本实用新型涉及电子硬件电路技术领域，具体涉及一种频闪稳定的led景观灯控制系统。
背景技术：
城市led彩灯夜景建设工程在国内许多城市已是屡见不鲜，流光溢彩的led夜景把城市装扮一新，沿街建筑在灯光的映衬下焕发光彩，烘托出城市的现代化气息以及优美、文明、繁荣、祥和的氛围，它不仅能美化城市环境、增添城市魅力，而且还能通过展示城市景观、特产、人文等自身特色来塑造各个城市独特的形象，吸引广大人民的注目，甚至能营造了良好的招商引资环境从而促进经济繁荣和社会发展。
led优良的光源特性决定了其应用前景非常广阔。led是一种新型光源，它体积小、坚固耐用，耗电量低，使用寿命长，可编程控制，高亮度、低热量、绿色环保。与普通的霓虹灯比，led无眩光，不产生光污染和热辐射、耗能低（电能消耗仅为白炽灯的1／10，节能60％以上，维护成本节约80％以上），正由于led功耗低，它在用电量巨大的景观照明市场中具有很强的竞争力，优势明显。
随着我国城市智慧化建设进程地不断加快、环保政策地深入落实，城市led彩灯控制系统需要不断优化，特色化、标准化、节能化、科学化的led彩灯控制系统能快速推进我国城市智慧化建设的进程。
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，该器件成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多种功能，广泛应用于脉冲产生电路中。通常，脉冲信号一般都采用多谐振荡器产生的矩形波，多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号。而如何让两个自动交替的暂稳态宽度尽可能的相等，是要解决的关键技术问题。
技术实现要素：
本实用新型为了克服以上技术的不足，提供了一种频闪稳定的led景观灯控制系统。
本实用新型克服其技术问题所采用的技术方案是：
一种频闪稳定的led景观灯控制系统，所述景观灯包括m组，m≥2，每一组景观灯均包括若干个彩灯造型，不同组景观灯其频闪速度不同，同一组景观灯中若干个彩灯造型的频闪速度相同；所述控制系统包括：
脉冲产生电路，用于产生基准触发脉冲，所述脉冲产生电路至少包括555定时器、电容和电阻；
分频电路，连接于脉冲产生电路的输出端，用于将基准触发脉冲分成m个不同频率的触发信号，分频电路包括第1、……、m-1、m个分频电路，第1个分频电路包括基准分频器，当m为奇数时，第m个分频电路通过第1个分频电路和（m-1）/2个触发器相级联，当m为偶数时，第m个分频电路通过第1个分频电路和m/2个触发器相级联，每个触发器包括两个触发单元，第m个分频电路采用m-1个触发单元；以及，
m组触发电路，分别对应连接于各个分频电路的输出端，每一组触发电路包括若干个触发器，每个触发器包括两个触发单元，每个触发单元的输出端连接一个彩灯造型。
进一步地，所述555定时器包括引脚vcc、rst、dis、thr、tri、con、gnd和out，所述电容包括c1和c2，所述电阻包括可变电阻为r1以及固定电阻包括r2和r3；其中，引脚vcc和引脚rst分别连接至外部电源vcc，可变电阻r1、固定电阻r2和固定电阻r3串联，且可变电阻r1的两个定片引脚分别与固定电阻r2的一端和固定电阻r3的一端连接，可变电阻r1的动片引脚连接至引脚dis，固定电阻r2的另一端连接至外部电源vcc，固定电阻r3的另一端与电容c1的一端连接且电容c1的该端分别连接至引脚thr和引脚tri，电容c2的一端与引脚con连接，电容c1的另一端和电容c2的另一端均接地，引脚out连接至分频电路。
进一步地，所述脉冲产生电路还包括二极管d1和d2，二极管d2与固定电阻r3串联且二极管d2的负极与固定电阻r3的另一端连接，二极管d1与二极管d2并联且二极管d1的正极分别与引脚dis和可变电阻r1的动片引脚连接，二极管d1的负极分别与电容c1的一端和二极管d2的正极连接。
进一步地，所述基准分频器采用74ls290n计数器，所述74ls290n计数器包括引脚ina、inb、r01、r02、r91、r92、qa、qb、qc、qd、vcc和gnd，其中，引脚ina与555定时器的引脚out连接，引脚inb与引脚qa连接，引脚vcc连接至外部电源vcc，引脚r01、r02、r91、r92和gnd均接地，引脚qd连接至分频电路中的触发单元。
进一步地，分频电路和触发电路中，所有触发器均采用74ls74n触发器，每个74ls74n触发器的两个触发单元分别为第一触发单元和级联于第一触发单元输出端的第二触发单元；每个74ls74n触发器的第一触发单元包括引脚~1clr、1d、1clk、~1pr、1q和~1q，第二触发单元包括~2clr、2d、2clk、~2pr、2q和~2q。
进一步地，分频电路中，第2个分频电路通过第一触发单元的引脚1clk与74ls290n计数器的引脚qd连接；第2个至第m-1个分频电路中的触发单元中，引脚1d与引脚1q连接，或引脚2d与引脚2q连接；每相邻两个触发单元之间，后一个触发单元的引脚2clk与前一个触发单元的引脚~1q连接，或后一个触发单元的引脚1clk与前一个触发单元的引脚~2q连接；第m个分频电路中的触发单元的引脚~1q与引脚1d连接，或引脚~2q与引脚2d连接；第1个分频电路的引脚qd以及第2至第m个分频电路的引脚1q或引脚2q连接至触发电路。
进一步地，同一组触发电路中，第1组触发电路的第一个触发器的第一触发单元的引脚1clk与第1个分频电路的引脚qd连接，第2组至第m组触发电路的第一个触发器的第一触发单元的引脚1clk与分别对应与第2个至第m个分频电路的引脚1q或引脚2q连接；每相邻两个触发单元之间，后一个触发单元的引脚2clk与前一个触发单元的引脚~1q连接，或，后一个触发单元的引脚1clk与前一个触发单元的引脚~2q连接；所有触发单元的引脚~1q与引脚1d连接，或引脚~2q与引脚2d连接；所有引脚1q和所有引脚2q各连接一个彩灯造型。
进一步地，优选m=3。
进一步地，所述二极管d1和d2均采用1n4007。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型的控制系统用555集成电路构成的多谐振荡器获得基础触发脉冲，仅通过调节多谐振荡器的可变电阻就可以改变脉冲的占空比，从而获得稳定的触发频率，在此基础上通过计数器和触发器的分频功能分成多个频率，以方便调试不同类彩灯不同闪烁速度的需要。另外，本实用新型的控制系统电路结构简单，成本低廉，功能稳定。
附图说明
图1为本实用新型实施例所述频闪稳定的led景观灯控制系统的原理框图。
图2为本实用新型实施例所述脉冲产生电路的电路图。
图3为本实用新型实施例所述第1个分频电路与脉冲产生电路连接的电路图。
图4为本实用新型实施例所述第2个分频电路与脉冲产生电路连接的电路图。
图5为本实用新型实施例所述第3个分频电路与脉冲产生电路连接的电路图。
图6为本实用新型实施例所述触发电路的电路图。
具体实施方式
为了便于本领域人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实施例所述的一种频闪稳定的led景观灯控制系统，所述景观灯包括m组，其中，m≥2，每一组景观灯均包括若干个彩灯造型，不同组景观灯其频闪速度不同，同一组景观灯中若干个彩灯造型的频闪速度相同；所述控制系统包括脉冲产生电路、分频电路和m组触发电路。
彩灯工作的脉冲信号源一般采用采用多谐振荡器产生的矩形波，多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号。而如何让两个自动交替的暂稳态宽度尽可能的相等，是本实用新型要解决的关键技术问题。
多谐振荡器的电路结构很多。第一种是由集成运放作为核心元件的，由积分器、比较器和逻辑电路三部分组成，这三部分的作用仅由一个或两个集成运算放大器来完成。这种多谐振荡器适于在音频范围内，对于在某个固定频率下应用，频率的稳定性主要取决于电容c和齐纳二极管的稳定性，所以即使是采用便宜的元器件也能得到频率漂移相当小的多谐振荡器。可是，彩灯系统的工作频率不一定控制在音频范围内，所以，虽然这种电路结构有它自身的优势，但对于彩灯电路系统来说不太适合。第二种是由集成门电路构成的，奇数个门首尾相连，但这种振荡器精度低，振荡频率也不能根据自己的需求随意的设计，它只是与奇数个门的延迟时间有关。所以，也不适合彩灯电路系统。第三种是由555集成电路组成的，555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件，该器件成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多种功能。由于电路简单可靠，因此它被大量用于信号发生器、音响告警电路、电子玩具、家电控制等许多领域。而且，两个自动交替的暂稳态宽度也可以通过调节电路中的可变电阻器来达到，因此，彩灯电路系统的工作脉冲信号源选择由555多谐振荡器实现。
本实施例中，如图2所示，所述脉冲产生电路用于产生基准触发脉冲，所述脉冲产生电路至少包括555定时器、电容和电阻。所述555定时器包括引脚vcc、rst、dis、thr、tri、con、gnd和out，所述电容包括c1和c2，所述电阻包括可变电阻为r1以及固定电阻包括r2和r3；其中，引脚vcc和引脚rst分别连接至外部电源vcc，可变电阻r1、固定电阻r2和固定电阻r3串联，且可变电阻r1的两个定片引脚分别与固定电阻r2的一端和固定电阻r3的一端连接，可变电阻r1的动片引脚连接至引脚dis，固定电阻r2的另一端连接至外部电源vcc，固定电阻r3的另一端与电容c1的一端连接且电容c1的该端分别连接至引脚thr和引脚tri，电容c2的一端与引脚con连接，电容c1的另一端和电容c2的另一端均接地，引脚out连接至分频电路。
作为本实施例优选的一种方案，所述脉冲产生电路还包括二极管d1和d2，其中二极管d1和d2均采用1n4007，用于电路的整流，二极管d2与固定电阻r3串联且二极管d2的负极与固定电阻r3的另一端连接，二极管d1与二极管d2并联且二极管d1的正极分别与引脚dis和可变电阻r1的动片引脚连接，二极管d1的负极分别与电容c1的一端和二极管d2的正极连接。
为了丰富彩灯系统的效果，通过改变信号源的频率来控制不同组彩灯的频闪速度，以达到更好的视觉欣赏效果，这就需要用到分频器。分频器主要有模拟分频器和数字分频器两类，模拟分频器主要应用于音频功率放大电路中，用以将输入的模拟音频信号分离成高音、中音、低音等不同部分，然后分别送入相应的高、中、低音喇叭单元中重放，由此可见，模拟分频器并不适用于彩灯系统。数字分频器也叫脉冲分频器，它利用稳态电路的计数功能实现分频。在这种分频器中，输入信号脉冲为计数器的计数信号。若计数器的计数模为n，则从其进位输出端可获得n次分频的脉冲信号，从各触发器输出端可获得分频比小于或等于n的脉冲信号。改变计数器的计数模（即分频比），在中规模集成计数器中，可通过不同反馈网络反馈到清零端或置数端等方法实现；在移位寄存器中，可通过反馈到串行输入端的方法实现，彩灯电路可以直接用触发器各输出端实现分频，也可以用集成计数器来实现分频。
本实施例中，所述分频电路连接于脉冲产生电路的输出端，用于将基准触发脉冲分成m个不同频率的触发信号，分频电路包括第1、……、m-1、m个分频电路，第1个分频电路包括基准分频器，当m为奇数时，第m个分频电路通过第1个分频电路和（m-1）/2个触发器相级联，当m为偶数时，第m个分频电路通过第1个分频电路和m/2个触发器相级联，每个触发器包括两个触发单元，第m个分频电路包括m-1个触发单元。
进一步地，如图3所示，本实施例所述基准分频器采用74ls290n计数器，所述74ls290n计数器包括引脚ina、inb、r01、r02、r91、r92、qa、qb、qc、qd、vcc和gnd，其中，引脚ina与555定时器的引脚out连接，引脚inb与引脚qa连接，引脚vcc连接至外部电源vcc，引脚r01、r02、r91、r92和gnd均接地，引脚qd连接至分频电路中的触发单元，引脚qb和qc均接低电平。
本实施例中，所述m组触发电路分别对应连接于各个分频电路的输出端，每一组触发电路通过一个分频电路进行分频，每一组触发电路包括若干个触发器，每个触发器包括两个触发单元，每个触发单元的输出端连接一个彩灯造型。
进一步地，所有触发器（即，包括分频电路中用到的触发器和触发电路中用到的触发器）均采用74ls74n触发器，每个74ls74n触发器的两个触发单元分别为第一触发单元和级联于第一触发单元输出端的第二触发单元，每个74ls74n触发器的第一触发单元包括引脚~1clr、1d、1clk、~1pr、1q和~1q，第二触发单元包括~2clr、2d、2clk、~2pr、2q和~2q。
分频电路中，第2个分频电路通过第一触发单元的引脚1clk与74ls290n计数器的引脚qd连接。第2个至第m-1个分频电路中的触发单元中，引脚1d与引脚1q连接，或引脚2d与引脚2q连接。每相邻两个触发单元之间，后一个触发单元的引脚2clk与前一个触发单元的引脚~1q连接，或后一个触发单元的引脚1clk与前一个触发单元的引脚~2q连接。第m个分频电路中的触发单元的引脚~1q与引脚1d连接，或引脚~2q与引脚2d连接，因为每个触发器均包括两个触发单元，当分频电路的个数为奇数时，则所需的触发器的个数为（m-1）/2，触发单元的个数为偶数（即m-1），这时第m个分频电路中的触发单元的引脚~2q与引脚2d连接；当分频电路的个数为偶数时，则所需的触发器的个数为m/2，触发单元的个数为奇数（即m-1），这时最后一个触发器（即第m-1个触发器）的第二触发单元闲置不用，第m个分频电路中的触发单元的引脚~1q与引脚1d连接。第1个分频电路的引脚qd以及第2至第m个分频电路的引脚1q或引脚2q连接至触发电路。分频电路中，所有引脚~1pr、~1clr、~2pr和~2clr均接高电平。
触发电路的同一组触发电路中，如图6所示，图6中的每一组景观灯内只是示意性的画出了两个触发单元，实际上每一组景观灯内的触发单元根据实际的彩灯造型的个数而定，图6所示不作为对本实用新型的限制。第1组触发电路的第一个触发器的第一触发单元的引脚1clk与第1个分频电路的引脚qd连接，第2组至第m组触发电路的第一个触发器的第一触发单元的引脚1clk与分别对应与第2个至第m个分频电路的引脚1q或引脚2q，具体地，当m为奇数时，第m个分频电路的引脚2q与第m组触发电路的第一个触发器的第一触发单元的引脚1clk连接，当m为偶数时，第m个分频电路的引脚1q与第m组触发电路的第一个触发器的第一触发单元的引脚1clk连接。每相邻两个触发单元之间，后一个触发单元的引脚2clk与前一个触发单元的引脚~1q连接，或，后一个触发单元的引脚1clk与前一个触发单元的引脚~2q连接；所有触发单元的引脚~1q与引脚1d连接，或引脚~2q与引脚2d连接。所有引脚1q和所有引脚2q各连接一个彩灯造型。所有引脚~1pr、~2pr、~1clr和~2clr均接高电平。
下面以m=3为例进行说明，即，将景观灯分成3组，三组景观灯分别为展示典型风景、典型特产和典型人文的led彩灯，设每一组景观灯中均包括n个彩灯造型，此处设置n只是为了便于描述，不作为对本实用新型的限制。三组景观灯的闪烁速度不同，其中，典型风景的彩灯循环点亮展示频率最快，典型特产的彩灯循环点亮展示频率第二，典型人文的彩灯循环点亮展示的频率最慢，而同一组景观灯可以通过触发器首尾级联的方式实现多个造型彩灯的点亮次序，主要根据分频器和触发器首尾相连时不同触发器触发信号源的触发先后顺序不同来实现这样的效果。
第一组典型风景景观灯可根据当地有代表性的景区个数设计触发器的级联级数，每级驱动一处景点代表图片。第二组是典型特产景观灯，可根据当地有代表性的特产个数设计触发器的级联级数，每级驱动一类特产代表图片。第三组是典型人文景观灯，可根据当地有代表性的人文个数设计触发器的级联级数，每级驱动一处人文代表图片。
所述分频电路用于将基准触发脉冲分成3个不同频率的触发信号，分频电路包括第1、第2、第3个分频电路，第1、第2、第3个分频电路分别用于典型风景、典型特产和典型人文彩灯电路的分频。
第1个分频电路将1000hz的矩形波信号源通过1/10基准分频器得到100hz的触发脉冲，1/10基准分频器可以直接用10进制的计数器实现，如图3所示，本实施例采用74ls290n计数器。
第2个分频电路将1/10基准分频器和触发器的一个触发单元级联形成1/20分频器，1000hz的矩形波信号源通过1/20分频器后得到50hz的触发信号，如图4所示，本实施例的触发器采用74ls74n触发器。
第3个分频电路将1/10基准分频器和两个触发单元（即一个触发器）级联形成1/40分频器，1000hz的矩形波信号源通过1/40分频器后得到25hz的触发信号，如图5所示，本实施例的触发器采用74ls74n触发器。
本实施例的三组景光灯的运行控制如下：点亮时，多个彩灯造型从触发器的第一级开始点亮，在保持第一级彩灯造型继续亮的同时再点亮第二级彩灯造型，依次类推，直到最后一级点亮。熄灭时，从第一级彩灯造型开始熄灭，同理，维持第一级彩灯造型的熄灭状态，再熄灭第二级彩灯造型，依次类推，直到最后一级熄灭，这样完成一个循环。例如典型风景展示类彩灯：先是典型风景1彩灯被点亮展示，保持典型风景1彩灯继续亮的同时接着点亮典型风景2彩灯，保持前两个风景继续亮的同时接着点亮典型风景3彩灯，以此类推，保持前面n-1个风景彩灯继续亮的同时接着点亮典型风景n彩灯；然后先熄灭典型风景1彩灯，进而依次熄灭典型风景2、典型风景3、……、典型风景n-1、典型风景n彩灯，这样完成风景类彩灯展示的一次循环，在触发脉冲的作用下，自动反复进行上述循环，直到总电源切断为止。
以上仅描述了本实用新型的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本实用新型的保护范围。
1.一种频闪稳定的led景观灯控制系统，其特征在于，所述景观灯包括m组，m≥2，每一组景观灯均包括若干个彩灯造型，不同组景观灯其频闪速度不同，同一组景观灯中若干个彩灯造型的频闪速度相同；所述控制系统包括：
脉冲产生电路，用于产生基准触发脉冲，所述脉冲产生电路至少包括555定时器、电容和电阻；
分频电路，连接于脉冲产生电路的输出端，用于将基准触发脉冲分成m个不同频率的触发信号，分频电路包括第1、……、m-1、m个分频电路，第1个分频电路包括基准分频器，当m为奇数时，第m个分频电路通过第1个分频电路和（m-1）/2个触发器相级联，当m为偶数时，第m个分频电路通过第1个分频电路和m/2个触发器相级联，每个触发器包括两个触发单元，第m个分频电路采用m-1个触发单元；以及，
m组触发电路，分别对应连接于各个分频电路的输出端，每一组触发电路包括若干个触发器，每个触发器包括两个触发单元，每个触发单元的输出端连接一个彩灯造型。
2.根据权利要求1所述的频闪稳定的led景观灯控制系统，其特征在于，所述555定时器包括引脚vcc、rst、dis、thr、tri、con、gnd和out，所述电容包括c1和c2，所述电阻包括可变电阻为r1以及固定电阻包括r2和r3；其中，引脚vcc和引脚rst分别连接至外部电源vcc，可变电阻r1、固定电阻r2和固定电阻r3串联，且可变电阻r1的两个定片引脚分别与固定电阻r2的一端和固定电阻r3的一端连接，可变电阻r1的动片引脚连接至引脚dis，固定电阻r2的另一端连接至外部电源vcc，固定电阻r3的另一端与电容c1的一端连接且电容c1的该端分别连接至引脚thr和引脚tri，电容c2的一端与引脚con连接，电容c1的另一端和电容c2的另一端均接地，引脚out连接至分频电路。
3.根据权利要求2所述的频闪稳定的led景观灯控制系统，其特征在于，所述脉冲产生电路还包括二极管d1和d2，二极管d2与固定电阻r3串联且二极管d2的负极与固定电阻r3的另一端连接，二极管d1与二极管d2并联且二极管d1的正极分别与引脚dis和可变电阻r1的动片引脚连接，二极管d1的负极分别与电容c1的一端和二极管d2的正极连接。
4.根据权利要求2或3所述的频闪稳定的led景观灯控制系统，其特征在于，所述基准分频器采用74ls290n计数器，所述74ls290n计数器包括引脚ina、inb、r01、r02、r91、r92、qa、qb、qc、qd、vcc和gnd，其中，引脚ina与555定时器的引脚out连接，引脚inb与引脚qa连接，引脚vcc连接至外部电源vcc，引脚r01、r02、r91、r92和gnd均接地，引脚qd连接至分频电路中的触发单元。
5.根据权利要求4所述的频闪稳定的led景观灯控制系统，其特征在于，分频电路和触发电路中，所有触发器均采用74ls74n触发器，每个74ls74n触发器的两个触发单元分别为第一触发单元和级联于第一触发单元输出端的第二触发单元；每个74ls74n触发器的第一触发单元包括引脚~1clr、1d、1clk、~1pr、1q和~1q，第二触发单元包括~2clr、2d、2clk、~2pr、2q和~2q。
6.根据权利要求5所述的频闪稳定的led景观灯控制系统，其特征在于，分频电路中，第2个分频电路通过第一触发单元的引脚1clk与74ls290n计数器的引脚qd连接；第2个至第m-1个分频电路中的触发单元中，引脚1d与引脚1q连接，或引脚2d与引脚2q连接；每相邻两个触发单元之间，后一个触发单元的引脚2clk与前一个触发单元的引脚~1q连接，或后一个触发单元的引脚1clk与前一个触发单元的引脚~2q连接；第m个分频电路中的触发单元的引脚~1q与引脚1d连接，或引脚~2q与引脚2d连接；第1个分频电路的引脚qd以及第2至第m个分频电路的引脚1q或引脚2q连接至触发电路。
7.根据权利要求6所述的频闪稳定的led景观灯控制系统，其特征在于，同一组触发电路中，第1组触发电路的第一个触发器的第一触发单元的引脚1clk与第1个分频电路的引脚qd连接，第2组至第m组触发电路的第一个触发器的第一触发单元的引脚1clk与分别对应与第2个至第m个分频电路的引脚1q或引脚2q连接；每相邻两个触发单元之间，后一个触发单元的引脚2clk与前一个触发单元的引脚~1q连接，或，后一个触发单元的引脚1clk与前一个触发单元的引脚~2q连接；所有触发单元的引脚~1q与引脚1d连接，或引脚~2q与引脚2d连接；所有引脚1q和所有引脚2q各连接一个彩灯造型。
8.根据权利要求1所述的频闪稳定的led景观灯控制系统，其特征在于，所述m=3。
9.根据权利要求3所述的频闪稳定的led景观灯控制系统，其特征在于，所述二极管d1和d2均采用1n4007。
技术总结