多位LED译码驱动电路

电气信息学院多位LED扫描译码驱动电路课程设计报告课题名称电子技术课程设计专业班级12级电气自动化02班学号1204190224学生姓名王嬉嬉指导教师郑宽磊评分2014年5月26日至6月15日2/17目录摘要................................................................................................................................3一．课程设计目的.......................................................................................................4二．方案分析与选择........................................................................42.1电阻.......................................................................................................................42.2二极管...................................................................................................................62.3LED数码管.............................................................................................................92.474LS161……………………………………………………………………………..102.574LS153………………………………………………………………………………112.674LS138………………………………………………………………………………122.7CD4511……………………………………………………………………………….13三.多位LED译码扫描驱动电路原理..............................................153.1设计多位LED译码驱动电路框图...........................................................................153.2方波产生电路........................................................................................................153.3方波转化成脉冲信号..............................................................................................163.4LED动态扫描和驱动电路........................................................................................163.5LED动态扫描原理……………………………………………………………………17四.仿真与调试........................................................................................................18五.元件清单.......................................................................................20六．心得体会………………………………………………………….20七．参考文献…………………………………………….……………213/17摘要LED（LightEmittingDiode）行业现在成为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。本文介绍了多位LED扫描译码驱动电路，其中着重介绍了LED动态扫描的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、及详细的使用说明和工作流程。LED数码管是利用7个LED（发光二极管）外加一个小数点的LED组合而成的显示设备.LED数码管可以显示0~9等10个数字和小数点,通常用来显示时间、速度、系统状态等。关键词:LED数码管动态扫描译码器ABSTRACTLED(LightEmittingDiode)industryhasnowbecomeafast-growingemergingindustry.Themarkethasbigandbroadprospects.BasedonanumberofLEDscandecodingdrivecircuit,thisarticledescribestheLEDDynamicscandisplayandinterfacedesign.ItsfocusisontheLEDdynamicscanninghardwaredesignideas,featuresandprinciplesofthevariouspartsofthehardwarecircuit,andthecorrespondingsoftwareprogramming,aswellasdetailedinstructionsforuseandworkprogress.Asanewdisplay,LEDdigitaltubeisonedisplaydevicecombinedbysevenLED(lightemittingdiode)andthedecimalpointLED.LEDdigitaltubecanbedisplayed0to9total10digitsanddecimalpoints,Usuallyit’susedtodisplaytime,speedandsystemstatewidely.Keywords:LightEmittingDiodedynamicscanningthedecoder4/17一.课程设计的目的1)巩固和加深所学电子技术课程的基本知识（数字部分和模拟部分），提高综合运用所学知识的能力。2)培养学生独立思考和团队合作能力。3)通过设计方案的分析比较、元件选择及画电路图等环节．初步掌握设计的原理和仿真软件的使用。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。5)了解与课题有关的电路以及元器件的工作原理，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。6)培养学生根据课题需要选用参考书、查阅资料，学会独立思考等能力。二．方案分析与选择首先使用集成运放构造成振荡电路，设计一个能够产生1Hz-2KHz频率连续可调的方波信号；对方波信号进行信号整形和调理，得到一个可供数字电路使用的脉冲信号；脉冲信号送给数字电路部分，实现计数和译码控制电路对多位LED显示器的动态扫描和驱动。2.1电阻5/17此次课程设计，我们只用了1个1K的电阻，1个5.1K的电阻，两个10K电阻，两个20K电阻，一个200K电阻和一个200k滑动变阻器，一部分用作负载，另一部分用来分压。关于电阻，下面介绍一下关于色环的知识。这样，我们就不用每次都去拿万用表读数了。以下是色环颜色所代表的数字或意义示例:如图2-1所示左图所示,电阻的色标是由左向右排列的，电阻为27000Ω±0.5%而精密电阻器的色环标志用五个色环表示。第一至第三色环表示电阻的有效数字，第四色环表示倍乘数，第五色环表示允许偏差。右图所示的电阻为17.5Ω±1%。6/17图2-1色环示例2.2二极管二极管（国标）此次课程设计，我们用到的是稳压二极管关于二极管，下面介绍一下二极管的判别及参数。1).简述半导体是一种具有特殊性质的物质，它不像导体一样能够完全导电，又不像绝缘体那样不能导电，它介于两者之间，所以称为半导体。半导体最重要的两种元素是硅(读“guī”)和锗(读“zhě”)。二极管最明显的性质就是它的单向导电特性，就是说电流只能从一边过7/17去，却不能从另一边过来(从正极流向负极)。2)．半导体二极管的极性判别及选用(1)半导体二极管的极性判别一般情况下，二极管有色点的一端为正极，如2AP1～2AP7，2AP11～2AP17等。如果是透明玻璃壳二极管，可直接看出极性，即内部连触丝的一头是正极，连半导体片的一头是负极。塑封二极管有圆环标志的是负极，如IN4000系列。无标记的二极管，则可用万用表电阻挡来判别正、负极，万用表电阻挡示意图见图T304。2二极管的选用通常小功率锗二极管的正向电阻值为300～500Ω，硅管为1kΩ或更大些。锗管反向电阻为几十千欧，硅管反向电阻在500kΩ以上(大功率二极管的数值要大得多)。正反向电阻差值越大越好。点接触二极管的工作频率高，不能承受较高的电压和通过较大的电流，多用于检波、小电流整流或高频开关电路。面接触二极管的工作电流和能承受的功率都较大，但适用的频率较低，多用于整流、稳压、低频开关电路等方面。选用整流二极管时，既要考虑正向电压，也要考虑反向饱和电流和最大反向电压。选用检波二极管时，要求工作频率高，正向电阻小，以保证较高的工作效率，特性曲线要好，避免引起过大的失真8/173）二极管的功能及类型利用二极管单向导电的特性，常用二极管作整流器，把交流电变为直流电，即只让交流电的正半周(或负半周)通过，再用电容器滤波形成平滑的直流。事实上好多电器的电源部分都是这样的。二极管也用来做检波器，把高频信号中的有用信号“检出来”，老式收音机中会有一个“检波二极管”，一般用2AP9型锗管。二极管的类型也有好几种，对于电子制作来说，常常用到以下的二极管：用于稳压的稳压二极管，用于数字电路的开关二极管，用于调谐的变容二极管，以及光电二极管等，最常看见的是发光二极管9/172.3LED数码管此次课程设计，我们用到了四共阴极LED数码管。数码管其实也是由发光二极管所构而成的，下面介绍一下构成和参数。常用的LED数码管如图所示。它是利用发光二极管的制造工艺，由7个条状管芯和一个点状管芯的发光二极管制成。LED数码管有两种不同的结构形式，其等效电路分别如图所示。各段发光二极管的阳极连在一起作为公共端，因此称为共阳极数码管。工作时应当将阳极连电源正极，各驱动输入端通过限流电阻接相应的译码驱动器的输出。当译码驱动器的输出为低电平时，数码管相应的段变亮。LED数码管各段发光二极管的伏安特性与普通二极管类似，只是正向压降稍大，在正向电流达到适当大小时就能发光。在一定范围内，发光亮度和正向电流的大小近似成正比，但正向电流应小于允许的最大电流，并应留有适当的裕量，一般以不超过极限电流的70%为宜。因此，它的驱动输入端和译码电路或电压源相连时，应当串接合适的限流电阻，以免损坏器件。10/17表B314列出了几种数码管的参数。2.474LS161真值表和引脚图11/17管脚图介绍：时钟CP和四个数据输入端P0~P3清零/MR使能CEP，CET置数PE数据输出端Q0~Q3以及进位输出TC.(TC=Q0·Q1·Q2·Q3·CET)从74LS161功能表功能表中可以知道，当清零端CR=“0”，计数器输出Q3、Q2、Q1、Q0立即为全“0”，这个时候为异步复位功能。当CR=“1”且LD=“0”时，在CP信号上升沿作用后，74LS161输出端Q3、Q2、Q1、Q0的状态分别与并行数据输入端D3，D2，D1，D0的状态一样，为同步置数功能。而只有当CR=LD=EP=ET=“1”、CP脉冲上升沿作用后，计数器加1。74LS16