led课设报告教程.docx

 PAGE \* MERGEFORMAT 12 正 文 1 选题背景 LED是发光二极管英文Light?Emitting?Diode的简称，它是集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的显示系统，是目前国际上极为先进的显示媒体。目前以LED半导体发光器件为显示介质的大型显示屏已广泛地被应用。其控制驱动方式各种各样,也各具特色。在LED发光 管的驱动设计上也有许多的方式。由于大型的点阵显示屏是由上万个或几十万个LED发光象元组成,这也就需要大量的驱动电路来支持。那么驱动电路设计的好坏就直接影响系统的生产制造成本和显示的效果及系统的运行性能。设计一个即能满足控制驱动要求,同时使用器件少成本底的单元控制驱动方案是必要的，以8×8点阵驱动为例进行研究。 1．1 指导思想 通过控制555单稳态触发器输入脉冲频率信号，再通过计数器作为存储器的输入，以存储器和译码器作为高低电平的输入，进而控制加在点阵 LED灯两端的电压，这样就可以实现LED的亮灭控制。 1．2 方案论证 方案一：以74HC138的输出端作为8*8LED点阵的横向驱动，纵向驱动由三态门74HC373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，138一次扫描8列，直接以AT28C16的输出作为纵向驱动，以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，74HC373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25帧，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??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，我们决定选择方案二。 1．3 基本设计任务 (1) 能够显示字符0~9、A~Z或a~z等，显示数量不少于8个； (2) 能够自动循环显示字符。 1．4 发挥设计任务 显示字符能够依次向左/右移动。 1．5电路特点 8×8点阵驱动电路整体来说结构简单，易于理解每个元器件的工作原理，但是对于其每个元器件之间的连接，确实需要在完全通晓每个元器件在电路中所起的功能后才能理解，将各个功能不同的器件组合就能实现最终的要求。 2 电路设计 2.1 总体方框图 图2-1LED点阵驱动器总体原理 2.2 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的输出作为纵向驱动，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。 3 各主要电路及部件工作原理 3.1 555多谐振荡电路 工作原理：设电容的初始电压 Uc ＝０，t＝０时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端Vth ＝Vo ＝1/3Ｖcc，比较器Ａ1 输出为高电平，Ａ２输出为低电平，即RD =0，S D = 1（1 表示高电位，0 表示低电位），R ? S 触发器置１，定时器输出 u o=1此时Q = 1，定时器内部放电三极管截止，电源VCC 经 R1 ， R2 向电容Ｃ充电，Uc 逐渐升高。当Uc 上升到1/3 Vcc 时， A2 输出由０翻转为１，这时RD = SD = 0，R ? S 触发顺保持状态不变。所以0t t1 期间，定时器输出 u0 为高电平１。 t = t 1时刻， Uc 上升到2/3 Vcc ，比较器A1 的输出由１变为０，这时RD = 1， S D= 0，R ? S 触发器复０，定时器输出 u0= - 6 - 0。t 1 t t2 期间，Q =0，放电三极管Ｔ导通，电容Ｃ通过 R2 放电。VC 按指数规律下降，当V