LED点阵显示字符 课 程 设 计 报 告

题       目:         LED点阵显示字符

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学生（学号）:  

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日期:   2012  年 1 月 10日

摘   要

本文主要论述如何用点阵显示简易字符，并控制字符以间隔跳跃式和上进下出两种不同的循环方式显示。在此次实验中主要用到计数器、加法器、译码器、ROM、点阵等。此次实验共分为脉冲产生电路、ROM地址控制电路、暂停控制电路、译码器扫描控制电路、点阵显示电路等五部分。这五部分综合了数电中的大多数知识，此次实验也是对数电知识的一个综合考查。

关键词：计数器、ROM、点阵、字符

目    录

一、课程设计目的    2

二、设计任务与要求    2

三、方案设计与论证    2

四、单元电路设计与参数计算    4

五、电路的安装与调试    6

六、遇到问题的解决方法    8

七、结论与心得    8

八、参考文献    8

LED点阵显示字符

一、课程设计目的

1)巩固和加深所学电子技术课程的基本知识， 提高综合运用所学知识的能力；

2)培养学生根据课题需要选用参考书、查阅手册、图表和文献资料的能力，提高学生解决工程实际问题的能力；

3)通过设计方案的分析比较、设计计算、元件选绎及电路安装调试等环节．初步掌握简单实用电路的工程设计方法；

4)提高学生的动手能力．掌握常用仪器设备的正确使用方法，学会对简单实用电路的实验调试和对整机指标的测试方法；

5)了解与课题有关的电路以及元器件的工程技术规范，能按课程设计任务书的要求编写设计说明书，能正确反映设计和实验成果，能正确绘制电路固等．

二、设计任务与要求

(一)任务：设计发光二极管点阵显示汉字控制电路           

(二)要求和指标：

1. 用一块8 ╳8的发光二极管点阵显示汉字字符；

2. 4个适当笔画汉字，内容自选，各组有别;

3. 人眼不易觉察闪烁;

4. 实现两种显示方式--- /间隔跳跃方式/，/下（上）进上（下）出方式/自动循环

5.有一个显示暂停按键

三、方案设计与论证

此次课程设计要求用一个8x8点阵动态显示字符，并且有两种循环方式，两种循环方式可自动切换，并且有开关可以控制暂停或是启动。

行扫描顺序负脉冲：

计数器输出通过译码器产生如图负脉冲控制点阵显示的行扫描；

计数器输出通过控制ROM的寻址，在点阵中一次扫描显示字型数据；

参考电路如图所示

设计的难点在于计数器输出对ROM地址控制的电路设计，为此，我们用计数器的最高位控制循环方式，当最高位为0时，第一种循环启动，当最高位为1时，第二种循环启动，当计数器技术时，最高位间隔出现0和1，因此两种循环状态可自由转换，不需要人工启动。这种循环下

, ,

最终由S控制ROM的到，ROM的八个输出口控制点阵的列，经译码器译码后控制点阵的行。

四、单元电路设计与参数计算

1.脉冲产生电路：有555定时器构成多谐振荡电路产生高频脉冲，参考电路如图所示

，，为了使人眼不觉察闪烁，每秒扫描次数大于25次，也就是周期小于5ms,我们电阻选用4.7千欧

电容选用0.1微法和0.01微法

2.EPROM地址控制电路

 （1）跳跃间隔式显示方式：此种方式由三片74LS161级联组成，分别接成十六进制计数方式。第一片低三位送至EPROM的最低三位地址输入端，第三片的高两位送至EPROM的高两位地址输入端，其余位置均接零电位，中间一片仅起延迟作用，参考电路图如图所示。

左侧节点接555定时器的输出，右侧五个节点接至EPROM的低五位地址输入端。

（2）上进下出式显示方式：此种显示方式通过地址相加实现，即低位片161的低三位和高位片的低三位相加，输出作为低四位地址，进位和计数器的最高位相加得到最高位地址，参考电路如图所示。

左侧节点接CP脉冲，右侧五个节点接EPROM的低五位地址输入端。

3.暂停控制电路

   在第一片计数器进位输出和下一片计数器的CP输入端接一个开关，开关断开，高位片计数器无CP脉冲输入，扫描地址区间稳定，即稳定输出某一字符，实现暂停功能。

4.译码器扫描控制电路

   低位片计数器的低三位输出接译码器的输入，译码器输出控制点阵显示扫描，参考电路如图所示。

5. （ROM与点阵部分略）

五、电路的安装与调试

1、元器件及面包板的检测，确保无损坏，并合理安排元器件在面包板上的位置。

2、电路的连接，依据电路图分部分完成电路的连接。

3、安装过程中，先用函数发生器得到最佳显示频率。然后用公式算出R和C的值，再改装电路。

4、事先画出所要显示字的代码，在软件中生成文件，然后烧到ROM里边。

5、电路的调试，分部分逐步对电路进行检测和调试。

具体调试如下：

静态调试：对安装好的电路进行各器件的CP端的输入信号检测，主要利用的器材是示波器，检测波形是否平稳以及是否输出了原理中可控制范围内的方波，如果在检测中发现了波形变形或者没有获得理论波形，需要检测上一级器件是否完好，线路是否连通。

动态调试：如果安装好的电路各个部分的输入输出都没有问题，就可以考虑进行动态调试，主要是研究是否输入了要求的四个汉字，汉字的显示主要是利用译码器与ROM组合而实现的，如果切换过快，说明频率过高，可以考虑改变频率来实现减慢输出速度，同样如果出现大规模的闪烁，需要加快输出速度，即增加频率。

六、遇到问题的解决方法

1、显示字符有明显闪烁感觉，通过改进555电路，合理选择电阻和电容。

2、计数器计数计数不正确，通过认真检查电路发现部分接口应该接高电平，但没有接，导致干扰太大，计数器计数不正常，接上后计数正常。

3、在起初的设计中，加入同步清零的功能，这样在滚动显示最后一个字时，不会再滚动产生第一个字，但在将加法器进位信号取非之后再赋给时，计数器不能正常工作，因此取消这部分功能。

4、一次实验时点阵显示过亮，询问老师后发现点阵需要连接分压电阻，连接后亮度正常。

5、字符显示时点阵有一行始终不亮，通过分析发现应该是译码器输出问题，通过逐个检查输出的电平高低，发现对应的输出端接触不亮，重新连接后显示正常。

6、显示字符时，前两个正常，后边出现全亮，频率过高就看不到后两个字，降低频率才勉强看到后边的字。也就是说为1时，就会出现短暂时间的全亮，最后把ROM的除到其他控制端全部接地时，就能正常工作。这是因为不必要的控制端没有接地导致出现干扰，地址访问出现错误。

七、结论与心得

此次课程设计我们搭建的电路基本实现了预期的结果，较好地显示了预设的字符，并且实现了两种显示方式和暂停功能。我们在此次课程设计中可谓受益匪浅，首先作为一次较为完整而且综合性较强的实验，与之前的数电实验相比无论难度和综合性都有很大差异，通过这次课程设计，我们对数电知识有了跟全面和更深入的认识和学习，并且很好做到的学以致用；其次通过完成一次比较综合的实验，我们明白了解决问题需要逐步解决和完善，既要做到各个击破，又要做到统筹兼顾，真正提高了我们完成一项较为完整项目的能力；最后此次实验对我们的动手能力也是一项巨大考验，由于电路繁琐，线路连接错综复杂，稍有不慎就会出错而且不易检查，因此这也促使我们动手实践，戒骄戒躁，细心认真的完成电路的每一部分，养成良好的习惯和作风。此外，此次课程设计我们是两人一组，这样也很好的锻炼了我们团结合作的能力，并充分认识到相互沟通和交流在学习中的重要性，而且通过我们共同查阅资料，上网浏览，讨论和学习，更提高了我们各种学习方式的能力，养成了良好的学习习惯。

八、参考文献

      [1] 岳怡.数字电路与数字电子技术.西安：西北工业大学出版社，2004

[2] 阎石，数字电子技术基础[M].北京：高等教育出版社，1998.348-352.

[3] 李毅，王安丽，曾媛.数字电子技术实验[M].西安：西北工业大学出版社，2002.20-23.