1、1目录目录 .1LED 控制器的设计 21 选题背景 211 指导思想 212 方案论证 213 基本设计任务 32 电路设计 32.1 总体方框图 32.2 工作原理 33 各主要电路及部件工作原理 33.1 555 单稳态触发电路 .43.2 CD4511 简要说明 .43.3 AT28C16 说明 .54 原理总图 65 元器件清单 66 调试过程及测试数据（或者仿真结果） .76.1 通电前检查 76.2 通电检查 76.3 结果分析 77 小结 78 设计体会及今后的改进意见 88.1 体会 88.2 本方案特点及存在的问题 88.3 改进意见 82LED 控制器的设计1 选题背景随
2、着社会的进步，led 显示器在我们生活中的应用越来越广泛，特别是在广告宣传业，由于 led 显示的以下特点使得其快速占领了很大的市场。1、亮度高：户外 LED 显示屏的亮度大于 8000mcd/m2，是目前唯一能够在户外全天候使用的大型显示终端；户内 LED 显示屏的亮度大于 2000md/m2。 2、寿命长：LED 寿命长达 100,000 小时（十年）以上，该参数一般都指设计寿命，亮度暗了也算； 3、视角大：室内视角可大于 160 度，户外视角可大于 120 度。视角的大小取决于 LED 发光二极管的形状。 4、屏幕面积可大可小，小至不到一平米，大则可达几百、上千平米； 5、易与计算机接口
3、，支持软件丰富。 11 指导思想要用数码管显示，首先需要译码器，在此我用是 CD4511，要显示什么数字，只要正确控制 CD4511 的输入即可。12 方案论证方案一：用 NE555 产生时钟信号，通过 74LS161 计数，然后再用 74LS1151 选出所需的高低电平，通过所选出电平的有机组合再经过 CD4511 译码使得数码管显示所要的数字。方案二：用 NE555 产生时钟信号，通过 74LS161 计数，然后再用 28C16 编程控制输出，再经过 CD4511 译码使得数码管显示出所要的数字。方案三：以单片机为核心，通过编程实现字符显示。综合考虑，采用哪种方案：第三种方案不符合这次课设
4、的设计要求，第一种方3案电路设计复杂，固选第二种。13 基本设计任务功能要求：（1）采用一个半导体数码管作为控制器的显示器，能够自动地依次显示出数字 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列） ，1、3、5、7、9（奇数列） ，0、2、4、6、8（偶数列）和 0、1、2、3、4、5、6、7（音乐符号数列） ，然后又依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列如此周而复始，不断循环。（2）打开电源时，控制器可自动清零，从接通电源时刻起，数码管最先显示出自然数列的 0，再显示出 1，然后按上述规律变化。提示：设计时先用仿真软件 protues 测试设计电路是否正确，无误后再制作实际电路
5、。参考元器件： 74HC160/74HC161，AT28C16，NE555，CD4511 等2 电路设计2.1 总体方框图图 2-1 总体方框图2.2 工作原理用 NE555 产生给 74LS161 产生约一秒的时钟信号，使 74LS161 计数，两片74LS161 接成 28 进制，然后再用 74LS1151 选出所需的高低电平，通过所选出电平的有机组合再经过 CD4511 译码使得数码管显示所要的数字或字符。NE555 输出1HZ 脉冲160 计数器组成28 进制计数器28C16 控制输出CD4511译码输出LED 数码管显示输出43 各主要电路及部件工作原理3.1 555 单稳态触发电路
6、图 3-1NE555 单稳态触发电路3.2 CD4511 简要说明CD4511BCD 七段显示器译码器/译码器，IC CD4511 是一组用来作为 BCD 对共阴极 LED 七段显示器译码的包其引 BCD 七段显示器译码器/译码器中文IC CD4511 是一组用来 LT：做灯泡测试用，当 LT=0，则不论其它输入状态为何，其输出 abcdefg=1111111，使七段显示器全亮，即显示 8，以便观测七段显示器是否正常。当 LT=1，则正常解码。BI：空白输入控制，当 BI=0 (LT 为 1 时) 则不论 DCBA 之输入为何，其输出 abcdefg 皆为 0，即七段显示器完全不亮，此脚可供使
7、用者控制仅对有效数据译码，避免在无意义的数据输入时显示出来造成字型的系乱。LE：数据栓锁致能控制；在 CD4511 中，不但具译码功能，更具有数据栓锁的记忆功能。当 LE=0 时(LT=1 且 BI=1)，DCBA 数据会被送入 IC 的缓存器中保存，以供译码器码；当 LE=1 时，则 IC 中的暂存器会关闭，仅保存原来在 LE=0 时的DCBA 数据供译码器译码。换句话说当 LE=1 时，不论 DCBA 的输入数据为何，皆不影响其输出，其输出 abcdefg 仍保留原来在 LE 由 0 转为 1 以前的资料。 新艺图5库图 1 IC 图 3-2-1 CD4511 各引脚作为 BCD 对共阴极
8、 LED 七段显示器译码的包装图 3-2-2 CD4511 功能图3.3 AT28C16 说明6AT2816 可以看做是一个自定义的译码器，通过编程实现当输入一个数时能够按照使用者的意愿来控制输出。由于连线时为了方便走线，故本次接入输入的接口并不是按照电路图上的那样，故本次编写的程序如下：图 3-3-1 AT28C16 程序4 原理总图图 2-2 LED 控制器的设计工作原理图5 元器件清单表格 5-176 调试过程及测试数据（或者仿真结果）仿真结果正常。6.1 通电前检查电路安装完毕后，经检查电路各部分接线正确，电源、元器件之间无短路，器件无接错现象。6.2 通电检查6.2.1 NE555
9、的检查将 NE555 的 3 引脚与示波器连接，观察示波器是否显示方波，结果上电后能看到示波器显示 1HZ 方波。6.2.2 74HC161 模块的调试在调试是我也是通过用示波器观察其输出的高低电平是否正常来判断我的线路连接是否正确。6.3 结果分析上电之后显示正常。能正确显示 0,1，2 并正常循环显示。7 小结经过此次课程设计的锻炼，我的确学习了不少东西！之前只是咋爱学习课本的理论知识，时间毕竟接触的很少，总感觉不到我们所学的东西到底有什么使用8价值，而在课设期间，我才发现了我们学习的理论知识的价值和作用，而且通过这次机会很好的巩固了一下理论，使理论和实践有机的结合为一体。这不管是在我今后
10、的学习中还是生活中都将产生莫大的影响!8 设计体会及今后的改进意见8.1 体会生活是一个大学堂，总有学不完的技巧和经验，所以我们在生活中要做一个有心人，不仅要细心观察，而且要善于分析，更要虚心向他人请教和学习，只有这样我们才能快速的进步！8.2 本方案特点及存在的问题本方案的特点是原理比较简单，但问题是使用的器材较多，所要连接的线也较多，不够经济。8.3 改进意见在实现同样要求的同时尽量简化原理图，减少元器件，电路板尽量采用印刷电路板，器件尽量选择便宜的常用的，实现的功能最好与我们的实际生活联系起来甚至是直接能在日常生活中应用。9参 考 文 献1阎石.数学电子技术基础.清华大学.高等教育出版社.2006
