一、设计思路
电子烟花具有寿命长、可重复使用、环保、储存安全等特点，具有很大的发展潜力。电子烟花的形状取决于发光二极管的放置。如安装图所示，电路板下方的七个发光二极管形成矩形桶；桶左侧的五个发光二极管是导火索，绳子形状；顶部的两组图表代表烟花开放的花朵，每朵花由三圈发光二极管组成；桶与花之间的两个垂直发光二极管是烟花喷射桶到开放前的路径。，当电子烟花通电时，桶点燃，光开始沿着导火索从左到右燃烧，然后第一个烟花喷出桶，形成第一个烟花上升路径的二极管分为四组，连接到4017年D6、D7、D8、D9端，如电路图，移位寄存器依次移位，二极管亮灭，达到烟火上升的效果。为了烟花喷射的连续性，第一朵烟花的开花效果和第二朵烟花的上升路径部分重叠，即第一朵烟花开放时，第二朵烟花开始上升。因此，在连接电路时，第一个烟花中间的第一圈二极管和第二个烟花上升路径中的第一组二极管应连接到4017年的输出引脚D10上；第二圈和第二组共同连接到4017年的下一个输出端，即D11；同样，第三圈和第三组应该连接到4017D12引脚。其余第二朵烟花的开花过程应遵循D13到D15的顺序接收到4017年剩余的输出端。到目前为止，烟花的整个喷射过程已经完成，这个过程将继续循环，使观赏效果更好！
二、原理
本文提供了一个基于时钟控制和驱动电路的电子烟花设计实例，用移位寄存器芯片控制发光二极管的亮灭顺序，产生动态，从而实现从点火到烟花盛开的全过程模拟。电子烟花由电源电路、点火电路、导火线燃烧控制电路、烟花盛开控制电路、时钟电路和复位电路组成。其整体电路框图如下图所示：
以下是电子烟花电路的各种功能模块。
1．时钟电路
要模拟电子烟花燃放，需要控制点火后引线燃烧和烟花开放的速度。为了更清楚地模拟和展示烟花点燃和绽放的过程，根据彩灯的数量，设置1/8秒的引线燃烧时间（即每盏灯的间隔频率为8）Hz)，烟花的花时间为1/4秒，即每盏灯的间隔频率为4秒Hz)。选择CD时钟电路建在4060。采用32．768kl_1z晶振作为原始时钟输入CD4060分频成所需的时钟信号。1脚输出212分频后8Hz时钟信号，2脚输出213分频4Hz时钟信号。
所有芯片由外部芯片统一 5V稳压电源供电。
2．复位电路
为了使电路可靠工作，在加电电路时需要进行Reset动作，以确保清除原始状态，实现初始设置。本设计采用电容和电阻，实现简单有效的上电复位功能。如下图所示， 5V电源通过串联电容C3和电阻R3接地，输出电阻与电容之间的分压点Reset连接芯片的信号RST管脚。
其复位原理是：电路通电前，Reset信号电位为OV。当 5V通电后，电容C三端压降不能突变，此时Reset为5V高电平。每个芯片复位。随着时间的推移C从充电压开始OV充满至5V，充电电流截止时，电阻两端压降为OV，Reset信号变为LOW，芯片结束复位。
由于74L_s194(移位寄存器)芯片的清除端低电平有效，需要复位Reset信号反向。
设计师通过一个与非门74[一个S00成为低电平脉冲，实现成功复位。
为了真正再现烟花点燃到绽放的过程，本例设计了三个步骤：点火、导火线燃烧、烟花喷射和绽放，分别由三部分电路实现。
3.烟花点火电路
烟花不仅给人们带来了观看的美，也给人们带来了个人点火的刺激。专门设计了一个点火装置，以增强电子烟花的真实性。本例使用光敏传感器电路作为模拟点火装置的电子开关。用户点燃火柴或靠近电子开关的打火机。它可以触发电路。
以光敏电阻为传感器，将用户给出的光信号转换为电信号。光敏电阻的特点是电阻值与光强成反比。光敏电阻越强，光敏电阻的电阻越小，光越弱。将 5V电压通过光敏电阻U6和R2分压，分压所得信号输入至移位寄存器7LS1S194的S1脚。合理选择R实现光敏电阻对移位寄存器的控制。本设计采用4_7kΩ。
光敏电阻的控制原理：光敏电阻值大，光源照射不强(>10R2)，R2分得的压降较小(<05V)，S1引脚为LOW，74l—S194芯片处于初始状态。当光源靠近光敏电阻时，光敏电阻值变小(4.5V)，S1引脚为HIGH，触发74[一S194开始工作。
4.导火线燃烧控制
点火后，导火线开始均匀燃烧，直到炮筒点燃。L．S194和CD40。106实现。
设置D1～D五组发光二极管。D1、D2构成炮筒，由CD40106控制。D3～D导火线由74组成L—S194控制。
炮筒灯由CD40‘106芯片驱动闪亮。CD40106包括六组施密特触发器。CD40106输入信号为CD4060提供的8Hz时钟，输出8Hz驱动信号闪烁发光二极管。系统通电复位后，筒灯开始闪烁。
点火前，74LS194初始状态S0为HIG，S1为LOW，A、B、C、D输入为1、0、0、0。点火信号发出后，S1为HlGH，此时S1、SO并行置数11芯片执行，QA、QB、QC、QD1000。D3灯亮。光源移开后。S1为LOW，进入右向移位模式，D4、D5依次闪亮。当D5为HIGFl之后，该信号输入74LS00，反向00SO，将SO置LOW，此时S1、S0为00芯片进入维持模式，即D5保持点亮。
5.烟花盛开电路。
烟花上升和绽放路径采用发光二极管。CD这些二极管的控制和驱动由4017芯片完成。
CD4017是十进制计数/分频分配器。Y0～Y9控制十组发光二极管。CD4017较74[一S194具有更多的输出状态，可以更详细地模仿烟花盛开的形式。D5点亮后，芯片/CKEr＼J由HIGI_1变为LOW，芯片开始计数。Y0～Y高电平脉冲依次输出。
合理布置发光二极管的数量和位置，安排驱动顺序，实现多朵烟花的循环开花。例如，使用相同的驱动信号控制代表第二个烟花上升状态的灯和代表第一个烟花开花状态的灯，可以达到第二个烟花比第一个烟花稍后开花的效果。
此电子烟花的总电路图如上图所示。安装图如右图所示。
三、经验
通过本设计，我们对数字电路对日常生活的影响有了更深入的了解。通过设计、组装、调试等步骤，我们锻炼了思维方式和实践能力，为复杂的设计奠定了基础。完成设计和生产大致需要以下步骤：
⑴，灯的摆放形式是根据烟花的真实外观设计的：
⑵根据所需的效果选择所需的芯片；⑶放置发光二极管和芯片；⑷连接、焊接；⑸通电调试。
在设计中，考虑到芯片负载能力有限。因此，使用少量的发光二极管，如果添加驱动电路，增加发光二极管的数量，放置紧凑。能使烟花的形状更加逼真，达到更好的观赏效果。