三種比較常用的LED閃爍電路方案

如何設(shè)計一個閃爍頻率為2Hz的閃光電路?

閃爍頻率為2HZ，則閃爍周期為T=1/f=0.5s，即500ms，也就說要求LED燈500ms閃爍一次，即平均1s閃爍兩次。可實現(xiàn)的方式有很多，下面列舉幾種常用的例子供大家參考。

一、使用處理器(CPU)實現(xiàn)

若有處理器(單片機(jī)、DSP、ARM、CPLD、FPGA等)的情況下，實現(xiàn)起來很簡單，使用處理器其中的一個I/O口作為輸出驅(qū)動三極管，控制LED亮滅交替變化。通過簡單的編程使I/O口250ms輸出高電平，250ms輸出低電平，即可實現(xiàn)周期為500ms，頻率為2HZ的閃爍。

I/O口的輸出波形如下：實際就是使I/O口輸出頻率為2HZ的方波。

下圖使用NPN三極管驅(qū)動LED燈亮滅，當(dāng)高電平時，LED亮;當(dāng)?shù)碗娖綍r，LED滅。三極管的驅(qū)動電路原理如下：

二、使用555定時器實現(xiàn)

555定時器的功能很強(qiáng)大，可以輸出任意占空比、頻率約300KHZ以內(nèi)的PWM波，如下圖555定時器方波發(fā)生器原理，其輸出波形的周期計算公式為：TH=ln2*R1*C1，TL=ln2*R2*C1，其中l(wèi)n2≈0.7，如下圖取值R1=R2=768KΩ，C1=470μF，計算得TH≈250ms，TL≈250ms，所以該方波周期為T=TH+TL=500ms，頻率為1/T=2HZ。

555定時器輸出端的驅(qū)動能力約200mA左右，因此只接一個LED燈時可以不用三極管等器件作為驅(qū)動，可直接555定時器的輸出腳(4腳)。

上圖為占空比為50%的方波發(fā)生器原理，使用二極管D1和D2改變電容C1充放電的順序，從而實現(xiàn)電容C1充電時只經(jīng)過R1，放電時經(jīng)過R2。若去掉這兩個二極管，其充放電的周期公式為：TH=ln2*(R1+R2)*C1，TL=ln2*R2*C1。

三、使用兩個三極管搭建LED閃爍電路(多諧振蕩器)

如下圖是非常經(jīng)典的LED交替閃爍電路，該電路是使用兩個NPN三極管及電容充放電的原理實現(xiàn)LED1和LED2交替閃爍，若只需1個或1組LED時，可將LED2使用電阻代替即可。此電路屬于多諧振蕩電路，兩個三極管一個管子導(dǎo)通時，另一個截止，通過容阻耦合使兩個管子交替導(dǎo)通與截止，從而產(chǎn)生自激振蕩。

其原理是：上電瞬間，由于電路兩邊的參數(shù)會有微小差異，兩個管子導(dǎo)通時間肯定有先后，促使其中一個管子導(dǎo)通而另一個截止，形成一個暫穩(wěn)態(tài)。假設(shè)Q1導(dǎo)通，Q2截止，則此時Q1的集電極(即電容C1左端)的電壓為0，Q1基極的電壓約為0.7V，此時，電容C1通過電阻R2進(jìn)行充電，且電容C2也通過電阻R4進(jìn)行充電，(假設(shè)VCC電壓為5V)則電容C2充滿后電容兩端電壓為4.3V(左端0.7V，右端5V)，因為R4的阻值遠(yuǎn)遠(yuǎn)比R2小，因此電容C2的充電速度要比C1快得多。當(dāng)C1右端的電壓達(dá)0.7V時，Q2導(dǎo)通。此時，電容C2的右端電壓直接被拉地(即電壓為0)，但是電容兩端的電壓不能突變，則該電容左端電壓瞬間變?yōu)?4.3V(原電容C2兩端的電壓為4.3V)，Q1立刻截止，形成另一個暫穩(wěn)態(tài)。此時電容C2開始通過R3放電，放完后又開始反向充電，當(dāng)電容C2左端電壓達(dá)0.7V時，Q1又導(dǎo)通。同理Q1導(dǎo)通使電容C1左端電壓變?yōu)?V，反饋到電容右端電壓變?yōu)?4.3V，Q2截止，又進(jìn)入下一個暫穩(wěn)態(tài)，如此反復(fù)。

其多諧振蕩器的震蕩周期為T=0.7(R2C1+R3C2)，由于R2和R3、C1和C2的值相同，因此T=1.4*R2*C1，通過改變電容C1、C2和電阻R2、R3的值可改變閃爍頻率。對于新手來說這個電路比較難理解，大家可以慢慢體會。

總結(jié)：上文提供了三種比較常用的LED閃爍方案，第一種使用處理器實現(xiàn)比較簡單，但是前提原系統(tǒng)當(dāng)中已有處理器可直接使用，否則只是為了LED閃爍單獨設(shè)計一個處理器劃不來，成本太高;

第二種方案使用555定時器制作，也是很常用的方法，一個555芯片加一些電容電阻即可實現(xiàn)，原理簡單，成本也較低;

第三種是非常經(jīng)典的多諧振蕩電路，只要兩個三極管加幾個電容電阻即可實現(xiàn)，成本低。

審核編輯：湯梓紅