1、1光电技术 综合设计题目设计题目LED 点阵控制设计要求1制作一小型 LED 点阵，可显示数字及文字2可编程显示数字及文字3可储存数条显示内容，滚动显示。设计过程（分模块给出原理图，分别说明各模块、各元件的包括：设计方案、上机设计与仿真结果、硬件实验方案模块一：列驱动总共有 32 列，选用需用 4 片 74HC595.其工作原理为：将 4 片 74HC595 级连，共用一个串行时钟 CLK 及数据锁存信号 STR。当第一行需要显示的数据经过 84=32 个 CLK 时钟后将全部移入 74HC595 中，此时产生一个数据锁存信号 STR，使数据锁存在 74HC595 的后级锁存器中，同时由行扫描
2、控制电路产生信号使第一行扫描管导通，显然第一行 LED 管子的亮、灭取决于 74HC595 中所锁存的信号；在第一行 LED 管子点亮的同时，在 74HC595 中移入第二行需要显示的数据，随后将其锁存，并同时由行扫描控制电路将第一行扫描管关闭而接通第二行，使第二行 LED管子点亮以此类推，当第十六行扫描过后再回到第一行，只要扫描速度足够高，就可形成一幅完整的文字或图像，其列驱动电路如下图所示：2选择依据）模块二：电源设计采用 5V 电源电压为其供电。直流稳压电源一般由电源变压器、整流滤波器电路以及稳压电路所组成。电源变压器是将交流电网 220V 的电压变为所需要的值，然后经过整流电路将交流电
3、压变成脉动的直流电压。由于此脉动的直流电压还含有较大的纹波，必须经过滤波电路加以滤波。在整流、滤波电路之后，还需接稳压电路。稳压电路的作用是当电网电压波动、负载和温度变化时，维持输出直流电压稳定。选用输出电压固定为+5V 的三端集成稳压器 7805.变压器将电网 220V 电压变为+6V 电压，经桥式整流后，送入 7805 的输入端，电容 C1 和 C2 用来实现频率补偿防止稳压器 7805 产生高频自激和抑制电路引入的高频干扰，C3 是点解电容，以减少稳压电源输出端由输入电源引入的低频干扰。其电源电路图如图所示：3模块三：单片机最小系统单片机模块电路如图所示。模块四：行驱动16 行电路采用
4、4/16 译码器 74HC154 作为点阵的行驱动。将从 RAM 输出四个信号分别输入到 74HC154 译码器，然后输出 16 位行信号，经过 16 个 1K的电阻，再输入 16 个 PNP8550 三极管的 B 极来进行对行信号的放大，其中所有的三极管的 E 极相连接+5V 的电源，所有的 C 极接 16 个 1K 欧姆的电阻，得到的信号作为点阵 LED 的行输入信号，通过对 154 的四个输入信号进行控制，改变行信号。由 154 和 595 的信号，控制二极管的亮、灭来显示出所要求的字符、汉字。4每个 LED 管亮需要 7mA 的电流，那么 32 个同时亮就需要 224mA 的电流，所以
5、我们要对行进行驱动，采用晶体管 8550 作为开关二极管，使 LED 点阵能够正常显示。其行驱动电路如图 4 所示：模块五：16*32 点阵屏选用八个 8*8 点阵并将其每行四个的分为两行作为 16*8 的点阵。下图为为 88 点阵 LED 外观及引脚图，其等效电路如图（2）所示，只要其对应的 X、Y 轴顺向偏压，即可使 LED 发亮。例如如果想使左上角 LED点亮，则 Y0=1，X0=0 即可。应用时限流电阻可以放在 X 轴或 Y 轴。图（1）88 点阵 LED 外观及引脚图5图（2）88 点阵 LED 等效电路设计图示（最终系图，硬件图，结果图）系统示意图：原理图：67设计心得及建议虽然本
6、设计只是一块 16*32 汉字点阵电路的而已，但是通过这次设计，我们受益匪浅，它是我大学前三年所学知识很好的总结。它的制作过程使我认识到光电技术的重要性，让我知道单片机时序的变化是多么的快，也让我知道光电在社会是处于一个什么样的地位。以下是我们在制作过程中，主要做了下面几点工作：一、通过查阅大量的相关资料，详细了解了 LED 的发光原理和 LED 显示屏的原理，了解了 LED 的现状，清楚地了解了 LED 显示屏与其它显示屏相比较有那些优点，明确了研究目标。二、本文设计的 LED 显示屏能够实现在目测条件下 LED 显示屏各点亮度均匀、充足，可显示文字，显示文字应稳定、清晰无串扰。文字显示有静止、左移、右移、上移、下移等显示方式。三、文章给出了系统具体的硬件设计方案，硬件结构电路图，软件流程图和具体汇编语言程序设计与调试等方面。四、在这次设计的过程中学会了 Protel 99se 的基本使用，感到 Protel 99se 对电子来说是一门非常重要且很有用的课程。五、通过这次设计，重新复习并进一步学习了 MCS-51；熟练掌握了 PCB 版的制作过程。成绩评定(包括：指导教师评语和课程设计等级)8
