一种新型霓虹灯色彩渐变系统控制器的设计.pdf

第 30 卷第 2 期电子工程师 Vol. 30 No. 2
2004 年 2 月 EL ECTRONIC EN GINEER Feb. 2004
一种新型霓虹灯色彩渐变系统控制器的设计
金广锋1 , 吕运朋1 , 王慧2 ,3 , 任宏亮1 , 马鹏阁1
(1. 郑州大学物理工程学院, 河南省郑州市 450052 ; 2. 华南理工大学电信学院, 广东省广州市 510640 ;
3. 湛江海洋大学理学院, 广东省湛江市 524025)
【摘要】2 讨论了一种新型霓虹灯色彩渐变控制系统软件、硬件的设计原理和方法2 2 2 ,以实现霓虹灯的色彩
任意变化,满足各种装饰场合的要求。具有成本低、结构简单、抗干扰能力强、寿命长等特点,能够实
现单一灯管的多场合应用。
关键词:单片机,可控硅,霓虹灯控制器
中图分类号: TM923. 3
每种原色光可有 256 种彩度,如果 3 种色光以不同的
0 引言
比例组合发光,由等色公式 F = R ( R0) + G ( G0) + B
霓虹灯灯管是发光的主要元件。人们根据不同场( B 0) (其中: R 为红色亮度, R0 为红色; G 为绿色亮
合装饰的要求,购买相应发光颜色的灯管。如果要改度, G0 为绿色; B 为蓝色亮度, B 0 为蓝色; F 为组合后
变灯管的发光颜色,就要更换灯管,这样会造成诸多不的色光) 可知,可以混合成 1 600 多万种颜色。本电路
便及材料的浪费。基于此,我们利用特制灯管,通过设利用该原理,实现了各种色彩静态显示,以及不同颜色
置控制器,不仅可实现单一灯管根据不同要求而发出之间的连续渐变显示。
不同颜色的光,而且还可实现颜色的任意渐变。该控
制器采用可控硅电子开关,克服了传统的触点开关式
控制器的缺点,在不改变硬件的情况下,通过软件控制
即可实现上述所有功能。该系统简单易行,大大提高
了控制器的通用性。
1 系统工作原理
图 1 灯管结构
该系统具有以下特点:利用软硬件相结合,使系统
更加灵活可靠;采用特制灯管,简单易行,降低系统硬 2 硬件设计
件成本;采用 A T89C2051 单片机[1 ] ,内含 2 kB 可编程
硬件设计如图 2 所示。
Flash 闪存,无须另接外存,体积小,使用方便;实现了
灯光各种颜色的静态显示,并且可使灯管发光颜色连
续渐变显示。
可控硅采用单向晶闸管。通过改变可控硅的导通
角,就可以调整可控硅的导通时间,从而达到改变灯管
亮度的目的。灯管采用特制灯管———内含 3 支低压灯图 2 霓虹灯渐变系统控制器硬件示意图
管,分别为红、蓝、绿色,这 3 支灯管装在一个大的圆柱
脉冲发生器采用定时器 555[2 ] 。555 工作原理如
形乳白色灯筒内。如图 1 所示。现有不少厂家已做出
图 3 所示。
这样的灯管,在 5 V~250 V 之间均可发光。
变色原理如下。千变万化的各种颜色都是用红
色、绿色、蓝色以不同的比例合成的。这 3 个单色称
“三原色”。只有其中 1 种色光亮而其他 2 种色光不亮
时,发出单色光;如果 3 种色光以不同的组合发光,就
会形成红光、绿光、蓝