led控制器的设计

目录
目录 (1)
LED控制器的设计 (2)
1 选题背景 (2)
1．1 指导思想 (2)
1．2 方案论证 (2)
1．3 基本设计任务 (3)
2 电路设计 (3)
2.1 总体方框图 (3)
2.2 工作原理 (3)
3 各主要电路及部件工作原理 (3)
3.1 555单稳态触发电路 (4)
3.2 CD4511简要说明 (4)
3.3 AT28C16说明 (5)
4 原理总图 (6)
5 元器件清单 (6)
6 调试过程及测试数据（或者仿真结果） (7)
6.1 通电前检查 (7)
6.2 通电检查 (7)
6.3 结果分析 (7)
7 小结 (7)
8 设计体会及今后的改进意见 (8)
8.1 体会 (8)
8.2 本方案特点及存在的问题 (8)
8.3 改进意见 (8)
LED控制器的设计
1 选题背景
随着社会的进步，led显示器在我们生活中的应用越来越广泛，特别是在广告宣传业，由于led显示的以下特点使得其快速占领了很大的市场。

1、亮度高：户外LED显示屏的亮度大于8000mcd/m2，是目前唯一能够在户外全天候使用的大型显示终端；户内LED显示屏的亮度大于2000md/m2。

2、寿命长：LED寿命长达100,000小时（十年）以上，该参数一般都指设计寿命，亮度暗了也算；
3、视角大：室内视角可大于160度，户外视角可大于120度。

视角的大小取决于LED发光二极管的形状。

4、屏幕面积可大可小，小至不到一平米，大则可达几百、上千平米；
5、易与计算机接口，支持软件丰富。

1．1 指导思想
要用数码管显示，首先需要译码器，在此我用是CD4511，要显示什么数字，只要正确控制CD4511的输入即可。

1．2 方案论证
方案一：用NE555产生时钟信号，通过74LS161计数，然后再用74LS1151选出所需的高低电平，通过所选出电平的有机组合再经过CD4511译码使得数码管显示所要的数字。

方案二：用NE555产生时钟信号，通过74LS161计数，然后再用28C16编程控制输出，再经过CD4511译码使得数码管显示出所要的数字。

方案三：以单片机为核心，通过编程实现字符显示。

综合考虑，采用哪种方案：第三种方案不符合这次课设的设计要求，第一种方
案电路设计复杂，固选第二种。

1．3 基本设计任务
功能要求：
（1）采用一个半导体数码管作为控制器的显示器，能够自动地依次显示出数字0、1、2、3、4、5、6、7、8、9（自然数列），1、3、5、7、9（奇数列），0、2、4、6、8（偶数列）和0、1、2、3、4、5、6、7（音乐符号数列），然后又依次显示出自然数列、奇数列、偶数列和音乐符号数列……如此周而复始，不断循环。

（2）打开电源时，控制器可自动清零，从接通电源时刻起，数码管最先显示出自然数列的0，再显示出1，然后按上述规律变化。

提示：设计时先用仿真软件protues测试设计电路是否正确，无误后再制作实际电路。

参考元器件： 74HC160/74HC161，AT28C16，NE555，CD4511等
2 电路设计
2.1 总体方框图
图2-1 总体方框图
2.2 工作原理
用NE555产生给74LS161产生约一秒的时钟信号，使74LS161计数，两片74LS161接成28进制，然后再用74LS1151选出所需的高低电平，通过所选出电平的有机组合再经过CD4511译码使得数码管显示所要的数字或字符。

3 各主要电路及部件工作原理
3.1 555单稳态触发电路
图3-1NE555单稳态触发电路
3.2 CD4511简要说明
CD4511BCD七段显示器译码器/译码器，IC CD4511是一组用来作为BCD对共阴极LED七段显示器译码的包其引BCD七段显示器译码器/译码器中文
IC CD4511是一组用来LT：做灯泡测试用，当LT=0，则不论其它输入状态为何，其输出abcdefg=1111111，使七段显示器全亮，即显示8，以便观测七段显示器是否正常。

当LT=1，则正常解码。

BI：空白输入控制，当BI=0 (LT 为1 时) 则不论DCBA 之输入为何，其输出abcdefg皆为0，即七段显示器完全不亮，此脚可供使用者控制仅对有效数据译码，避免在无意义的数据输入时显示出来造成字型的系乱。

LE：数据栓锁致能控制；在CD4511 中，不但具译码功能，更具有数据栓锁的记忆功能。

当LE=0 时(LT=1 且 BI=1)，DCBA 数据会被送入IC 的缓存器中保存，以供译码器码；当LE=1 时，则IC 中的暂存器会关闭，仅保存原来在LE=0 时的DCBA数据供译码器译码。

换句话说当LE=1 时，不论DCBA 的输入数据为何，皆不影响其输出，其输出abcdefg 仍保留原来在LE 由0转为1以前的资料。

新艺图库
图1 IC图3-2-1 CD4511各引脚作为BCD对共阴极LED七段显示器译码的包装
图3-2-2 CD4511功能图
3.3AT28C16说明
AT2816可以看做是一个自定义的译码器，通过编程实现当输入一个数时能够按照使用者的意愿来控制输出。

由于连线时为了方便走线，故本次接入输入的接口并不是按照电路图上的那样，故本次编写的程序如下：
图3-3-1 AT28C16程序
4 原理总图
图2-2 LED控制器的设计工作原理图
5 元器件清单
表格5-1
6 调试过程及测试数据（或者仿真结果）
仿真结果正常。

6.1 通电前检查
电路安装完毕后，经检查电路各部分接线正确，电源、元器件之间无短路，器件无接错现象。

6.2 通电检查
6.2.1NE555的检查
将NE555的3引脚与示波器连接，观察示波器是否显示方波，结果上电后能看到示波器显示1HZ方波。

6.2.2 74HC161模块的调试
在调试是我也是通过用示波器观察其输出的高低电平是否正常来判断我的线路连接是否正确。

6.3 结果分析
上电之后显示正常。

能正确显示0,1，2… 并正常循环显示。

7 小结
经过此次课程设计的锻炼，我的确学习了不少东西！之前只是咋爱学习课本的理论知识，时间毕竟接触的很少，总感觉不到我们所学的东西到底有什么使用价
值，而在课设期间，我才发现了我们学习的理论知识的价值和作用，而且通过这次机会很好的巩固了一下理论，使理论和实践有机的结合为一体。

这不管是在我今后的学习中还是生活中都将产生莫大的影响!
8 设计体会及今后的改进意见
8.1 体会
生活是一个大学堂，总有学不完的技巧和经验，所以我们在生活中要做一个有心人，不仅要细心观察，而且要善于分析，更要虚心向他人请教和学习，只有这样我们才能快速的进步！
8.2 本方案特点及存在的问题
本方案的特点是原理比较简单，但问题是使用的器材较多，所要连接的线也较多，不够经济。

8.3 改进意见
在实现同样要求的同时尽量简化原理图，减少元器件，电路板尽量采用印刷电路板，器件尽量选择便宜的常用的，实现的功能最好与我们的实际生活联系起来甚至是直接能在日常生活中应用。

参考文献
[1]阎石.数学电子技术基础.清华大学.高等教育出版社.2006。