和颜悦色的七彩灯设计

　　本文利用三基色原理，控制灯光依次出现红、黄、绿、青、蓝、紫等诸多颜色，其形成过程平滑自然柔和，色彩过渡时间长短随意可调，且变化状态循环进行，具有引入入胜与赏心悦目的效果。

　　设计原理

　　其工作原理方框图如下图所示。

　　脉冲发生器产生的可调方波信号送入计数器计数，计数值分别送入两只数／模转换器DAC进行相应的转换。

　　二个数／模转换器DAC因数据输入端有反向器的区别，所以随着数据值的增加，一个电压输出为正向锯齿波形，另一个电压输出为反向锯齿波形，这两个波形经过模拟开关电路的相应组合，分别形成各个三角波形的上升沿与下降沿，就可以控制各个发光二极管LED的有序点燃，形成多彩光色了。

　　经模拟开关输出的各电压波形时序关系见上图所示。由红、绿、蓝标注的三个三角波电压分别是控制LED红、LED绿、LED蓝三只发光二极管的，可见每只LED上得到的电流也都是一个线性锯齿波，致使其发光强度（及色彩浓度）也是逐渐变化的，即随着时间和波形的变化，LED会逐渐点亮与熄灭。每只LED，都会在其波形达到峰顶时达到最亮，此时，也正是其它波形的低谷，其它LED则熄灭。因此红、绿、蓝三种单色光均会有单独呈现的时刻。

　　从三个电压波形的时序关系可见，每二个波形之间都有900的相位差，在波形上有一个交叉点，相关的两只LED的发光强度大体接近，因此它们形成了混合的光色，如LED红、LED绿合成黄色；LED绿、LED蓝合成青色；LED红、LED蓝形成色等，并且在各波形的交叉点前后，这色彩的混合一直在悄然而和缓的变化着显现出的过渡色也十分丰富和有趣。

　　如此，在计数器的每一个计数循中，就会依次出现绿、黄、红、紫、蓝、青各种单色或混合色。整体电路如下图所示。

　　IC1为555构成的多谐振荡器电路改变RP1阻值可以调节振荡频率，即控制后丽数／模转换电压的斜率以及LED颜色变化的速度。

　　IC2为14级二进制计数器CD4040，它的低8位数据线QA~QH与数／模转换器IC3连接，同时反相后又与IC4连接，为IC3、IC4提供即时数据用以进行转换。

　　模拟开关(CD4066)MK1—MK6对IC3、IC4转换后的电压分配状态如下：（参见 各电压波形时序关系图）

　　在t0时刻（相当于复位），由计数器低8位QA—QH开始第一个计数周期，这时，QI、QJ（都为“0”）经IC6（或非门CD4011）输出“1”选通MK1、MK3模拟开关。其中，使Al正向锯齿波经MK1送到LED红，A2反向锯齿波经MK3送到LED绿。

　　在t1时刻（IC2低8位计满数后，低8位计数重新开始），Q1变为“1”，它选通MK2、MK5模拟开关。其中，A2的反相锯齿波经MK2送到LED红，A1的正向锯齿波经MK5送到LED蓝。

　　从以上分析（并对照上表所示），t2、t3时刻的工作状态亦可一推了之。

　　QI、QJ经IC5（与门CD4081）输出作为复位脉冲。可见IC2是低8位数据每计满三个周期，（即图2波形完整的完成一次，相当于t3时刻），QI、OJ均为“1”时，就复位一次，使以上状态继续循环，。

　　电路调整及元件选择

　　电路所用电源可用三端集成稳压器LM7809、LM7905构成；脉冲发生的频率变化可以在其输出端接一只LED1，以便观察；三只LED红、LED绿、LED蓝可用一只三色共阴极LED构成，这样的演示效果更佳。LED的发光亮度与驱动电流成正比，应用时电流不可超过管子所允许的极限值（本电路中因模拟开关CD4066导通电阻约为500欧，故未加限流电阻）。

　　Kl开关断开时．可以使LED在变化到任一色彩时停住，并保持不变。

　　其余元件如上图中所示。实物图及效果图如下图所示。

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