字符发生器.docx
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字符发生器
字符发生器
课程名称:
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专业:
班级:
设计人:
学号:
同组成员:
指导老师:
闵子健
摘要
在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。
LED行业已成为一个快速发展的新兴产业,市场空间巨大,前景广阔。
随着信息产业的高速发展,LED显示作为信息传播的一种重要手段,已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所,例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行信息显示、餐馆报价信息豆示、高速公路可变情报板、体育场馆比赛转播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。
显然,LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。
本文讲述了8×8LED汉字点阵显示的基本原理、硬件组成与设计相关技术。
关键词:
字符发生器、8X8LED点阵
Abstract
Inthelargeshoppingmalls,railwaystations,docks,undergroundstationandavarietyofthingssuchaswindowareasneedmoregraphicsandcharacterLEDdotmatrixdisplay.LEDindustryhasbecomeafast-growingnewindustry,ahugemarketspaceandbrightfuture.Withtherapiddevelopmentofinformationindustry,LEDdisplayasanimportantmeansofinformationdissemination,hasbeenwidelyusedinindoorandoutdoorservices,contentandservicesneededpublicitypurposesinpublicplaces,Publicplacessuchasindoorandoutdooradvertising,airportstationtoguidevisitorsinformation,publictransportvehiclesstopannouncementsystems,securitiesandbankinginformationdisplay,restaurantsofferinformationBeansaidhighwayvariableinformationpanels,relayracestadiums,buildinglighting,trafficlights,landscapelighting.Clearly,LEDlightingdisplayhasbecomeacity,modernandinformationsocietyisanimportantsign.
Basedonthe8×8LEDdotmatrixdisplayofthebasicprinciplesofChinesecharacters,hardwareanddesigntechnologies.
Keywords:
Charactergenerator、8×8LEDdot-matrixcharacters
一、实验目的
1.进一步掌握模拟电子技术的理论知识,培养工程设计能力和综合分析问题、解决问题的能力。
2.基本掌握常用电子电路的一般设计方法,提高电子电路的设计和实验能力。
二、设计思路
字符发生器是是能产生需要字符的电路。
这次的实验纯粹由模拟电路组成,由芯片28C64存储ROM十六进制代码,74LS138和74LS393让28C64存储的地址一列一列间隔很短输出,反相器电路决定列扫描快慢,555计时电路决定翻页快慢,LS芯片增强驱动能力,最后,将ROM存储单元的内容由数据总线输出,经缓冲器送至8X8LED点阵的行线(row)。
LED点阵的列线由地址线A2A1A0经地址译码器138与之相连,138的输出由地址线控制依次给出低电平,驱动LED点阵相应列上的发光管发光。
完成一次扫描过程(地址由000-001……111顺序改变)就完成了一个字符的一次显示。
不断的重复扫描可以得到该字符的稳定的显示。
扫描频率大于20次/秒时,可消除显示闪烁的感觉。
三、实验内容要求:
1.弄清电路各部分的工作原理及设计思想(分模块分析):
1)LED8×8点阵工作原理:
11288的结构组成,Row和Col,LED极性,工作电流范围确定
引脚定义,连接
符号、文字形成,对应16进制数换算
2)EEROM28C64的基本工作原理:
存储器结构,地址译码,寻址
简单汉字显示,字符译码;双字符显示
多字符显示:
换页法,移动法
循环扫描原理,显示频率确定
LED逐列显示,列地址确定
3)扫描工作电路分析
简单RC方波振荡器
地址产生,行地址和列地址
计数器LS393工作原理:
复位,清零
列地址译码,LS138工作原理
页地址产生,555电路应用,方波频率确定
高位地址手动换页,微型拨动开关使用,
4)LED驱动问题,行电流和列电流确定,芯片选择
2.工艺要求及测试设备使用
1)电烙铁:
注意安全,焊接:
引线镀锡,使用助焊剂:
松香
2)焊点光滑,焊点大小合理,无虚焊、漏焊、错焊,
3)连线:
简捷,不要太长,减少干扰;布局、布线合理,
4)芯片、LED点阵可插拔:
采用管座、管脚(LED用圆孔插针)
5)测试设备:
数字表、示波器、逻辑笔
6)吸锡器使用
3.目标层次
1)基本目标:
单个文字字符的显示/双个文字字符的显示
2)基本扩展目标:
多字符的手动换页显示
3)扩展目标:
多字符的自动换页显示
4)更高扩展目标:
多字符的自动流水显示
4.验收:
1)文档(独立完成):
各部分电路工作原理分析,各部分附有完整、详细的电路图,
电路参数确定(电阻值计算,振荡频率估算等),
实验实际数据(如字符的设计、组成及相应写入ROM的数值等)
小结:
实验中遇到的问题及解决方法,感想
2)实验结果评定:
电路工作是否正常、可靠,显示内容是否完整,焊接质量如何,布局、布线是否合理
3)口答问题,回答就上面提到的有关电路工作原理和制作中可能出现的问题
四、字符发生器的总设计原理框图
4.1、总原理图
图1字符发生器总原理图(由闵子健老师设计)
4.2、电路原理分析
4.2.1结构组成
A.EEPROM—28C64:
地址总线—A0-A12;
A0—A3:
位选择;A4—A7:
自动页选择;
A8—A12:
跳线页选择;
D0—D7:
行数据输出;
B.LS245:
数据驱动电路;
C.11288:
字符显示阵列8*8;
D.74LS138:
3*8译码器;
E.4069:
CMOS与非门;
F.NE555:
定时器;
G.74LS393:
十六位计数器;
4.2.2动态描述
A.自动翻页:
此时,拨码开关固定,CLK1接入。
ROM中的内容仅由A4—A7决定。
而自动翻页的频率由NE555定时器组成。
计算公式为:
。
本实验
选择R1=200K,R2=20K,C=47uf。
B.列扫描:
由EEPROM地址A0—A3决定,而A0—A3是由十六位计数器393所决定的。
当计数器的扫描频率足够高时,人眼无法分辨出扫描的变化。
计数器的扫描频率是由4096三个非门构成的环行振荡器组成.
C.行输出:
当A0—A3从0000—1111每变化一次D0—D7输出两位十六进制数一次。
五、电路分解
5.1电路模块说明
5.1.1LED点阵工作原理图
5.1.2列译码电路
5.1.3字符显示扫描发生器电路
5.1.4计数器电路
5.1.5页扫描振荡器
5.2主要电路工作分析
5.2.1只读存储器ROM
图2简单的二极管ROM电路
存储器是用来存储二值数字信息的大规模集成电路,是进一步完善数字系统功能的重要部件。
它实际上是将大量存储器按一定规律结合起来的整体,可以被比喻为一个由许多房间组成的大旅馆每个房间有一个号码(地址码),每个房间内有一定内容(一组二进制数码,又称一个“字”)。
输入任意一个地址码,译码器就可使与之对应的某条字线为高电平,进而可以从位线上读出四位输出数字量。
存入ROM中的数据:
表1存入ROM中的数据
5.2.2字符的显示-LED的行驱动,ROM+HC245
将ROM存储单元的内容由数据总线输出,经缓冲器送至LED点阵的行线(row)。
LED点阵的列线由地址线A2A1A0经地址译码器138与之相连,138的输出由地址线控制依次给出低电平,驱动LED点阵相应列上的发光管发光(由行上的电平决定,若相应行值为1,则亮,为0则灭。
这时其它列上的LED都不能点亮,因为138只能有一个引脚输出低电平,其余都是高电平)。
完成一次扫描过程(地址由000-001……111顺序改变)就完成了一个字符的一次显示。
不断的重复扫描可以得到该字符的稳定的显示。
这种LED字符显示方法称为扫描显示法。
扫描频率大于20次/秒时,可消除显示闪烁的感觉。
图3EEROM字符发生器
5.2.3计数器(Counter)
计数器:
能够实现计数操作(输入脉冲个数)的电路.
图474LS393管脚图
图574LS393真值表
计数器是一种应用十分广泛的时序电路,主要用于计数和分频。
计数器可利用触发器和门电路构成。
在实际工作中,利用集成计数器来构成更为方便可靠。
用集成计数器构成N进制计数器时,需要利用清零端或置数控制端,让电路跳过某些状态来获得。
六、调试总结
1.焊接电路板时,焊接时间不超过3秒;焊接位置至少离胶体2毫米。
2.电路板焊接好后,先不要插上芯片,先插上电源,用万用表检查每个芯片的VCC端与接地端是否都为5V,以免烧坏芯片。
3.确认各个地方的电压没问题后,把芯片插上。
接上电源,结果发现显示器仅个别列亮。
于是用示波器检查4096芯片,发现它没正常震荡。
4.检查反相器电路是否接错了,结果没错,让老师换了个芯片,电路就能正常显示“大好河山”四个字,原来是芯片被烧坏了。
5.我们的焊接方法需要改进。
因为第一次在电路板的背面焊线,不太会,于是我们把线从背面把铜丝塞到正面以固定导线便于我们焊接。
很明显,这焊接方法是错误的。
正面露出的铜丝纠缠在了一起形成了短路,导致芯片烧坏。
最后老师教会我们正确的焊接方法。
七、实验结果
翻页显示“大好河山”四个字
图6电路板效果
八、心得体会
作为一个电子专业的学生,我们应具备一定的设计能力。
这次的字符发生器的设计,迫使我上网查了许多相关的文档,通过老师的讲解和对许多文档的分析,弄懂了字符发生器的工作原理,通过网上搜索等多方面的查询资料,我学到许多在书本上没有的知识。
同时,也让我更懂得和同学合作的必要性,仅凭自己的一己之力,遇到许多问题,和同学讨论并请教我们班上厉害的同学后,才成功把问题解决。
为了这次设计,我把模拟电子技术基础书翻了又翻,而且通过对此课程的设计,我不但知道了以前不知道的理论知识,而且也巩固了以前知道的知识。
最重要的是在实践中理解了书本上的知识,明白了学以致用的真谛。
也明白老师为什么要求我们做好这个课程设计的原因,他是为了教会我们如何把所学的知识用到实际中去。
在这次焊接中我们犯了一个错误,我们为了固定导线以便于我们焊接,我们把铜丝从背面穿到正面用以固定导线,这样导致了穿到正面的铜丝会纠缠在一起,造成短路,毁坏芯片。
这样的焊接方法也很浪费时间,最后幸好老师教了我们正确的焊接方法。
九.参考文献
闵子健老师的课件
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
- 字符 发生器