電子課程設(shè)計---可編程彩燈控制

1、<p>　　電 子 課 程 設(shè) 計</p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　班級：</b></p><p><b>　　制作人： </b></p><p><b>　　學(xué)號：</b></p>&

2、lt;p><b>　　時間： </b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一部分、設(shè)計要求3</p><p><b>　　第二部分、設(shè)計報告</b></p><p>　　（一）系統(tǒng)原理框圖和電路圖4</p><p&g

3、t;　　（二）系統(tǒng)設(shè)計思路4</p><p>　?。ㄈ﹩卧娐吩O(shè)計與計算5</p><p>　　（1）脈沖發(fā)生電路的設(shè)計</p><p>　?。?）譯碼驅(qū)動電路的設(shè)計</p><p>　　*（3）儲存單元的設(shè)計</p><p>　　*（4）顯示電路的設(shè)計</p><p>　　（四）電路的安

4、裝與調(diào)試10</p><p>　　（五）實習(xí)心得11</p><p>　?。┰骷骷毐?1</p><p>　　（七）參考書目12</p><p><b>　　第一部分、設(shè)計要求</b></p><p>　　本設(shè)計是通過對可擦除的可編程只讀存儲器（E2PROM2864）進行編寫圖像，

5、并將其儲存，再用計數(shù)器控制圖像的地址將其讀出在二極管顯示矩陣中顯示出來。系統(tǒng)所顯示的內(nèi)容可反復(fù)循環(huán)，直到手動或清零，便可回到初始地址。由于圖畫和文字是連續(xù)出來所以看上去就有動畫感，似乎在走動，因而形成彩燈。該系統(tǒng)可以自由編程，形成不同的圖畫文字，可操作性強，也可存儲上百幅圖畫，所以應(yīng)用范圍也比較廣。</p><p><b>　　其功能要求如下：</b></p><p>

6、;　　1、 設(shè)計脈沖產(chǎn)生電路、圖形控制電路和儲存電路</p><p>　　2、 用發(fā)光二極管點陣（8x8）一塊作為顯示電路，顯示內(nèi)容的動感要強。</p><p>　　3、 圖形能連續(xù)循環(huán)，圖形為8幅，圖形間隔在20ms~2s范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。</p><p>　　4、 能手動和加壓清零功能，有自動選畫功能。</p><p><b>　

7、　第二部分、設(shè)計報告</b></p><p>　　一、系統(tǒng)原理框圖和電路圖：</p><p><b>　　二、 系統(tǒng)設(shè)計思路</b></p><p>　　原理框圖顯示了整個系統(tǒng)的主要原理。首先，讓我們從顯示矩陣來看，我們要在顯示矩陣上顯示圖畫，采用8x8的二極管顯示點陣（管腳分布見后圖）。它有16個管腳，有八個是行控制八個是列控制，

8、其中列是高電頻有效，行是低電頻有效，即當(dāng)列有</p><p>　　高電頻輸入同時行有底電頻輸入時，兩信號相交的二極管就發(fā)亮，控制不同的列就可以控制紅燈。由于我們的E2PROM只有八個輸出管腳，用它來控制行，因為所做的為單顯點陣，所以只用8個列控制，所以要用74ls138來譯碼。由于138輸出的是高電平，所以可以直接接到點陣上。如果138能從1~8按順序譯碼，那么就能給列按順序輸出信號，所以可以采用161計數(shù)器來實

9、現(xiàn)這個功能。假如第一列有高電頻輸出的同時第一行有低電頻輸出那么第一排的燈就點亮，依次下去，八排燈按順序點亮，而要使行和列同時輸出信號就必須將計數(shù)器產(chǎn)生的信號同時輸入E2PROM的底位。如果計數(shù)器的頻率很高，那么八排燈按順序很快被點亮，由于人的視覺差看上去就像八排燈同時都在亮一樣。所以讓脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生高頻率的方波脈沖來控制161計數(shù)器就可以實現(xiàn)這個功能。因為我們要有六十四幅字畫輸出，所以可用另一片161來控制E2PROM的高位，從而實現(xiàn)

10、多幅字畫的輸出，用另一個脈沖發(fā)生電路產(chǎn)生低頻方波脈沖來控制這片161便可使多幅字畫自動輸出，如果將低頻脈沖設(shè)計成可調(diào)的那么就可以實現(xiàn)圖畫輸出的快慢！這就是整個設(shè)計的思路！</p><p>　　三、 單元電路設(shè)計與計算</p><p>　　1、脈沖發(fā)生電路的設(shè)計</p><p>　　我們采用555定時器接成的多諧振蕩器來實現(xiàn)方波脈沖。將555定時器的2和6兩個輸入端

11、連在一起作為信號輸入端就可得到施密特觸發(fā)器，而把施密特觸發(fā)器的反相輸出端經(jīng)RC積分電路接回它的輸入端就構(gòu)成了多諧振蕩器。（電路圖如圖1、2所示）</p><p>　　高頻脈沖發(fā)生電路（1）</p><p>　　低頻可調(diào)脈沖發(fā)生電路（2）</p><p>　　其周期：T=（R1+2R2）Cln2 </p><p>　　振蕩頻率：f =1/T

12、</p><p>　　占空比：q =（R1+R2）/（R1+2R2）</p><p>　　對于高頻脈沖，要求頻率高取R1=R2=200Ω，C=0.1μf，則：</p><p>　　T=4.14*10-5s ； f =2.4*104Hz ；q =2/3</p><p>　　實驗表明，由于頻率很高使燈連續(xù)發(fā)亮，閃爍感低。</p>

13、<p>　　對于低頻脈沖，取R1=R2=4.3 ΚΩ， C=10μf，則：</p><p>　　T=89ms ； f =11.2Hz ；q =2/3</p><p>　　由于還串入10ΚΩ的可調(diào)電阻，調(diào)節(jié)這個電阻就可以讓圖畫以適合的間隔顯示出來。再加上電阻和電容都可以換，如果將電阻改為1ΚΩ那么其調(diào)節(jié)范圍正好滿足時間間隔在20ms~2s之間。</p><

14、p>　　2、譯碼驅(qū)動電路的設(shè)計￣</p><p>　　譯碼器我們采用3線—8線最小項譯碼器74LS138，邏輯表達式為Yi非=mi非是高電頻有效。它對三位二進制數(shù)000—111依次譯成8個高電頻信號。所以其輸入端正好用4位同步二進制計數(shù)器161來實現(xiàn)。它隨著時鐘脈沖上升沿的到來自動從000—111計數(shù)。</p><p>　　*3、儲存單元的設(shè)計</p><p>

15、;　　*4、顯示電路的設(shè)計（我與搭檔12號一起合作，我完成1、2部分的設(shè)計，3、4部分由12號完成）</p><p>　　四、 電路的安裝與調(diào)試</p><p>　　1、 首先對元件進行調(diào)試，測試其功能。在接線過程中要注意工藝，要盡量減少線與線的交叉次數(shù)。盡量控制整個電路在較小的范圍，雖然這樣布線較困難，但它能減少外界對電路的干擾，提高電路的穩(wěn)定性。先按圖接好脈沖發(fā)生電路，將輸出端接二極

16、管燈看是否有脈沖產(chǎn)生，如果沒有應(yīng)檢查電路接線是否正確，線口的接觸是否不良，再更換電容看是否是電容的問題，如果還沒有脈沖可以考慮是不是555本身的問題，直到有脈沖產(chǎn)生。再測試161的功能。161實現(xiàn)的是一個計數(shù)功能，將輸出端接到燈上觀察，就可發(fā)現(xiàn)161的計數(shù)功能。</p><p>　　2、E2PROM的編程</p><p>　　由于E2PROM的輸出是控制行,低電位有效, 所以在要點亮的燈處

17、編寫0,而它又跟列同步,當(dāng)列循環(huán)一次為一幅圖畫,所以每一幅圖畫只對八個紅燈編寫,依次下去,每四個二進制代碼轉(zhuǎn)換為十六進制代碼,共8幅圖畫.</p><p><b>　　編程的代碼如下:</b></p><p>　　0 08 08 7F 48 7F 08 08 08 </p><p>　　1 7F 5D 49 5D

18、 4D 5D 41 7F </p><p>　　2 10 10 10 10 28 44 83 00 </p><p>　　3 7E 42 7E 48 7E 48 64 42 </p><p>　　4 00 00 00 00 00 01 41 FF </p><p&g

19、t;　　5 FF 10 1E 12 12 26 42 00</p><p>　　6 00 00 00 00 41 FF 01 00 </p><p>　　7 10 10 10 10 10 10 00 10</p><p>　　8 00 E7 99 42 24 18 00 00</

20、p><p>　　編程后在電路板上進行調(diào)試。檢驗電路是否顯示設(shè)定的圖畫，若不行檢查編程是否出錯，細心檢查電路的接線是否正確，還不行再從脈沖發(fā)生電路檢查起，看每部分的電路是否正常工作，這樣那部分出錯就改動那部分，直到完成！</p><p>　　在調(diào)試整個電路的過程中，主要的碰到問題是無法完成64進制，線路的接觸不良，還有要注意各芯片的工作條件，這要求我們要細心和耐心，另外接線交叉不能過多，這樣便于

21、我們檢查！</p><p><b>　　五、實習(xí)心得</b></p><p>　　經(jīng)過一周的努力，我和我的搭檔終于完成了可編程彩燈的設(shè)計和制作，其中包含了老師的教導(dǎo)和自己的汗水。在完成課題的過程中，通過合理的分工我們各自處理自己的設(shè)計部分，然后再一起討論遇到問題。在此次實驗中我主要負責(zé)脈沖發(fā)生電路計和譯碼驅(qū)動電路的設(shè)計，我的搭檔負責(zé)儲存單元和顯示電路的設(shè)計。我們注重先

22、理論后實踐，在理論計算完成并檢查無誤可執(zhí)行時再連線實驗。實驗中一定要嚴格謹慎，保證線連線后開電源。</p><p>　　在分析和處理問題的過程中我們動手實踐能力增強了許多，學(xué)到了不少東西，而且在理論上也有了更深刻的認識。尤其在調(diào)試方面，彌補了平時少動手的空缺，加深了從理論到實踐的認識。</p><p>　　雖然制作成功了，但是在許多方面還存在不足，比如接線交叉太多，工藝比較差，圖畫顯示時有

23、的點不是很清楚。同時在實習(xí)中，我也感到所學(xué)的知識不是很深，掌握的不靈活，動手的能力不強，有時面對很多錯誤束手無策，解決問題的能力還有待加強。不過再老師的耐心講解幫助下，困難一個一個克服了，最終實驗調(diào)試成功。在解決問題的過程中，我總結(jié)了一些基本的方法，例如找錯時要一部分一部分的排除，在驗證一處程序或接線是否正確時一定要保證另外的部分是正確的，這樣一點一點排除來查錯。</p><p>　　總上所述，我的收獲總結(jié)如下：

24、</p><p>　　(1)正確地應(yīng)用實驗儀器，培養(yǎng)解決工業(yè)控制、工業(yè)檢測等領(lǐng)域具體問題的初步能力。</p><p>　　(2)通過所做課題，“解剖麻雀”，熟悉單片微機應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、研制的過程，軟硬件設(shè)計的工作方法、工作內(nèi)容、工作步驟。</p><p>　　(3)基本技能得到訓(xùn)練和提高，例如組成系統(tǒng)、編程、調(diào)試、查閱資料、繪圖、編寫說明書等；理論聯(lián)系實際，提高動手能

25、力和分析問題、解決問題的能力。</p><p>　?。?）提高了分析問題和解決問題的能力，能夠很好的將一個問題或系統(tǒng)從整體到部分再到整體的把握。</p><p><b>　　六、元器件明細表</b></p><p><b>　　七、參考書目</b></p><p>　　1、彭介華 《電子技術(shù)課程設(shè)計