三种种常用的LED闪烁电路

如何设计一个闪烁频率为2hz的闪光电路?
闪烁频率为2hz,则闪烁周期为t=1/f=0.5s,即500ms,也就说要求led灯500ms闪烁一次,即平均1s闪烁两次。可实现的方式有很多,下面列举几种常用的例子供大家参考。
1 使用cpu实现
若有处理器(单片机、dsp、arm、cpld、fpga等)的情况下,实现起来很简单,使用处理器其中的一个i/o口作为输出驱动三极管,控制led亮灭交替变化。通过简单的编程使i/o口250ms输出高电平,250ms输出低电平,即可实现周期为500ms,频率为2hz的闪烁。 i/o口的输出波形如下:实际就是使i/o口输出频率为2hz的方波。
下图使用npn三极管驱动led灯亮灭,当高电平时,led亮;当低电平时,led灭。三极管的驱动电路原理如下:
2 使用555定时器实现
555定时器的功能很强大,可以输出任意占空比、频率约300khz以内的pwm波,如下图555定时器方波发生器原理,其输出波形的周期计算公式为:th=ln2*r1*c1,tl=ln2*r2*c1,其中ln2≈0.7,如下图取值r1=r2=768kω,c1=470μf,计算得th≈250ms,tl≈250ms,所以该方波周期为t=th+tl=500ms,频率为1/t=2hz。 555定时器输出端的驱动能力约200ma左右,因此只接一个led灯时可以不用三极管等器件作为驱动,可直接555定时器的输出脚(4脚)。
上图为占空比为50%的方波发生器原理,使用二极管d1和d2改变电容c1充放电的顺序,从而实现电容c1充电时只经过r1,放电时经过r2。若去掉这两个二极管,其充放电的周期公式为:th=ln2*(r1+r2)*c1,tl=ln2*r2*c1。
3 多谐振荡器
如下图是非常经典的led交替闪烁电路,该电路是使用两个npn三极管及电容充放电的原理实现led1和led2交替闪烁,若只需1个或1组led时,可将led2使用电阻代替即可。此电路属于多谐振荡电路,两个三极管一个管子导通时,另一个截止,通过容阻耦合使两个管子交替导通与截止,从而产生自激振荡。
其原理是: 上电瞬间,由于电路两边的参数会有微小差异,两个管子导通时间肯定有先后,促使其中一个管子导通而另一个截止,形成一个暂稳态。假设q1导通,q2截止,则此时q1的集电极(即电容c1左端)的电压为0,q1基极的电压约为0.7v,此时,电容c1通过电阻r2进行充电,且电容c2也通过电阻r4进行充电,(假设vcc电压为5v)则电容c2充满后电容两端电压为4.3v(左端0.7v,右端5v),因为r4的阻值远远比r2小,因此电容c2的充电速度要比c1快得多。当c1右端的电压达0.7v时,q2导通。此时,电容c2的右端电压直接被拉地(即电压为0),但是电容两端的电压不能突变,则该电容左端电压瞬间变为-4.3v(原电容c2两端的电压为4.3v),q1立刻截止,形成另一个暂稳态。此时电容c2开始通过r3放电,放完后又开始反向充电,当电容c2左端电压达0.7v时,q1又导通。同理q1导通使电容c1左端电压变为0v,反馈到电容右端电压变为-4.3v,q2截止,又进入下一个暂稳态,如此反复。 其多谐振荡器的震荡周期为t=0.7(r2c1+r3c2),由于r2和r3、c1和c2的值相同,因此t=1.4*r2*c1,通过改变电容c1、c2和电阻r2、r3的值可改变闪烁频率。对于新手来说这个电路比较难理解,大家可以慢慢体会。4 总结 上文提供了三种比较常用的led闪烁方案。 第一种使用处理器实现比较简单,但是前提原系统当中已有处理器可直接使用,否则只是为了led闪烁单独设计一个处理器划不来,成本太高。 第二种方案使用555定时器制作,也是很常用的方法,一个555芯片加一些电容电阻即可实现,原理简单,成本也较低。 第三种是非常经典的多谐振荡电路,只要两个三极管加几个电容电阻即可实现,成本低。

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