哈工大 数电课设可编程字符发生器.docx
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哈工大数电课设可编程字符发生器
HarbinInstituteofTechnology
课程设计说明书（论文）
课程名称：
数字电子技术
设计题目：
可编程字符发生器
院系：
班级：
设计者：
学号：
指导教师：
设计时间：
哈尔滨工业大学
哈尔滨工业大学课程设计任务书
姓名：
院（系）：
专业：
班号：
任务起至日期：
年月日至年月日
课程设计题目：
可编程字符发生器
已知技术参数和设计要求：
制作一个可编程字符发生器，用点阵式LED显示出字符。
（1）用EEPROM存储待显示的字符。
（2）字符数大于4个，字形自定，如“工大电子”、“电子设计”等。
（3）具有顺序显示、流水显示和循环显示的工作方式，设计相应的控制电路。
工作量：
工作计划安排：
1.原理分析：
11月19日—11月20日（两天）
2.电路制作：
11月21日—11月23日（三天）
3.字符编码：
11月24日（一天）
4.电路调试：
11月25日—11月27日（三天）
5.报告编写：
11月28日（一天）
同组设计者及分工：
1.原理分析：
2.电路制作：
3.字符编码：
4.电路调试：
5.报告编写：
指导教师签字___________________
年月日
教研室主任意见：
教研室主任签字___________________
年月日
*注：
此任务书由课程设计指导教师填写。
一．原理介绍………………………………………………………………5
二．设计方案………………………………………………………………5
三．设计实物演示…………………………………………………………9
四．设计心得体会…………………………………………………………12
一、原理介绍
由发光二极管点阵组成的LED显示屏，当行、列（行为低电平、列为高电平或行为高电平、列为低电平）信号有效时，其交点的发光二极管点亮，多个被点亮的发光二极管即可组成一定的字符。
显示屏应采用动态扫描工作方式。
逐行点亮显示屏中组成字符的LED，行信号由译码器产生，低电平时有效，列信号由EEPROM输出，若扫描速度较快（如100Hz），则由于人眼视觉暂留作用，字符就固定的显示出来了。
通过选择点亮LED的方式即可实现顺序显示、流水显示、循环显示。
二、设计方案
1.设计方案：
①．可编程字符发生器的整体结构：
可编程字符发生器的整体结构如下图所示：
其中时钟信号由555定时器构成的多谐振荡器（信号频率158.73Hz）提供；地址计数单元由两片74LS90、一片74LS93和一片74LS161组成（两片74LS90级联成25分频电路，74LS161和74LS93级联成32进制加法计数器）；地址存储空间EEPROM由一片DQ2816A-250组成（2816存储待显示的字符），其地址线由地址计数单元提供；列选信号由2816的输出端提供，行选信号由74LS138的输出端提供（74LS138的输入端由74LS93的8进制计数部分提供），行选和列选信号产生电路分别为显示屏的行与列提供选通地址线；发光二极管8×8点阵显示屏用来显示字符发光二极管点阵显示屏用来显示字符，它有8根行选线和8根列选线，其中行选线接发光二极管的正极，列选线接发光二极管的负极，行选线接高电平（逻辑“1”）、列选线接低电平（逻辑“0”）时发光，将LED阵列旋转90度，改为行选线为低电平有效，列选线为高电平有效，方便实现逐行扫描。
由于扫描频率足够高，人眼不能分辨其中变化，发光矩阵上就会显示为完整字符，就能看到设计的流水滚动效果。
②．可编程字符发生器工作流程：
接通电源后，时钟脉冲输入，地址计数器开始计数，EEPROM对应的地址单元中的代码输出，以驱动列选线产生电路。
地址计数器同时又为行选信号产生电路提供地址线，随着地址计数器计数值的变化，发光二极管显示屏逐行扫描，显示屏上显示出字符。
2.设计电路图及工作原理：
图1可编程字符发生器电路设计图
555定时器与两个300Ω电阻和一个10uF电容接成为一个时钟频率为158.73Hz的多谐振荡器。
该时钟信号直接送入74LS93的CLKB端，为74LS93的八分频提供时钟，74LS93的QB，QC，QD端为八进制计数器，接入2816的低位地址A0，A1，A2。
同时74LS93的这三位输出接入74LS138译码器的A，B，C三个输入端，进行译码，产生行选信号（如下图所示）。
图2行选信号
同时，555定时器产生的时钟信号经过两片74LS90的25分频后（6.35Hz）接入74LS161的CLK端，为74LS161提供时钟，同时74LS161的进位输出端接入74LS93的未用的CLKA端，这样74LS161的四个输出端加上74LS93的QA端，就构成了一个32进制的计数器，这五个输出端分别接入2816的高位地址A3，A4，A5，A6，A7。
2816的数据输出端Q0-Q7作为列选信号接入LED阵列。
3.字符设计：
在接到EEPROM某端口的两个开关为某一状态时，共8个管脚接到了触发的地址电平中，每个字符占8位，故每种状态共能存储32个字符。
而开关共有4个状态，故可存储四种效果。
（1）四个字符（H、O、L、D）
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（2）三种状态
1.循环依次显示HOLD四个字符
2.仅显示H
3.循环流水滚动显示HOLD四个字符
三、设计实物演示
1.实物连接图：
2.显示的字符（“H”、“O”、“L”、“D”）：
四、设计心得体会
在整个设计过程中，我与我组另一名成员积极配合，高效率地进行了方案设计、连接电路以及实物调试等一系列工作,我们感到十分高兴。
欣喜之余我更认识到了做任何事都需要的谨慎性。
由于面包板的可靠性不是很高，当我们前几次连接好电路以后，并没有顺利的显示出字形，这时候我们并没有慌乱，认认真真的利用万用表来检查各个导线的好坏，和面包板某些端口的好坏，更加了解的电路调试的重要性，进一步掌握的电路调试的基本方法，为以后的学习积累了经验。
本次的课程设计，不但给我提供了动手实践的良机，而且提高了我自主学习、运用所学知识于实践的能力，提高了我发现错误、解决错误的能力，同时，通过设计课题方案，我开阔了视野，并对所学知识有了更深入的了解和认识，相信这些能力的提升都会给我未来的学习和工作带来巨大的益处。
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