頻量化數(shù)據(jù)進(jìn)行比較處理后在P1.0至P1.7口輸出相應(yīng)的彩燈控制信號。當(dāng)對彩燈的亮度進(jìn)行控制時，則IC3將自動對經(jīng)OI0端送到P3.0口的交流過零同步信號進(jìn)行檢測，然后根據(jù)內(nèi)部命令由P1.0至P1.7口對彩燈亮度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)制，從而使彩燈產(chǎn)生各種樸朔迷離的變化效果。
根據(jù)附圖4，鍵盤電路是一個主要由兩個八位優(yōu)先編碼器集成電路IC7與IC8相級聯(lián)和四個或門而組成的十六鍵優(yōu)先編碼電路，按鈕SB0至SB15分別是數(shù)“0”至“F”的輸入鍵。這種電路的特點是當(dāng)同時按下兩個鍵時，在輸出端只輸出優(yōu)先級高的鍵位的編碼，例如同時按下SB8和SB9兩鍵，此時因SB9鍵表示數(shù)“9”而比SB8的級別高，所以在電路的Q0至Q3端只輸出數(shù)“9”的二進(jìn)制碼“1001”；電路中按下任意一鍵時E0端都將輸出低電平，同時或門D1的兩個輸入端必將有一個為高電平，于是D1輸出高電平通過R8使V2導(dǎo)通，VD5發(fā)光作為有按鈕按下的提示。有關(guān)編碼集成電路IC7與IC8的介紹文章可參閱航天工業(yè)部六九一廠八五年版的CMOS數(shù)字集成電路產(chǎn)品手冊第250至255頁有關(guān)介紹。在電路的G1、G2或G3端輸入外部時鐘信號，可完成相應(yīng)數(shù)據(jù)的自動輸入。
在附圖4中，當(dāng)手動開關(guān)S1的動觸頭轉(zhuǎn)向S1－0端時，可通過按鈕SB0至SB15輸入相應(yīng)的控制數(shù)據(jù)，當(dāng)S1動觸頭轉(zhuǎn)向S1－1端時，除十六制數(shù)“F”的輸入鍵SB15仍然有效外，按其余各鍵均不能輸入相應(yīng)數(shù)據(jù)，此時正電源由VC0端送到附圖5所示的花樣時鐘電路的正電源VCC端，IC9開始工作，產(chǎn)生方波振蕩信號并由Q端經(jīng)二極管VD7隔離后送手動開關(guān)S2的動觸頭，當(dāng)S2的動觸頭轉(zhuǎn)向S2－0、S2－1或S2－2端時，根據(jù)附圖11所示的聯(lián)接關(guān)系，通過鍵盤電路可分別實現(xiàn)十六進(jìn)制數(shù)“B”、“C”、“D”的自動輸入，即實現(xiàn)花樣自動換向，花樣序號自動加1循環(huán)，花樣序號自動減1循環(huán)功能，花樣時鐘電路的工作原理同時基電路大同小異，同理，調(diào)附圖5中的RP2即可在一定范圍內(nèi)調(diào)整前述功能的自動變化時間。
附圖6所示的音頻信號量化電路主要由兩個四電壓比較器和一個八位優(yōu)先編碼集成電路所組成，電路中由IC10、IC11和R27至R35組成電壓比較器，其中R27至R35是分壓器，它把＋5V電源電壓按一定比例分壓后分別加到IC10、IC11的反向輸入端作為各比較器的比較基電壓IC10和IC11的各反向輸入端所得到的比較基準(zhǔn)電壓由下往上，一個比一個高，而音頻信號由RP3調(diào)整幅度后經(jīng)R37送到VD8、VD9整流，C10、R36簡單濾波后得到的直流分量同時加到各比較器的同相輸入端，用以和比較器各自參考電壓比較，比較的結(jié)果，輸入的音頻信號幅度越大，就有越多的比較器輸出端為高電平并送到八位優(yōu)先編碼電路IC12的相應(yīng)輸入端，IC12只取其級別最高的一個即所有輸出高電平的比較器中反相輸入端的基準(zhǔn)電壓最高的一個經(jīng)內(nèi)部編碼后由Q0至Q2端輸出相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)供微處理器調(diào)用。
附圖7是由兩個四二選一數(shù)據(jù)選擇器所組成的方向控制電路，其中選擇器IC13或IC14的DS為數(shù)據(jù)選擇端，其為高電平時，選中A路數(shù)據(jù)并體現(xiàn)在輸出端，反之則選中B路數(shù)據(jù)，在附圖7中，IC13和IC14的兩個DS端連接在一起作為方向控制端，當(dāng)其為高電平時，在1Q至8Q端輸出的依次是1D至8D端輸入的數(shù)據(jù)；反之當(dāng)其為低電平時，在1Q至8Q端輸出的將依次是8D至1D端輸入的數(shù)據(jù)，亦即同原來相比改變了方向。需要注意的是，當(dāng)IC3和IC14選擇74LS257型時，輸出與輸入是同相的，反之選擇74LS258型，輸出與輸入電平相反，本應(yīng)用新型選用的是74LS258型。
附圖8是彩燈驅(qū)動電路，由八個光耦合的固態(tài)繼電器所組成，其原理十分明了，不再贅述，只是注意固態(tài)繼電器要用非過零觸發(fā)的，否則將不能對彩燈亮度進(jìn)行控制，一般情況下，由于固態(tài)繼電器價格較高，從而限制了使用，為此本實用新型提供了圖9、圖10所示兩個驅(qū)動電路的實施例。
在圖9中，GS為光電隔離觸發(fā)開關(guān)，R90、R91為限流電阻，保護(hù)GS不致被浪涌電流損壞，VS為雙向可控硅，可根據(jù)彩燈功率的大小適當(dāng)選用，八個這樣的電路即可取代圖8所示的彩燈驅(qū)動電路，在需要驅(qū)動大功率的場合下使用、維修起來較為經(jīng)濟(jì)。
圖10為一用光電達(dá)林頓管作觸發(fā)器件的驅(qū)動電路，圖中VDC為一個與控制信號電路部分完全隔離的12V直流電源，R100為限流電阻，GU為達(dá)林頓輸出的光電耦合器，VS為雙向可控硅，同樣八個這樣的電路也可取代圖8所示的彩燈驅(qū)動電路，并且在實施起來有更大的靈活性。
綜上所述，通過對單片機(jī)電路、鍵盤電路、時基電路、花樣時鐘電路、交流同步電路、音頻信號量化電路、方向控制電路、彩燈驅(qū)動電路的有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)了本實用新型的目的，并且達(dá)到了如下所述的積極效果能夠使八路彩燈完成100種運(yùn)行花樣，可通過鍵盤對任一種運(yùn)行花樣進(jìn)行選擇，可以任意控制每一種花樣的運(yùn)行方向，可以使彩燈依序號的從小到大或從大到小依次自動循環(huán)變換運(yùn)行花樣，可以自行調(diào)節(jié)每一種花樣的運(yùn)行速度，在自動循環(huán)變換運(yùn)行花樣時可調(diào)節(jié)每一種花樣運(yùn)行的時間，可以進(jìn)行信號停步、試燈等操作。
權(quán)利要求1.一種用于控制彩燈花樣的微電腦，主要由單片機(jī)電路、鍵盤電路、時基電路、花樣時鐘電路、交流同步電路、音頻信號量化電路、方向控制電路、彩燈驅(qū)動電路所組成，其特征是單片機(jī)電路的同步信號輸入端OI0聯(lián)接交流同步電路的輸出端OC，鍵盤信號輸入請求端OI1聯(lián)接鍵盤電路的信號輸出請求端E0，時基信號輸入端OI2聯(lián)接于時基電路的信號輸出端Q，鍵盤信號輸入端OI3至OI6端依次聯(lián)接到鍵盤電路的鍵盤信號輸出端Q0至Q3四個端口，音頻量化數(shù)據(jù)輸入端OI7、OI8和OI9依次與音頻信號量化電路的三個數(shù)據(jù)輸出端Q0、Q1和Q2端相聯(lián)接，單片機(jī)電路的方向控制端OP0聯(lián)接方向控制電路的方向選擇端DS，時基電路工作控制端OP1聯(lián)接時基電路的工作選擇端 ，八個燈光控制輸出端OP2至OP9端依次聯(lián)接到方向控制電路的燈光控制信號輸入端ID至8D；鍵盤電路的花樣時鐘電路工作控制端VCO聯(lián)接花樣時鐘電路的正電源端VCC；花樣時鐘電路的時鐘信號輸出端K1、K2和K3端依次聯(lián)接到鍵盤電路的花樣序號減1端G1、花樣序號加1端G2和花樣變向端G3三個花樣變化控制輸入端，方向控制電路的輸出端1Q至8Q依次聯(lián)接彩燈驅(qū)動電路的輸入端DI1至DI8端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于控制彩燈花樣的微電腦，其特征在于單片機(jī)電路主要由微處理器IC3，地址鎖存器IC4，程序存儲器IC5，輸入數(shù)據(jù)線擴(kuò)展器IC6所組成，且微處理IC3的P3.0口聯(lián)接同步信號輸入端OI0，P3.1口聯(lián)接方向控制端OP0，P3.2口聯(lián)接鍵盤信號輸入請求端OI1，P3.3口聯(lián)接時基信號輸入端OI2，P3.4口聯(lián)接時基電路工作控制端OP1，微處理器IC3的P1.0至P1.7八個端口依次聯(lián)接燈光控制輸出端OP2至OP9端；輸入數(shù)據(jù)線擴(kuò)展器IC6的D0至D3端依次聯(lián)接四個鍵盤信號輸入端OI3至OI6端，D4至D6端依次聯(lián)接三個音頻量化數(shù)據(jù)輸入端OI7至OI9端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于控制彩燈花樣的微電腦，其特征在于鍵盤電路是一個16鍵優(yōu)先編碼電路，且編碼輸出有效標(biāo)志端即或門D1的輸出端經(jīng)電阻器R8接三極管V2的基極端，V2的發(fā)射極接公共端，集電極聯(lián)接發(fā)光二極管VD5的負(fù)極端，VD5的正極端經(jīng)電阻器R7聯(lián)接正電源端， 編碼電路的級聯(lián)輸出端即IC8的E0端聯(lián)接鍵盤電路的信號輸出請求端E0端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1和權(quán)利要求3所述的一種用于控制彩燈花樣的微電腦，其特征還在于鍵盤電路中16鍵優(yōu)先編碼電路的十六進(jìn)制數(shù)“0”至“E”的輸入鍵即按鈕SBO至SB14十五個鍵的公共端聯(lián)接手動轉(zhuǎn)換開關(guān)S1的靜觸頭S1－0端，十六進(jìn)制數(shù)“F”的輸入鍵即按鈕SB15的兩端分別聯(lián)接正電源端和數(shù)據(jù)“F”的輸入端即編碼集成電路IC7的D7端；手動轉(zhuǎn)換開關(guān)S1的轉(zhuǎn)換觸頭聯(lián)接正電源端，另一個靜觸頭S1－1聯(lián)接花樣時鐘電路工作控制端VC0；16鍵優(yōu)先編碼電路的數(shù)據(jù)“D”、“C”和“B”的輸入端即編碼集成電路IC7的D5、D4、D3端依次聯(lián)接到花樣序號減1端G3，花樣序號加1端G2和花樣變向端G1三個花樣變化控制輸入端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于控制彩燈花樣的微電腦，其特征在于方向控制電路由二個四二選一數(shù)據(jù)選擇集成電路即IC13和IC14所組成且數(shù)據(jù)A的八個輸入端依次聯(lián)接燈光控制信號輸入端1D至8D端，數(shù)據(jù)B的八個輸入端與A端相反依次聯(lián)接8D至1D端，即IC13的1A至4A和IC14的1A至4A八個數(shù)據(jù)A輸入端依次聯(lián)接1D至8D端，IC13的1B至4B和IC14的1B至4B八個數(shù)據(jù)B輸入端依次聯(lián)接8D至1D端；IC13的1Y至4Y和IC14的1Y至4Y八個輸出端依次聯(lián)接電路的輸出端1Q至8Q端并通過該八個輸出端聯(lián)接彩燈驅(qū)動電路的相應(yīng)輸入端DI1至DI8；四二選一數(shù)據(jù)選擇集成電路IC13至IC14的數(shù)據(jù)選擇端DS聯(lián)接在一起后聯(lián)接方向選擇端DS。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于控制彩燈花樣的微電腦，其特征在于時基電路是一個由時基集成電路IC2所組成的頻率可調(diào)方波振蕩器，且振蕩器的輸出端即IC2的Q端被聯(lián)接于時基電路的輸出端Q，時基集成電路IC2的置位端 經(jīng)一個正向連接的二極管VD聯(lián)接工作選擇 端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于控制彩燈花樣的微電腦，其特征在于花樣時鐘電路是一個頻率可調(diào)的方波振蕩器，且方波振蕩器的輸出端即IC9的Q端經(jīng)一正向聯(lián)接的二極管VD7聯(lián)接手動轉(zhuǎn)換開關(guān)S2的轉(zhuǎn)換觸頭，S2的三個靜觸頭S2－0、S2－1、S2－2依次聯(lián)接到三個時鐘信號輸出端K1、K2和K3端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于控制彩燈花樣的微電腦，其特征在于音頻信號量化電路主要由二個四電壓比較器IC10和IC11與一個8位優(yōu)先編碼器IC12所組成，且IC11的A1－至A4－和IC10的A1－至A4－八個比較電壓基準(zhǔn)端每相鄰兩個之間分別聯(lián)接有一個電阻器即IC11的A1－經(jīng)電阻器R34聯(lián)接A2－、A2－經(jīng)R33聯(lián)接A3－、A3－經(jīng)R32聯(lián)接A4－、A4－經(jīng)R31聯(lián)接IC10的A1－依次類推IC10的A3－經(jīng)R28聯(lián)接A4－，然后IC11的A1－端經(jīng)電阻器R35聯(lián)接公共端，IC10的A4－端經(jīng)電阻器R27聯(lián)接正電源端，IC10的四個同相輸入端A1＋至A4＋和IC11的四個同相輸入端A1＋至A4＋聯(lián)接在一起后作為音頻比較信號的輸入端，二個四電壓比較器的八個輸出端即IC11的Y1至Y4端和IC10的Y1至Y4端依次聯(lián)接到8位優(yōu)先編碼器IC12的D0至D7八個編碼輸入端，IC12的三個編碼輸出端Q0至Q2端依次聯(lián)接音頻量化數(shù)據(jù)輸出端Q0、Q1和Q2端。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于控制彩燈花樣的微電腦，其特征在于交流同步電路中電源變壓器L的次級繞組輸出端La和Lc分別經(jīng)反向連接的二極管VD3和VD4聯(lián)接公共端，La和Lc端同時還分別聯(lián)接二極管VD1和VD2的正極 端，VD1和VD2的負(fù)極端聯(lián)接在一起后經(jīng)電阻器R1聯(lián)接公共端，經(jīng)電阻器R2聯(lián)接三極管V1的基極，V1的發(fā)射極接公共端，集電極接同步信號輸出端OC且的L的次級繞組的中心抽頭Lb經(jīng)電容器C1聯(lián)接公共端并同時聯(lián)接穩(wěn)壓集成電路IC1的輸入端，IC1的輸出端聯(lián)接電源輸出端VCC并經(jīng)電容器C2聯(lián)接公共端。
專利摘要一種由單片機(jī)電路、鍵盤電路、時基電路、花樣時鐘電路、交流同步電路、音頻信號量化電路、方向控制電路、彩燈驅(qū)動電路所組成的用于控制彩燈花樣的微電腦，能夠使八路彩燈完成100種運(yùn)行花樣，可隨機(jī)地選擇任一種運(yùn)行花樣，對其運(yùn)行方向、速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，還可使各種花樣循環(huán)變化，并能調(diào)節(jié)循環(huán)時每種花樣的運(yùn)行時間等，由于利用了單片機(jī)較強(qiáng)的控制功能，使得彩燈運(yùn)行花樣較為豐富，操作較為靈活方便，適合在多種場合應(yīng)用。
文檔編號H05B37/02GK2201764SQ9421352
公開日1995年6月21日 申請日期1994年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年5月27日
發(fā)明者侯振勇 申請人:侯振勇