基于數(shù)字邏輯電路實現(xiàn)的閃光燈控制板

胡圣澤

摘要：傳統(tǒng)的閃光燈控制系統(tǒng)主要由單片機解決，在環(huán)境溫度過高或過低的情況之下常出現(xiàn)單片機工作不穩(wěn)定，導致閃光燈漏閃、頻閃等情況發(fā)生，文章提出了采用數(shù)字電路搭建閃光燈控制系統(tǒng)的解決方案，將部分控制功能改為邏輯芯片實現(xiàn)，實驗證明在較為極端的情況下依舊能正常使用，可靠性較高。故本方案成功的改進了閃光燈的穩(wěn)定，減小了返修率，極大地提高了閃光燈的整體使用壽命。

關(guān)鍵詞：閃光燈；數(shù)字電路；單片機；控制電路

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）07-0237-03

Flash Control Panel Based on Digital Logic Circuit

HU Sheng-ze

（Yongkang City， Zhejiang Province， China Creek Watershed Management， Yongkang 321300， China）

Abstract： The traditional flash control system is mainly composed of a single-chip solution， under the ambient temperature is too high or too low， often appear the MCU is not stable， resulting in leakage flash flash， flash， etc.， this paper puts forward the digital circuit flash control system solution is built， will be part of the control functions for the realization of the logic chip instead. The experimental results show that in the more extreme cases can still normal use， high reliability. So the program successfully improved the stability of the flash， decreases the rate of repair， greatly improve the overall service life of the flash.

Key words： flash； digital circuit； single chip microcomputer； control circuit

在只能交通日益發(fā)展的今天，閃光燈作為路口監(jiān)控、攝像頭等違章抓拍設備的補光設備在被越來越廣泛的應用，隨著補光要求的提高，對閃光燈的使用條件也越來越苛刻，閃光燈在接收到外圍設備給出的觸發(fā)信號后觸發(fā)高壓線包使閃光管爆閃，閃光燈的使用場所一般為室外露天，所以對其密封性和耐高溫的要求顯得尤為突出，傳統(tǒng)閃光燈控制板采用單片機控制I/O腳采集外圍設備的電平輸入信號，采集后經(jīng)單片機處理后根據(jù)使用要求完成線包觸發(fā)，儲能板電容周期充電等功能，設計較為簡單，但是使用過程中受到環(huán)境溫度影響非常大，在環(huán)境溫度較高的情況下會出現(xiàn)單片機死機現(xiàn)象，嚴重影響閃光燈的整體使用壽命，所以一款由數(shù)字電路，模擬電路混合，耐高溫能力強的閃光燈控制板代替?zhèn)鹘y(tǒng)單片機控制電路板就顯得尤為重要。

1 控制板主要組成和實現(xiàn)方式

1.1電源部分

控制板整體采用5V供電，由電源板提供12V交流電經(jīng)整流濾波后再經(jīng)電源管芯片變壓后實現(xiàn)，具體實現(xiàn)原理如圖1所示：市電220V經(jīng)變壓器變壓后變?yōu)?2V交流電由VACA和VACB兩腳輸入，經(jīng)整流橋B2整流后經(jīng)磁珠FB1，F(xiàn)B2，電容C2，C3，C4，整流濾波后輸入電源芯片T1，T1輸出5V電壓為整塊控制板供電。

1.2時鐘單元

本設計采用交流電50HZ作為脈沖信號，具體實現(xiàn)過程如圖2所示：市電220V經(jīng)變壓器變壓后變?yōu)?2V交流電由VACA和VACB兩腳輸入，經(jīng)整流橋B1整流后變?yōu)轭l率為100HZ的正弦波經(jīng)由限流電阻R21，二極管D8后從光耦G1的正端輸入，G1的負半端由電阻R22和電容C9組成脈沖輸出部分，在光耦未導通時CLKB被電阻R21上拉為5V高電平，當光耦導通時CLKB為低電平，從而在CLKB端實現(xiàn)了100HZ脈沖輸出功能，CLKB作為后續(xù)電路設計的時鐘單元。

1.3觸發(fā)信號輸入單元

觸發(fā)信號由T+，T-端輸入，當輸入端為+5V時，D1不導通TRGIN端輸出為高電平，當T+，T-端輸入端為低電平時，D1導通TRGIN端輸出為低電平，從而實現(xiàn)觸發(fā)信號的輸入。具體實現(xiàn)方式如圖3所示：

1.4充電周期設置

電源板通過倍壓電路實現(xiàn)電容充電，充電周期要能滿足將電壓倍壓至750V，在使用過程中個路口由于使用條件不同，電壓峰峰值也不同，要使電壓達到使用條件就必須滿足使用周期可調(diào)節(jié)功能。具體實現(xiàn)過程由圖4所示：SN54LS161A為4位二進制計數(shù)器，有一個異步主復位（清除）輸入重寫CLR，A、B、C、D為數(shù)據(jù)值裝載端，LOAD為數(shù)據(jù)裝載端，Qa、Qb、Qc、Qd為數(shù)據(jù)輸出端，CHEN輸出低電平時數(shù)據(jù)全部清零，在CLK上升沿計數(shù)器開始計數(shù)，當Qa、Qb、Qc、Qd四個端口都輸出為高電平時U3_A1和U3_B1都輸出為高電平，此時充電周期完畢。

圖4 充電周期單元

1.5控制邏輯單元

U3及其外圍器件組成了控制板的控制邏輯單元，74HC00為異或門電路芯片，作為控制板信號處理單元，其具體實現(xiàn)過程如圖5所示：當U3_A1和U3_B1都輸出為高電平時A1，A2異或后Y1輸出為低電平輸出，接計數(shù)器芯片ENP信號，失能計數(shù)功能，計數(shù)器計數(shù)功能停止，Qa、Qb、Qc、Qd四個端口都輸出端口電平不再有變化，即充電周期完成。CHEN為觸發(fā)輸入信號，當觸發(fā)信號輸入時，CHEN為低電平，多級門電路異或后輸出。當計數(shù)器在向上計數(shù)時ENP端輸出為高電平CHEN為高電平時，即觸發(fā)信號沒有輸入時，充電端CHG為高電平，即進入充電狀態(tài)。其余狀態(tài)如CHEN為低電平狀態(tài)，電源板均不充電。TF端為觸發(fā)信號輸入端，當TF端輸入狀態(tài)為0時FLH端輸出為高電平、即觸發(fā)信號輸出。

1.6觸發(fā)比較單元

U1為四通道差分比較器，在本設計中作為電壓比較輸出模塊，同時也作為信號濾波作用，以得到較低噪聲干擾的控制信號，具體功能和實現(xiàn)過程如圖6所示：TRGIN為外部觸發(fā)信號輸入端經(jīng)電壓比較后輸出為TRG觸發(fā)信號。經(jīng)通道4電壓比較后輸出CHEN信號。當充電周期完成后ENP被置為底電平即Y-ENP信號輸出為低電平，作為觸發(fā)輸出信號的一部分。四通道電壓比較器的負端均為串聯(lián)電阻通過5V分壓后獲得的比較電壓，此處不再贅述。

1.7觸發(fā)輸出信號生成單元

當充電周期完成并且有外部觸發(fā)信號輸入這兩個條件同時具備后，就會有觸發(fā)信號輸出，即觸發(fā)閃光燈爆閃，具體功能實現(xiàn)如圖7所示：Y-ENP在充電周期完成后被置為底電平，當有外部觸發(fā)信號輸入時即TRG為低電平時，TF端輸出為低電平，信號輸入反相器后轉(zhuǎn)換為高電平觸發(fā)信號輸出。

1.8觸發(fā)輸出部分

觸發(fā)部分的主要功能是將控制板產(chǎn)生的觸發(fā)信號可靠輸出，要求輸出可靠性高，具體實現(xiàn)過程如圖8所示：CHG為充電輸出信號，當CHG為高電平時，三極管Q1導通，CHG+和CHG-形成壓差為5V的差分電壓輸出，電源板進入充電狀態(tài)。同理當FLH輸出為高電平時TRG+和TRG-輸出一對電壓為5V的差分電壓對，觸發(fā)閃光燈爆閃功能。

2 結(jié)束語

綜上所述為一套完整的數(shù)字電路模塊實現(xiàn)的閃光燈控制板，它具有可靠性高，耐高溫能力強等功能，極大地改善了傳統(tǒng)單片機作為主要控制元器件的實現(xiàn)方式中的不足，解決了傳統(tǒng)閃光燈控制電路可靠性不高的問題，具有很強的實用性和推廣性[1]。

參考文獻：

[1] 康華光.電子技術(shù)基礎[M].北京：高等教育出版社，2006.