基于数字逻辑电路实现的闪光灯控制板

胡圣泽

摘要：传统的闪光灯控制系统主要由单片机解决，在环境温度过高或过低的情况之下常出现单片机工作不稳定，导致闪光灯漏闪、频闪等情况发生，文章提出了采用数字电路搭建闪光灯控制系统的解决方案，将部分控制功能改为逻辑芯片实现，实验证明在较为极端的情况下依旧能正常使用，可靠性较高。故本方案成功的改进了闪光灯的稳定，减小了返修率，极大地提高了闪光灯的整体使用寿命。

关键词：闪光灯；数字电路；单片机；控制电路

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：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

在只能交通日益发展的今天，闪光灯作为路口监控、摄像头等违章抓拍设备的补光设备在被越来越广泛的应用，随着补光要求的提高，对闪光灯的使用条件也越来越苛刻，闪光灯在接收到外围设备给出的触发信号后触发高压线包使闪光管爆闪，闪光灯的使用场所一般为室外露天，所以对其密封性和耐高温的要求显得尤为突出，传统闪光灯控制板采用单片机控制I/O脚采集外围设备的电平输入信号，采集后经单片机处理后根据使用要求完成线包触发，储能板电容周期充电等功能，设计较为简单，但是使用过程中受到环境温度影响非常大，在环境温度较高的情况下会出现单片机死机现象，严重影响闪光灯的整体使用寿命，所以一款由数字电路，模拟电路混合，耐高温能力强的闪光灯控制板代替传统单片机控制电路板就显得尤为重要。

1 控制板主要组成和实现方式

1.1电源部分

控制板整体采用5V供电，由电源板提供12V交流电经整流滤波后再经电源管芯片变压后实现，具体实现原理如图1所示：市电220V经变压器变压后变为12V交流电由VACA和VACB两脚输入，经整流桥B2整流后经磁珠FB1，FB2，电容C2，C3，C4，整流滤波后输入电源芯片T1，T1输出5V电压为整块控制板供电。

1.2时钟单元

本设计采用交流电50HZ作为脉冲信号，具体实现过程如图2所示：市电220V经变压器变压后变为12V交流电由VACA和VACB两脚输入，经整流桥B1整流后变为频率为100HZ的正弦波经由限流电阻R21，二极管D8后从光耦G1的正端输入，G1的负半端由电阻R22和电容C9组成脉冲输出部分，在光耦未导通时CLKB被电阻R21上拉为5V高电平，当光耦导通时CLKB为低电平，从而在CLKB端实现了100HZ脉冲输出功能，CLKB作为后续电路设计的时钟单元。

1.3触发信号输入单元

触发信号由T+，T-端输入，当输入端为+5V时，D1不导通TRGIN端输出为高电平，当T+，T-端输入端为低电平时，D1导通TRGIN端输出为低电平，从而实现触发信号的输入。具体实现方式如图3所示：

1.4充电周期设置

电源板通过倍压电路实现电容充电，充电周期要能满足将电压倍压至750V，在使用过程中个路口由于使用条件不同，电压峰峰值也不同，要使电压达到使用条件就必须满足使用周期可调节功能。具体实现过程由图4所示：SN54LS161A为4位二进制计数器，有一个异步主复位（清除）输入重写CLR，A、B、C、D为数据值装载端，LOAD为数据装载端，Qa、Qb、Qc、Qd为数据输出端，CHEN输出低电平时数据全部清零，在CLK上升沿计数器开始计数，当Qa、Qb、Qc、Qd四个端口都输出为高电平时U3_A1和U3_B1都输出为高电平，此时充电周期完毕。

图4 充电周期单元

1.5控制逻辑单元

U3及其外围器件组成了控制板的控制逻辑单元，74HC00为异或门电路芯片，作为控制板信号处理单元，其具体实现过程如图5所示：当U3_A1和U3_B1都输出为高电平时A1，A2异或后Y1输出为低电平输出，接计数器芯片ENP信号，失能计数功能，计数器计数功能停止，Qa、Qb、Qc、Qd四个端口都输出端口电平不再有变化，即充电周期完成。CHEN为触发输入信号，当触发信号输入时，CHEN为低电平，多级门电路异或后输出。当计数器在向上计数时ENP端输出为高电平CHEN为高电平时，即触发信号没有输入时，充电端CHG为高电平，即进入充电状态。其余状态如CHEN为低电平状态，电源板均不充电。TF端为触发信号输入端，当TF端输入状态为0时FLH端输出为高电平、即触发信号输出。

1.6触发比较单元

U1为四通道差分比较器，在本设计中作为电压比较输出模块，同时也作为信号滤波作用，以得到较低噪声干扰的控制信号，具体功能和实现过程如图6所示：TRGIN为外部触发信号输入端经电压比较后输出为TRG触发信号。经通道4电压比较后输出CHEN信号。当充电周期完成后ENP被置为底电平即Y-ENP信号输出为低电平，作为触发输出信号的一部分。四通道电压比较器的负端均为串联电阻通过5V分压后获得的比较电压，此处不再赘述。

1.7触发输出信号生成单元

当充电周期完成并且有外部触发信号输入这两个条件同时具备后，就会有触发信号输出，即触发闪光灯爆闪，具体功能实现如图7所示：Y-ENP在充电周期完成后被置为底电平，当有外部触发信号输入时即TRG为低电平时，TF端输出为低电平，信号输入反相器后转换为高电平触发信号输出。

1.8触发输出部分

触发部分的主要功能是将控制板产生的触发信号可靠输出，要求输出可靠性高，具体实现过程如图8所示：CHG为充电输出信号，当CHG为高电平时，三极管Q1导通，CHG+和CHG-形成压差为5V的差分电压输出，电源板进入充电状态。同理当FLH输出为高电平时TRG+和TRG-输出一对电压为5V的差分电压对，触发闪光灯爆闪功能。

2 结束语

综上所述为一套完整的数字电路模块实现的闪光灯控制板，它具有可靠性高，耐高温能力强等功能，极大地改善了传统单片机作为主要控制元器件的实现方式中的不足，解决了传统闪光灯控制电路可靠性不高的问题，具有很强的实用性和推广性[1]。

参考文献：

[1] 康华光.电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006.