6项目六 激光显示器的设计与制作

项目六

激光显示器的设计与制作项目技能目标总体目标：

能够按所附原理图完成设计部分电路的原理设计，并制作、调试完成激光显示器的全部功能。*1．分析电路工作原理，完成“电路设计区”的电路设计。*2．利用Protel99SE软件绘制完成全部电路图，并按要求设计PCB板。3．利用组委会提供的机箱完成简单的结构设计，包括器件安装及机内走线的规划。4．完成电路组装及调试。5．完成整机的安装与调试，使其达到规定的技术指标。6．完成CPU部分的程序设计，使其达到规定的功能要求。7．编写设计文件、生产工艺文件、产品说明书。本综合实训项目来自于全国职业院校技能大赛电子产品设计及制作赛项决赛题目，标“*”内容为本书涉及的基本能力要求，其他内容为职业扩展能力要求。项目分析激光显示器由显示机构和控制器两部分组成。显示机构为两个低音喇叭推动两面小镜子来控制激光束在X、Y两个方向的偏转角度，从而在显示面上显示出各种图形符号来。控制器由CPU、D/A转换、功率放大电路、变压器、机箱等组成，最后输出驱动两个喇叭。控制器有4位数码管显示、4个发光二极管显示和4位按键开关作为人机接口。显示机构由组委会提供，参赛队需完成控制器的设计和制作任务。结构分析控制器内部有安装底板，安装底板用来安装变压器和线路板。变压器的安装位置已确定，线路板的大小可由参赛队自行确定，安装在安装底板上的排孔上。控制器的前面板安装电源开关、组委会提供的线路板。在线路板上安装发光二极管、数码管、按键，在安装时应注意双排插针位于线路板正面，数码管、发光二极管、按键位于线路板的反面。前面板的布置如图7-61所示：图7-61结构分析（2）控制器的后面板需安装带保险丝电源插座和功率输出接线柱。如图7-62所示，A1、B1，A2、B2安装2#接线端子，后面板是铁板所以接线端子必须要加装绝缘垫片。从线路板功放输出的3.96/4P单排插座相应的4个输出点连线至后面板的A1、B1，A2、B2输出。图7-62功能分析（1）通过按动控制器的前面板的按键，可以设定在显示器上显示各种线条和图形，要求实现如下功能：⑴波形选择：通过“F1”键实现显示图形的轮流切换，可显示的图形有竖线条、横线条、斜线条、圆形、三角形、方形。显示何种图形由前面板上的四个发光二极管指示。LED1灯灭，LED2、LED3、LED4分别指示显示竖线条、横线条、斜线条，LED1灯亮，LED2、LED3、LED4分别指示显示圆形、三角形、方形。六种波形依竖线条、横线条、斜线条、圆形、三角形、方形的顺序显示，开机时默认显示竖线条。功能分析（2）⑵幅度调节：通过“＋”、“－”键步进调整输出波形的大小幅值，可调范围为0%～100%，要求在数码管后3位上显示000～100。步进幅度为1。功能分析（3）⑶显示速度调节：通过“F2”键实现显示速度的切换，显示速度有05Hz和20Hz两档。显示速度是指显示一个完整图形的速度。按“F2”键时在数码管的前两位显示速度值，按键动作结束2秒后返回显示幅度值。在数码管显示05和20值时，要求能正常输出图形不能间断。激光显示器显示电路原理图7-63激光显示器功放电路原理图7-64激光显示器控制电路原理图7-65激光显示器电源电路原理图7-66原理图设计要求⑴限定使用使用AT89S52、ATmega16、PIC16F877三种微控制器，开发工具应为通过计算机串口连接的在线下载器（自备）。⑵键盘、数码管、发光二极管部分要求安装在前面板上面，通过34芯双排插针和34芯扁平带连线与主电路板连接，34芯扁平带连线由参赛队自制。四位数码管采用0.5”共阳，其驱动IC要求采用四片74LS164级联实现，并合理添加限流电阻。⑶D/A转换器要求采用DAC0832。PCB设计要求⑴电路板尺寸应适合安装在安装底板上为宜，不得大于140mmX180mm，安装孔应与提供的安装底板相配合，孔径为Φ3.5。⑵贴片元件区元件电阻电容为0805封装，LM358为SO8封装，电位器为3296多圈电位器顶调。

⑶各接插件选用组委会提供的接插件。整机安装要求控制器的机箱由组委会提供，参赛者自行规划将变压器、电路板安装在机箱内将显示数码管、按键按装在面板上完成各部分之间的连线要求布线合理、美观、规范。项目框图激光显示器由显示机构和控制器两部分组成。其原理框图如图7-67所示。自主设计区参考图7-68参考电路分析说明本示例中AT89S52是一种低功耗，高速度的8位微控制器，具有在线下载（ISP）功能。图2中AT89S52单片机（U21）的与2路DAC0832（U31、U32）的连接方式设计为双缓冲方式，单片机P0口作为数据口，U31的片选信号CS1接单片机的P2.5、U32的片选信号CS2接P2.6，U31、U32的写选通WR1、WR2连接在一起接P2.4，XFER接P2.7。双缓冲方式可使2路模拟信号同时输出，从而更准确地控制激光在X、Y方向的移动。DA