彩色控制灯课设实验报告.doc

目录 一． 系统设计概述 2 1. 实践要求： 2 2. 原理分析与电路方框图： 2 二． 原件选择与电路设计 3 1. 脉冲发生电路 3 2. 计数控制电路 5 3. 译码驱动电路 6 4. 储存单元 6 5. 计数器显示电路 8 6. 显示矩阵 8 三． 电路的安装与测试 9 1. 电路连接： 9 2. 电路调试： 10 四． 总结 11 附表1：原件清单 12 附表2：图片程序源码 13 附表3：总电路图 15 附表4：电路实物 16 参考文献 17 系统设计概述 实践要求： 通过对硬件编程，将图形、文字、动画存储在E2PROM中，通过计数器控制图形、文字、动画的地址，在利用显示矩阵显示出来。系统所显示的内容可反复循环，直至手动或加压清零，便可回到初始地址。 1）设计脉冲产生电路、图形控制电路和存储电路； 2）用发光二极管点阵（8×8）作为显示电路，显示内容的动面感要强。 3）图形能连续循环，图形大于64幅，图形显示间隔在20ms～2s范围内连续可调； 4）能手动和加压清零功能，有自动选画功能； 5）完成电路全部设计后，通过实验箱验证设计课题的正确性 原理分析与电路方框图： 通过对实验要求的解读，可知实践需要通过对EEPROM编程来控制一个8X8LED的矩阵输出存在EEPROM中的各种图形或者文字。因此就需要分别用8个地址线来分别控制点阵的行与列。本次实践中，我们使用74LS138及EEPROM来实现对行列的控制。 由于人类视觉暂留实践为20ms，因此将点阵的列设计成高频的刷新电路，行设计成低频的换面切换电路，这样就能够显示出清晰，可变的图形。显然，我们可以用译码器来控制列，刷新点阵。用EEPROM来控制行，来输出图形。 点阵中的LED灯是低电压导通，因此应该把阴极定位列，阳极定为行。 频率控制电路可以利用基于555振荡器的多谐振荡器加计数器来实现。高频频率应为400~500Hz，根据要求所知，图形间隔在20ms到2s之间，因此低频频率应为5Hz~50Hz。 在列方面，我们使用74LS161的二进制计数器来实现对译码器的控制即可； 在行方面，由于要求显示出64幅的画面，实际我们设计了80幅画面，因此我们使用一个16*5进制的计数器，用两片74LS161同步CP端且用置数法来实现，并用显示电路来显示低位、高位计数器的计数情况，地位控制每幅画面，高位控制每组画面。并用通过对高位芯片置数端，清零端的控制来实现要求中的选画与清零。 EEPROM我们选用常用的2864，使用计算机固化程序。程序的设计我们采用液晶字库显示程序直接导出16进制代码，分别输入对应行列进行固化。将低位计数器接入EEPROM的低位，高位芯片接入高位；高频计数器输出接入EEPROM的最低三位。 通过上述分析，我们将系统分为八个功能模块：高频脉冲发生电路，低频脉冲发生电路，列计数控制电路，行计数控制电路，译码驱动电路，存储单元，图案显示矩阵，数字显示电路。 系统原理框图如下所示： 有了上述的分析，电路的结构已经比较清晰，接下来就要进行电路的具体设计、原件选择及总体布局的设计。 原件选择与电路设计 脉冲发生电路 用555定时器组成多谐振荡器输出方波脉冲。产生脉冲振荡频率的计算公式为： f= 取电容C=10μF则得： 高频电路的频率为400Hz，得出,因此选用=340Ω, =10Ω。 低频电路的频率要在0.5Hz到50Hz范围内变化，因此得出要在2857Ω到2.8MΩ范围内变化。因此选用=2KΩ，为1MΩ可调电位器。 555定时器的功能表 清零端 高触发端TH 低触发端 Qn+1 放电管T 功能 0 0 导通 直接清零 1 0 导通 置0 1 1 截止 置1 1 Qn 不变 保持 电路使用0.01μF的小电容来旁路高频信号，所得电路图如下： 高频振荡电路 低频振荡电路 计数控制电路 列计数器控制电路：由于列模块使用3-8线译码器来控制点阵的列，因此需要使用一个四位二进制计数器来作为译码器的输入，只用计数器的第三位，选用74LS161，分别从000→001→……→111，接入译码器的三个输入端，根据下面功能表，输出端将从低位到高位依次输出低电平，从而达到扫描列的作用。74LS161时钟端接555的3口，因此扫描频率为高频脉冲发生器频率400Hz。电路连接如图所示： 74LS161功能表 输 入 输 出 CR CP LD EP ET D3 D2 D1 D0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф Ф 0 0 0 0 1 ↑ 0 Ф Ф d c b a d c b a 1 ↑