数字电子技术基础课程设计（论文）_LED显示器动态扫描驱动电路的设计.docVIP

数字电子技术基础课程设计（论文） LED显示器动态扫描驱动电路的设计 摘 要 随着计算机技术和电子技术的飞速发展和广泛应用,电器设备的输出显示技术也变得复杂多样。在这些显示当中,LED数码管的显示电路较为简单,成本也较低,在功能单一的仪器仪表与机电设备中应用较广。本文着重说明LED显示器动态扫描驱动电路的设计。 对于本设计首先用555定时器产生固定频率的信号作为节拍发生器的时钟，将此时钟连到由74LS160接成的四进制加法计数器上，由具有八个译码输出端的74LS138作为数码管的译码器。其次，当7447引脚接到高电平时驱动共阴极七段LED数码管轮流显示对应数据。最后利用仿真软件验证设计的正确性，当各引脚输出的高电平频率达到一定程度时，数码管呈现闪烁现象。 关键词：555定时器；计数器；译码器；七段LED数码管 目录 第1章 绪论 1 1.1 LED显示器动态扫描驱动电路的设计意义 1 1.2 设计参数及要求 1 1.3 方案论证 2 1.4 设计总体框图 3 第2章 各单元电路的设计 4 2.1 多谐振荡器的设计 4 2.2 计数器的设计 4 2.3 译码器的设计 5 2.4 共阴极LED动态驱动电路设计 6 2.5 七段数码管的设计 7 第3章 整体电路设计 9 3.1 整体电路图及工作原理 9 3.2 电路参数计算 10 3.3 整体电路的仿真及分析 10 第4章 设计总结 12 参考文献 13 附录： 14 绪论 LED显示器动态扫描驱动电路的设计意义 随着计算机技术和电子技术的飞速发展和广泛应用,电器设备的输出显示技术也变得复杂多样,诸如CRT显示、LCD显示、多位LED显示及发光二极管显示等应运而生。在这些显示当中,LED及发光二极管显示电路较为简单,成本也较低,在功能单一的仪器仪表与机电设备中应用较广。但当设备显示的点或位较多时,就需要采用一定的驱动电路与相应的驱动方式。 所谓动态显示就是让各位显示元件分时工作。若刷新的速度太高，显示元件的开关速度却不够高，以致在前一个字符尚未完全熄灭的情况下，后续的字符段就点亮。若刷新的速度太慢时，将发生闪烁。因此刷新频率不要低于 100 HZ ，肉眼观察到的数码的显示情况将是连续的。利用动态显示法可以降低系统功耗，减少成本。LED的驱动和显示单元的设计中,采用的方式有许多种:利用计算机芯片的端口作为LED的驱动口,并通过软件编程加外部驱动实现,缺点是占用计算机芯片的时间和相关资源；利用专用接口芯片如Intel8155、8255等作为计算机芯片的端口扩展,并通过软件编程加外部驱动实现,缺点是电路较复杂,功耗较大,也要占用计算机芯片的时间和相关资源；利用显示专用芯片如Intel8279、MAX7219、PS7219等,可实现较复杂的功能,但其占用计算机芯片端口还是较多,并且芯片价格较高。大多数显示驱动器都没有严格的总线时序,在强干扰环境下容易造成时序混乱,使显示不正常。 设计参数及要求 设计要求： 1 .分析设计要求，明确性能指标。必须仔细分析课题要求、性能、指标及应用环境等，广开思路，构思出各种总体方案，绘制结构框图。 2 .确定合理的总体方案。对各种方案进行比较，以电路的先进性、结构的繁简、成本的高低及制作的难易等方面作综合比较，并考虑器件的来源，敲定可行方案。 3 .设计各单元电路。总体方案化整为零，分解成若干子系统或单元电路，逐个设计。 4.组成系统。在一定幅面的图纸上合理布局，通常是按信号的流向，采用左进右出的规律摆放各电路，并标出必要的说明。 设计参数： 1．发光强度比由于数码管各段在同样的驱动电压时，各段正向电流不相同，所以各段发光强度不同。所有段的发光强度值中最大值与最小值之比为发光强度比。比值可以在1.5～2.3间，最大不能超过2.5。2．脉冲正向电流若笔画显示器每段典型正向直流工作电流为IF，则在脉冲下，正向电流可以远大于IF。脉冲占空比越小，脉冲正向电流可以越大。通过计数器译码器，控制输出中间级使其数据传送到LED七段数码显示管。这里计数器采用，译码器采用138译码器按要求采用4位分立元件，其內部由多只发光二极管构成，按连接方式不同可分为共阳极LED与共阴极LED其电路特性基本一致：发光二极管导通压降为1.2V～1.8V正向工作电流为2mA～15mA。在显示驱动方式中，采用。当扫描到公共端时，LED驱动器分别对应输出a～dp的显示段，LED就能正常显。 图2.1 用555定时器构成的多谐振荡器 计数器的设计 计数器选用集成电路74LS10进行设计较方便。74LS10是同步四位十进制加/减计数器,它具有同步清零、同步计数的功能。74LS10的引脚图如下图所示： 本设计需要应用74LS160设计出同步四进制加法计数器，如图2.3所示： 译码器的设计 译