LED点阵驱动设计精简版..

1、S快會絃夫毋电子技术基础课程设计说明书题目LED点阵驱动电路设计学生姓名:张小旭号:201206040245（系）:电气与信息工程学院业:测控技术与仪器- 1 -张俊涛指导教师:2014 年 12 月 15 日设计任务与要求方案论证电路设计3.1 总体方框图3.2 电路图3.3 工作原理4 调试过程及测试数据4.1 通电前检查4.2 通电检查4.2.1 按钮开关的检查4.2.2 点阵模块的调试-4-5-5-6-6-423 NE555单元电路的调试4.2.4 74HC161计数器的调试4.2.5 74HC138译码器的调试4.2.6存储器AT28C16的调试4.2.7 74HC573锁存器的调试

2、4.3 结果分析-9-5 总结与体会参考文献- 11 - 3 -1设计任务与要求设计并制作一个8X 8LED点阵驱动电路，原理如图4所示。列存储器用于存储显 示信息，行译码器用于选择当前显示行、通过动态扫描方式显示字符或图案。具体 要求如下：图4 LED点阵驱动器原理框图(1)能够显示字符09、AZ或az等，显示数量不少于8个;(2)能够自动循环显示字符。发挥部分：显示字符能够依次向左/右移动。参考元器件：74HC161 74HC138 AT28C16 NE555, 74HC240/244, 74HC573574。2方案论证方案一：以74HC138的输出端作为8*8LED点阵的横向驱动，纵向驱

3、动由三态 门74HC244控制存储器AT28C16的输出端来承担，三态门控制存储器的八位输出只 有一位有效，其他位为高阻态，依次循环。用两组8输出计数器74HC161做为AT28C16 的输入，其中一组专门给另一组置位，每次最多只亮一个灯，每屏需亮64次，让每屏第一和最后一个灯亮时间差小于人眼分辨时间，利用人眼视觉暂留，即可认为实 现了整个屏幕亮一次，在1秒内保持屏幕上显示内容不变，第二秒亮下一个内容， 如此循环，即可实现所要求功能。这样最多可显示256个字符，而且还可以实现扩展功能。方案二：以74HC138的输出端作为8*8LED点阵的横向驱动，直接以 AT28C16 的输出作为纵向驱动，以

4、74HC138的输入计数器和另外一片74HC161作为AT28C16 的输入，为防止纵向拉电流过小，横向灌电流过大，将两片74HC573加在点阵输入输出端。这样每次最多可亮8个灯(一组)，让每屏第一组和最后一组灯亮时间差小于人眼分辨时间，利用人眼视觉暂留，即可认为实现了整个屏幕亮一次，在1秒内保持屏幕上显示内容不变，第二秒亮下一个内容，如此循环，即可实现所要求功能。 这样最多可显示16个字符，若要扩展功能需在存储数据上下功夫。综合考虑，采用方案二较好，因为方案一虽显示较多，但电路复杂，不易调试， 方案二电路结构简单，但已能实现题目所要求功能。所以从成本、调试和功能等各 方面综合考虑，我们决定选

5、择方案二。3电路设计3.1总体方框图图2-1 LED点阵驱动器总体原理- 5 -3.2电路图U2U3U5SW1SWgPDTU7S7IDhtENP EHT CUCLKLOAD74HC161TflHCi3SE1E2E32a啊34:12吕n 1107加g7111 说Y3Y4Y5 说Y7DOA J3D102C2D303讯C4D5C5D6C6DTP7LEoe7HCE7315111503Q102QRCO11li五12U6IU4埜221930闭A2A3M甩A7闯AIDCEDO ClC2D3D4D5AT工J?J4J?亘DO01DID2&2D3C3D4C405A*MUHQvD 丁ILEOE21174HCE731

6、?7HC161图2-2 LED点阵驱动器总电路图3.3工作原理以74HC138的输出端作为8*8LED点阵的横向驱动，直接以AT28C16勺输出作为纵向驱动，以计数器1和计数器2作为AT28C16的输入，为防止纵向拉电流过小,横向灌电流过大，将两片74HC573加在点阵输入输出端，作为电流缓冲器。这样每次最多可亮8个灯（一组），让每屏第一组和最后一组灯亮时间差小于人眼分辨时间,利用人眼视觉暂留，即可认为实现了整个屏幕亮一次，在1秒内保持屏幕上显示内容不变，第二秒亮下一个内容，如此循环。4调试过程及测试数据为使电路便于调试我们采用分块调试的方法。4.1 通电前检查电路安装完毕后，经检查电路各部分

7、接线正确，电源、元器件之间无短路，器 件无接错现象。4.2 通电检查4.2.1 按钮开关的检查首先将按钮开关和其他电路模块断开，只留按钮开关部分。其次，给电路两端 接5伏直流电压。理论上对于开关断开状况下，开关两端电压应为5伏，如果无误，断开5伏电压，接通开关，理论上此时开关应处于短路状态，确认无误，则开关部分 完好，最后，恢复周围电路。4.2.2 点阵模块的调试用万用表调至二极管测试档位，将两表笔搭在点阵任意两个引脚上，观察点阵 是否有LED丁点亮，若有灯亮，记下此时万用表红黑表笔位置和点亮的 LED丁的位置, 依次尝试，直至64个LED丁全部点亮。凡是红表笔所接引脚均为高电平输入端，黑表

8、笔所接引脚皆为低电平输出端，按照点阵制造工艺，每一行或者列LED丁的输入引脚 或输出引脚是一样的，如若不符合此规律，则表明记录有错，按照点阵上 LED丁亮由 上到下（自己随意设定上下左右）的顺序确定好高位输入引脚顺序，由左到右的顺 序确定好低位输出引脚顺序。423 NE555单元电路的调试断开其他单元，仅保留NE55单元及其周边电路，接通5V电源，用示波器观察3 号引脚输出波形，理论上按图接线后此时 NE55应处于多谐振荡状态，输出为方波， 再观察输出方波是否为所设定频率，幅值是否在可接受范围内，确认无误后，恢复 原电路。424 74HC161计数器的调试断开其他元件，仅保留74HC161和N

9、E555单元，接通五伏电源，CLR EP TP、RD接“ 1”，A、B、C、D接“ 0”，将脉冲输入端和QA、QB、QC QD接示波器，若波形如下所示，则表明74HC161模块完好。QDCLKQAQBQC0CII图4-1 LED点阵驱动器波形图425 74HC138译码器的调试断开其他元件，仅保留74HC138 74HC161和NE555单元，接通五伏电源，E3接“ 1”，E1、E2 接“0”，输入端 A0、A1、A2 和 74HC161 的 QA、QB QC相接，将丫0丫7依次接示波器，若波形如下所示，则表明 74HC138模块完好。- 9 -A3A2A1Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7n

10、n I I In .i unL rX-nur-L nLrrIi_:LLTl ii-Ui i-IIII ru IIruII:m pI:Ur ITT ut ILlJLTIK LBLTI图4-2 LED点阵驱动器波形图426存储器AT28C16的调试用存储器烧录器（可用Easy PRO系列编程器，女口 Eas yP RO 100B将准备好的数据输入，将存储器AT28C16放到相应位置，按步骤写入，待写入完成后，重启软件, 点击读观察所读数据是否之前所写数据，若出现乱码或不是之前所写数据，则表明 烧写失败，需重新烧写；若是，则写入成功，将AT28C16前的电路接好，在AT28C16 的输出端接上8个二

11、极管，将多谐振荡器2的输出脉冲接入两个74HC161观察二 极管是否按期望顺序依次点亮，若是，则表明存储器模块调试成功4.2.7 74HC573锁存器的调试将寄存器及其之前的电路按照电路图连接好，将 OE LE接5伏，观察74HC573勺 输入输出是否相同，若是，则表明74HC57完好，否则，检查接线和芯片。各模块均调试成功后，将所有模块按照之前所示电路图接好，仔细检查是否有 接线错误，若无，则可以接通电源。4.3结果分析当电源接通后，正常状况下，点阵将会按之前所写显示数据，如按下图写入数 据，则会显示“ S K、S、D Z、I、DON、G H、U A、1、1、2”十六个字符, 也可以设计成自

12、己喜欢的图型显示出来。0062919189460000SOFE310181FE8000006291918946000000CO31FF81CO000000Cl8799El330000008181FF813100QiO0081FFSI817E0000007E3181817E00OO0081FF318CFF8100003C428189CE03OiOOlO81FF1010FF810080FE810181FE8000OiO01IFE43C07010000041FF0100000OlO0041FF01000000063858991610000图4-2 LED点阵驱动器程序5总结与体会这次课设从暑假就开始

13、设计，到现在终于可以告一段落了。这次课设总体来说 还是比较坎坷的，从开始设计电路图到电路图调试，从开始购买原器件到开始焊板 子，完后进行调试，为要实现最终要求，调试占用了大量的时间。经过不停的调试 和老师的帮助找到部分问题的所在，后经过修改有很大的好转，但是效果还是很不 理想，以至于我们最后又重新开始购买器件、焊接和调试，最终虽然有偏差，但效 果还是令人欣慰的。在课设期间我们理论课也基本都结课了，之后的考试也接踵而 至，一方面要忙着复习，另一方面还要完善课设，其中的辛苦只有我们自己清楚, 不过最终还是顺利结束。这次课设顺利完成既有老师的大力帮助，同时也有组员们 的献计献策，而且也是理论知识的完

14、美应用，因此在辛苦的同时收获也是很大的。关于本次课设，我只想说：闻名不如见面！这次课设我们从构思到原理图到成 品全部是自己动手，真正到用的时候才深切体会到自己所学不足，自己焊板子感觉 各种累，一不小心就弄错了，经过了好多次拆了又焊，焊了又拆，也是我基础知识 不牢靠，不停地去看引脚图，又不够小心，引脚图给的是正面的，焊的时候是反面 的，光在这点上就错了好几次。与此同时我也学到了很多东西，狠狠复习了以前学 过的数模电知识，知道了自己的不足之处，同时也锻炼了我们的耐心，我想这次课 设将是是我在以后电子设计路程上的里程碑，我很喜欢设计，也将继续走下去，从 另一方面来，也增加了我对本专业的信心，让我们对以后的课程学习充满了兴趣！ 虽说本次可是由于种种原因导致在最后的结果上强差人意， 但总体来说还是成功的， 我们能坚持下来也是对我们的一次肯定，相信在以后处理各种各样的问题时我们能 做得更好，同时也想感谢在我课程设计中给与我们巨大帮助的同学和老师，谢谢你 们!- 11 -参考文献1】2】3】4】5