led控制器的设计

目录

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 (2)

2 电路设计 (3)

2.1 总体方框图 (3)

2.2 工作原理 (4)

3 各主要电路及部件工作原理 (4)

3.1 555单稳态触发电路 (4)

3.2 CD4511简要说明 (4)

4 原理总图 (7)

5 元器件清单 (7)

6 调试过程及测试数据（或者仿真结果） (8)

6.1 通电前检查 (8)

6.2 通电检查 (8)

6.2.1 NE555的检查 (8)

6.2.2 74LS10模块的调试 (8)

6.3 结果分析 (8)

7 小结 (8)

8 设计体会及今后的改进意见 (9)

8.1 体会 (9)

8.2 本方案特点及存在的问题 (9)

8.3 改进意见 (9)

参考文献 (9)

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：（采用什么方法，特点等）：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或字符。

方案二：（采用什么方法，特点等）：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：第二种方案不符合这次课设的设计要求，固选第一种。1．3 基本设计任务

功能要求：

（1）在一个数码管上自动依次显示自然数序列（0~9）、奇数序列（1、3、5、7和9）、音乐符号序列（0~7）和偶数序列（0、2、4、6和8），然后循环显示；

（2）上电时先显示自然数序列，然后按上述规律变化。

参考元器件：74HC160/161，74HC138/139，74HC153，CD4511，AT28C16，74HC00/10/27，NE555。

提示：用Multisim软件验证电路设计是否正确，无误后再制作。

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74LS160产生约一秒的时钟信号，使74LS160计数，两片74LS160接成28进制，然后再用74LS1153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3-2-1 CC4015各引脚

图3-2-2 CD4511功能图

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

表格5-1

参考标识参数

U1 LM555CM

U2 74LS74

U3 74LS160D

U4 74LS160D

U5 74LS153D

U6 CD4511

U7 七段共阴极数码管

UBA 74LS10D

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引脚与发光二极管连接，观察二极管是否闪烁，如果电路连接无误，应该能看到闪烁现象。

6.2.2 74LS10模块的调试

在调试是我也是通过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

实际上我按照原理图连接好电路后，我需要显示的大部分数字已经出现了，不过还有一些异常现象，比如在显示完0和1后，应显示2，实际中2就没出现，然后过了约一秒钟3又出现。这个现象我思索了一下，我觉得数码管之所以不亮可能是因为最高位输出了高电平是四位二进制数之和大于了9才出现的，所以我就先检查与CD4511最高位连接的74LS151的选择数据输入端，结果发现有此次被选出的那一位悬空了，我把它连接到接地断后2就正常显示出来。还有一些其它的问题以及解决办法，在此就不一一列举了！

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！