专利名称：程控圣诞霓虹灯饰控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及装饰灯具，特别是一种程控圣诞霓虹灯饰控制装置。
现有的圣诞节日灯饰，大部分均由彩色灯泡串接组成。因其发光机理的限制，色彩效果比较差。有少部分采用霓虹灯灯饰，虽然色彩上去了，却显得有点单调，常闪烁的那只灯一成不变地闪烁，而常亮的就永远亮在那里，这对热烈的节日气氛来说，缺少动感而显得呆板。
本实用新型的目的是提供一种结构简单，性能稳定，通过单片机程序控制系统，给出多路不同的控制信号，使霓虹灯管闪亮状态可变换花样，以达到绚丽多姿，色彩鲜艳，新颖动感的目的。同时带有音乐装置，声控装置和低压控制装置的霓虹灯。
本实用新型的目的是通过如下方案实现的，由整流电源、主控制器、驱动输出插座、接口专用插头、连接线、灯头、放大后的插座、插头及其中一只放大后的灯头等构成，所说的主控制器由程序控制电路、声频接收电路、圣诞音乐电路、脉冲发生电路及分别控制的五路相同的驱动电路构成，其中由三端稳压器IC01(7805)、单片机IC02(89C2051)、时基电路IC03(NE555)、反相器IC04A(74HC04)、复位电路IC05A(74HC32)及石英晶振F组成程序控制电路，单片机IC02的P37脚接时基电路的2脚，IC02的RST脚接复位电路IC05的第3脚，其中单片机IC02的引脚XTAL1和XIAL2分别是芯片内部放大器的输入端和输出端，两端并接石英晶振F一起构成自激振荡器，IC02的P13、P14、P15、P16、P17五个脚为程序输出端，分别经隔离二极管D08-D12将程控信号分五路分别送至驱动电路的复合三极管Q06、Q08、Q10、Q12、Q14的基极。
上述的圣诞霓虹灯由IC03、IC04、IC05组成程序复位电路，该电路经IC03的2脚接至单片机IC02的复位检测信号端，同由时基电路IC03与R03、C03、E01组成的单稳态触发器和IC04一起共同完成单片机死机时的复位工作。
本实用新型与现有技术比，由于采用了以单片机为核心的程序控制系统，输出多路不同的控制信号，使灯管的闪亮状态可调多变。在保证霓虹灯造型新颖，颜色鲜艳的前提下，同时提高了灯管的韧性和绝缘性能，克服了以往霓虹灯在使用过程中容易断裂断路的不足，确保了使用者的安全。
以下结合附图对本实用新型加以说明
图1为本实用新型的结构示意图；图2为主控制器电路方框图；图3为主控制器的电原理图。
如
图1所示由整流电源1、主控制器2、驱动输出插座3、接口插头4、连接线5、灯头6、放大后的插座7、插头8及其中一只放大后的灯头9等构成。其中整流电源为12伏，驱动输出插座3系一六针接插座，包括五路输出和一路共同的地线。接口插头4为六孔，有定位缺口，插头有可旋紧螺纹，插接时按定位缺口准确插接好插件后，再将插头上的螺母旋紧于插座的螺纹上。连接线5为主控器输出的五路驱动线，每路驱动并联的数只造型、颜色各异的霓虹灯灯头。灯头6分别为五路驱动输出端的各个霓虹灯灯头。放大后的插座7中设有防拉弧隔离层，可有效解决霓虹灯在脉冲电压下的拉弧、打火问题。放大后的插头8，在插头内设置了定位凸块，与插座上的定位缺口一起构成了一副可避免反接、错接，提高其可靠度的专用霓虹灯插头座。灯头9是其中一只放大后的灯头，在保证其造型新颖，颜色鲜艳的基本前提下，增设了防漏电、防破碎的涂膜技术，从而提高了霓虹灯灯头的意外冲击强度，杜绝了使用过程中可能发生的有害事故，保证了使用者的安全。
如图2-3所示主控制器共由九部分组成，分别是程序控制电路、声控电路、圣诞音乐电路、脉冲发生电路及五路相同的驱动电路。各电路的工作原理是程序控制电路采用单片机IC02(89C2051)为核心组成单片机程序控制部分，它还包括IC01、IC03、IC04、IC05以及它们的外围元件。其中IC01为三端稳压元件(7805)，用以将外接电源送来的+12伏电压稳定为5伏输出，供给IC02-IC05做工作电源。F是石英晶振，它与电容C01、C02组成振荡电路和单片机IC02内部的时钟电路一起构成单片机的时钟方式。其中IC02内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。该放大器与作为反馈元件的片外晶体F一起构成了一个自激振荡器。单片机IC02本有2个口15个引脚，电路中应用了六个引脚，其中P13、P14、P15、P16、P17为程序输出端，分别接至隔离二极管D08-D12，P37为死机时的复位信号检测端，接至由IC03、IC04、IC05组成的程序复位电路。其中IC05、E02、R01为上电复位元件，刚接通电源的一瞬间，因电容E02两端电压不能突变，在电阻R01的上端产生一个高电平触发IC05的2脚，致使IC05的3脚输出高电平送给IC02的RST脚，使IC02所有的I/O引脚都复位到“1”。随着时间的延长，电容E02通过R01逐渐被充电到电源电压，而R01两端也逐渐失去电压而将IC05的2脚下拉为低电平，又触发IC02的3脚跌落为低电平，同时IC02的RST脚反转为低电平。此时的时钟电路通电工作后，IC02的RST引脚保持了10毫秒钟的高电平，实现了初始状态复位。当RST脚从高电平变为低电平后，IC02开始从0000H地址执行程序，完成上电复位过程。时基电路IC03与电阻R03、电容C03、E01组成单稳态触发器，与IC04一起共同完成死机的复位工作。当程序设定时，使IC02的P37脚输出一个脉冲信号送给IC03的2脚，在脉冲上升沿的作用下，IC03的3脚输出高电平，经反相器IC04反相后，在输出端2上维持一个低电位。当IC02失去正常运行而死机时，则IC02所有的口均没有信号输出，P37脚跌落为低电平，单稳态触发器IC03失去触发而翻转，3脚为低电平，反相器IC04输出高电平。此时，因电容C04两端电压不能突变，于是会通过C04在R02上建立一个短时间的高电位而触发IC05，使之输出高电平送给IC02的RST脚，而完成死机复位工作。
声控电路中MIC是电容话筒，R04是话筒的供电电阻，给MIC提供一个约6伏的直流偏压，以保证MIC有一个良好的工作点。由MIC把声音信号转变为电信号，经电容C05送给三极管Q01、Q02做两级电压放大后，经电位器RT进行灵敏度调节，调整输出大小后送给检波电路，由检波元件D19、D20将交变信号转成直流后送到三极管Q03的基极，推动复合管Q03、Q04做电流放大，经Q04的集电极输出送往隔离二极管与程控信号混合。
由时基电路IC06(NE555)和电阻R11、R12、二极管D01、D02、电容C07、C08一起组成脉冲方波发生电路，其中R11、D01是充电元件，正12伏电压经R11、D01给C07充电，当充至电源电压2/3时，通过IC06第6脚的阀值作用，使C07上的电压通过放电元件R12、D02至IC06的7脚放电至电源的1/3时，通过IC06的第2脚触发功能，使IC06的7脚停止放电，并重新开始经R11、D01给C07充电。如此周而复始循环充放电，而使IC06的3脚输出一个1KHZ左右的矩形方波。
驱动电路是五路相同的功率放大电路，每一路由两只晶体三极管和一只功率场效应管、一只脉冲变压器组成。现以其中一路为例说明其工作原理。第一路由IC06第3脚输出的脉冲方波经R17送到功率场效应管(VMOS)M1的控制极做压控信号，使M1工作在高速开关状态。调制前面经Q06、Q05功率放大的程控、声控混合信号，在脉冲变压器T1的初级产生一受控的脉冲电压，经T1升压后在次级获得程控、声控的高频高压，从而点亮霓虹灯管产生各种功能动作。
权利要求1.一种程控圣诞霓虹灯饰控制装置，由整流电源(1)、主控制器(2)、驱动输出插座(3)、接口插头(4)，连接线(5)、灯头(6)、放大后的插座(7)、插头(8)及其中一只放大后的灯头(9)等构成，其特征在于所说的主控制器(2)由程序控制电路、声频接收电路、圣诞音乐电路、脉冲发生电路及分别控制的五路相同的驱动电路构成，其中由三端稳压器IC01(7805)、单片机IC02(89C2051)、时基电路IC03(NE555)、反相器IC04A(74HC04)、复位电路IC05A(74HC32)及石英晶振F组成程序控制电路，单片机IC02的P37脚接时基电路的2脚，IC02的RST脚接复位电路IC05的第3脚，其中单片机IC02的引脚XTAL1和XIAL2分别是芯片内部放大器的输入端和输出端，两端并接石英晶振F一起构成自激振荡器，IC02的P13、P14、P15、P16、P17五个脚为程序输出端，分别经隔离二极管D08-D12将程控信号分五路分别送至驱动电路的复合三极管Q06、Q08、Q10、Q12、Q14的基极。
2.根据权利要求1所述的圣诞霓虹灯饰控制装置，其特征在于由IC03、IC04、IC05组成程序复位电路，该电路经IC03的2脚接至单片机IC02的复位检测信号端，同由时基电路IC03与R03、C03、E01组成的单稳态触发器和IC04一起共同完成单片机死机时的复位工作。
专利摘要本实用新型提供了一种程控圣诞霓虹灯饰控制装置,主要由电源、主控器、驱动输出插座、插头、连接线、灯头等构成,其特征是:主控器由单片机IC02组成的程序控制电路、声频接收电路、音乐电路、脉冲发生电路以及五路相同的驱动电路构成。上述构成的霓虹灯,由于采用了以单片机为核心的程序控制系统,同时输出多路不同的控制信号,使灯管的闪灭状态可调多变,达到霓虹灯绚丽多姿,色彩鲜艳,新颖动感的目的。同时具有结构简单,性能稳定,使用安全等特点。
文档编号F21S10/00GK2371435SQ99236168
公开日2000年3月29日 申请日期1999年5月28日 优先权日1999年5月28日
发明者陈登科 申请人:陈登科