Word一個簡單的LED閃光器電路分析（電子）專業的學生或愛好者總是喜歡為他們的家庭或學校制作各種電路，尤其是那些會閃爍幾盞燈的電路。市場上有許多電路和套件可以周期性、隨機或順序地閃爍任意數量的LED或燈，但是一種非常通用的IC可用于制作簡單的LED閃光器電路，稱為二進制紋波計數器。

紋波計數器基本上是切換觸發器，可以用作分頻器，將參考（時鐘）輸入除以設定的量，以提供新的、較低的頻率，我們可以將其用作簡單LED閃光燈設計。

這些類型的計數器本質上是異步的，因為并非所有觸發器都會隨著外部時鐘脈沖的應用而改變或“切換”。通常切換發生在時鐘脈沖的下降沿。

觸發器或“T型”觸發器是所有具有異步計數器的計數器的基本構建塊通常被稱為“波紋計數器”，因為輸入時鐘脈沖似乎“波紋”通過計數器作為一個時鐘輸入階段是從前一階段的輸出生成的。結果是隨著每個階段的順序變化而產生連鎖反應，我們可以將其作為一個簡單的LED閃光燈電路來實現良好的效果。

紋波計數器由多個2分頻T型觸發器級聯在一起構成一個N分頻分頻器，其中N等于計數器的位數。常用的二進制紋波計數器IC包括74LS934位(÷16)、CMOS40247位(÷128)、CMOS404012位(÷4096)或更大的CMOS406014位(÷16,384)柜臺。

然后它們的輸出計數(Qn)將被定義為計數器的“第N”級。因此，例如，輸出Q6為26=64(時鐘頻率的1/64)，Q12為212=4096(時鐘頻率的1/4096)等等。

正如我們所見，有許多可用的二進制計數器可以周期性地、隨機地或順序地閃爍任意數量的燈，但是愛好者或學生可以使用一個非常通用的IC來制作一個簡單的LED閃光器，用于各種不同的照明顯示是CMOSCD4040B12位二進制計數器。

CD4040B是一款快速開關的12位二進制紋波計數器，具有十二個完全解碼的輸出(總共有12個單獨的LED序列)。這十二個輸出在時鐘脈沖的每個下降沿到達時順序切換，產生二進制輸出序列，如時序圖所示。

4040的輸出在每次計數時在邏輯“1”或“高”和邏輯“0”或“低”之間切換，因此它可以產生移動序列、追逐器或隨機效果，使4040成為簡單LED的理想選擇燈光項目的閃光燈或燈光顯示器。

由于4040是一個12位紋波計數器，十二個輸出中的每一個都將以從0到4096(212)的二進制序列切換高電平或低電平，如下面的時序圖所示。

4040紋波計數器時序圖

但在我們將4040B紋波計數器用作我們簡單的LED閃光器電路的一部分之前，我們需要產生一個定時（信號）。產生定時或時鐘信號的方法有很多種，不勝枚舉。但用最少的元件產生方波定時信號的一種非常簡單有效的方法是使用專用定時IC，例如NE555非穩態（定時器）。

時序周期T取決于所選的輸入時鐘頻率，其中T=1/?。因此，例如，如果我們選擇404012位(÷4096)計數器作為我們簡單的LED閃光器電路的一部分，并且我們希望第12位的最長計時周期為4秒(2秒開和2秒關)或0.25Hz，那么我們在4040計數器的引腳10上的輸入時鐘頻率需要約為1kHz，(0.25x4096)，如圖所示。

簡單的LED閃光燈電路

通過將LED連接到不同的輸出，它們將一次閃爍一個，但彼此之間的速率不同(每個輸出頻率是前一個輸出頻率的一半)并且不會同時全部“打開”或全部“關閉”，因此非常適合我們簡單的LED閃光燈電路。

通過使用除以2的分頻器/計數器，將多個LED連接到它們的輸出，可以產生閃爍的星星或閃爍的燈光效果或您選擇的任何LED閃爍燈顯示，具體取決于您連接LED的紋波輸出以及您如何安排它們。

紋波計數器輸出

計數器輸出Q1至Q12能夠“灌入”或“拉出”最大約15mA的負載（電流），足以直接驅動LED。

4040計數器“吸收”(吸收)和“源”(供應)電流的能力意味著LED可以連接在計數器的輸出端子和（電源）之間以吸收負載電流或連接在輸出端子和電源之間地源負載電流。例如：

下沉和輸出

在上面的第一個電路中，LED連接在正電源軌(+Vcc)和輸出之間，在本例中為Q8。這意味著電流將“吸收”(吸收)或流入4040計數器輸出端子，并且當輸出為“低”時LED將“亮起”。

上面的第二個電路顯示LED連接在輸出Q8和地(0v)之間。這意味著電流將“源”(供應)或流出4040計數器輸出端子，并且當輸出為“高電平”時LED將“亮起”。

紋波計數器吸收和提供其輸出負載電流的能力意味著兩個LED都可以連接到一個輸出端子，從而增加了我們可以在簡單的LED閃光燈電路中使用的LED數量。但是，根據輸出狀態是“HIGH”還是“LOW”，任何時候只有一個LED會“ON”。

左邊的電路顯示了一個例子。兩個LED將根據輸出交替切換“ON”和“OFF”，從而產生交替閃爍動作。如果需要將LED電流限制在15mA以下，可以使用串聯（電阻器）。

我們之前說過，通過輸出引腳吸收或提供負載電流的最大輸出電流約為15mA，這個值足以驅動或切換LED或小燈等。但是如果我們想切換或控制更高功率的設備，如（電機）、（電磁鐵）或繼電器，而不是這個簡單的LED閃光器。然后我們需要使用（晶體管）來提供足夠高的電流來驅動負載。

紋波計數器晶體管驅動器

如果負載電流很高，上述兩個示例中的晶體管可以用功率（MOSFET）器件或達林頓晶體管代替。當使用電機、繼電器或電磁鐵等電感負載時，建議在負載端子之間直接連接一個“續流（二極管）”，以吸收電感設備在改變狀態時產生的任何反電動勢電壓。

也可以向輸出添加更多LED，但請記住，通常每個LED在1.2V時需要大約15至20mA的電流才能完全點亮，因此在將電路連接到電池或電源時請記住這一點。4040IC的優勢之一是它可以自我限制其最大輸入/輸出電流，因此可以直接連接LED而無需任何限流電阻器。

LED閃光燈總結

我們已經看到，我們可以創建一個非常簡單的LED閃光器電路，只需使用一些常用組件、一個NE555定時器來創建定時時鐘信號和一個CMOS404012位異步紋波計數器來連接LED。如果需要，可以僅使用一位T型觸發器構建最簡單的LED閃光器電路，因為切換功能自然適合計數操作的實現。

多位紋波計數器可以級聯在一起以產生您選擇的更大的位紋波分頻器(或計數器