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1、电子技术 课程设计说明书题目： LED点阵控制器的设计 学生姓名： _ _学 号： 院 （系）： 专 业： _ _ _ _ 指导教师： _ _ 2012年 月 日前 言当今世界，电子技术迅猛发展，点阵式显示器件作为现代信息显示的重要媒体，在金融证券、体育、机场、交通、商业、广告宣传、邮电电信、指挥调度、国防军事等许多领域中得到了广泛应用。因此点阵式显示器件的研制、生产也的到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。目前，点阵式显示器件具体包括LED显示模块和LCD显示模块。现在发展的LCD较先进，其优点较明显，如体积小，易控制，性价比高，适合显示器的发展方向，因而在通信、家电
2、、大屏幕投影等领域得到了越来越广泛的应用；而那些需要显示的信息量不大，分辨率也不是很高，又需要制造成本相对较低的场合，大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，他可以显示字符、数字、汉字和简单图形，并且可以根据需要使用不同的字号、字体，显示亮度较高，并且对环境条件要求比较低。LED显示又可以分为单色显示和双色显示，可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，并用单片机控制要实现的文字或图形，达到宣传和提示的目的。由于LED电子显示屏所显内容信息量大,外形美观,使用方便灵活，适用于车站，机场，医院，文化广场，商业街等公共场所。目前我国经济发展迅猛,对信息传播的要求越来越高。可以相信,LED电子显示
3、屏以其色彩鲜亮夺目,显示信息量大,寿命长,耗电量小,重量轻,空间尺寸小,稳定性高,易于操作安装和维护等优点,将在社会经济发展中扮演越来越重要的角色。1. 指导思想52总体方案设计52.1方案论证与选择52.2基本设计任务62.3发挥设计任务62.4电路特点63.电路设计63.1总体方框图63.2工作原理73.3各分块电路设计73.3.1 555多谐振荡器 73.3.2 AT28C64简要说明8 3.3.3计数器：74HC1619 3.3.4 74HC138103.3.5 8*8LED点阵114.原理总图125.元器件清单136.作品调试136.1通电前检查146.2通电检查 146.2.18*
4、8LED点阵调试 14 6.2.2 NE555单元电路的调试146.2.3 74HC161四位二进制计数器调试14 6.2.4 74HC138译码器调试 146.2.5AT28C64点可擦除可编程程序存储器调试14 6.2.6清零电路和手动显示的调试14 6.3 结果分析157 小结158 设计体会及总结 158.1体会15 8.2本次设计存在的不足之处15参考文献16 1.指导思想将要显示的信息通过数据的形式存储在存储器里，再通过存储器和点阵连接进行扫描的方法将要显示的字符显示在屏幕上。2.总体方案设计2.1方案论证方案1：点阵中字符的显示通过扫描的方式实现，即一次显示一行，通过快速行扫面利
5、用视觉暂留原理和视觉惰性显示出完整的字符。扫描频率应大于16*8=128Hz，便起见用555构成的多谐振荡器来提供所需要的频率。为使存储器的低三位地址与译码器地址同步并有序的变化，使用计数器选择地址，使其逐行进行扫描。扫描范围共八行，故应使用八进制的计数器，但市场上没有现成的八进制计数器可买，所以运用所学的知识再用一片74HC20与非门将74HC161搭接成八进制计数器。设显示数字0-9，小写字母a-f,共16个字符，为使其稳定循环，也使用计数器来提供高四位地址。设计一个字符大约显示，故使用搭接的多谐振荡器提供大约脉冲信号。复位电路采用 拨动开关直接在高电平与低电平之间切换。图1-2清零模块方
6、案二：整体思路与方案一相同，有以下三点不同： （1）低地址计数器直接用的进制接法，只需要将输出的低三位接存储器和译码器即可。（2）去掉点阵驱动电路，因为本身可以为低电平驱动，再加上所用的点阵能承受较大的电流和电压，不需加限流电阻。（3）清零模块电路采用带电阻和电容的清零电路，可以提供可靠的低电平驱动。如图所示。方案比较：方案二中，低地址计数器的状态转换为：低地址计数器状态按以上循环，可见其输出的低三位始终为并且保持频率不变，故完全可行。由图知，电路应用了电容充放电的特点，这样可以防止在清零时的跳变。方案一与方案二比较，显然方案二不但节省了材料，还更为简单可靠，因此宜采用方案二。此外，定好方案后
7、，先对提供扫描频率的进行检测，以确定扫描频率。在电路板上搭好电路，让其驱动一系列，通电检测发现为想要的亮度，说明频率选为1K HZ为适合的。2.2基本设计任务(1) 设计88LED点阵其驱动电路。(2) 用E2PROM存储器存放待显示的字符，能够显示09和az，显示字符数量不少于8个。(3) 手动控制显示内容。2.3发挥设计任务循环显示字符，增加显示字符的数量2.4电路特点电路几经修改，终于最终达到了想要的效果，电路清晰简单，易于实现。3.电路设计3.1总体方框图LED点阵控制器结构框图3.2 工作原理利用视觉暂留的原理将扫描频率设定为一个较高的频率以确保字符能稳定地显示。扫描频率加在低地址计
8、数器74HC161的CLK端，使低地址计数器给EEPROM和行译码器送出同步变化的地址，使点阵以行扫描的方式显示某个字符。低三位地址通过译码器选定相应的行并选择性的从EEPROM中读出相应的点阵信息来确定该行应点亮哪些LED。EEPROM的高四位地址用于选择显示字符，为实现有序的循环，同样可以选择使用计数器来给出高位地址，换字频率加在CLK端来实现循环显示。对于显示屏来说，显示使能端是比较重要的，主要是因为送完一行后需要一个消隐的动作，所谓的消隐就是让显示屏黑屏一段时间，如果不做该动作，则在显示的过程中会有拖影的现象。3.3各分块电路设计3.3.1 555多谐振荡器 VCC5VU3555-VI
9、RTUALGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2C110nFR14.7kR24.7kC2100uF6450VCCVCC5VU5555-VIRTUALGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2C310nFR34.7kR44.7kC4100nF12VCC30(1) (2)图3-1 NE555多谐振荡器电路555定时器和外接定时元件R,C构成的多谐振荡器(如上图)是用以提供1HZ脉冲和1KHZ的脉冲。多谐振荡器的振荡频率为f=1/T=1/(R1+2R2）Cln2,记为公式1。其占空比设为2/3，由公式1算出R1,R2,R3,R4均选取4.7K，由已有的
10、元件和所需频率定C2为100uF的电解电容,C4为100nF的瓷片电容，而C1与C3均为10nF的瓷片电容,ln2=0.69314718,f1=1HZ,T2=3*4.7K*100n*0.7=1K HZ,经调试发现原计划的20KHZ不易实现，故改选为1 KHZ，由实际元件值算出的频率为1013.2HZ。3.2 AT28C64简要说明 图3-2 AT28C64的引脚图AT28C64的功能表ModeCEOEWEI/OReadVILVILVIHDOUTWrite(2)VILVIHVILDINStandby/write inhibit VIH（1）High Zwrite inhibitVIHwrite
11、inhibitVILOutput DisableVIHHigh ZChip EraseVH（3）VILHigh ZAT28C64(A)AT28C64是一种采用NMosCMOS工艺制成的8K8位28引脚的可用电接除可编程只读存储器。其读写像SRAM操作一样,不需要外加任何元器件。读访问BtI司可为45ns一450ns,在写入之前自动擦除。ATMEL爱特梅尔并行接口EEPROM程序存储器芯片AT28C64采用单一电源十5v士o.1V,低功耗工作电流30mA,备用状态时只有100PA出,与TTL电平兼容。一般商业品工作温度范围为0+70,工业品为-40+85。28c64和2864(A)根据不同厂家的产品,有的增加了一种检测写周期结束的方法利用增加的引脚RDYBUSY来表示写操作什么时候完成。当写操作开始后,RDYBUSY输出为低电平,这时数据输出线呈高阻状态,其目的是由于写操作时间相对很长、利用这段时间微处理器可以处理其他任务。当写操作结束时*RDY店面万输出高电
