16x16點(diǎn)陣屏控制設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-01 08:20 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 用四塊點(diǎn)陣屏經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)組合成的 1616 LED 點(diǎn)陣屏用來(lái)顯示漢字和圖片，所謂的 1616，是每一個(gè)漢字在縱、橫行各用 16 像素點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)顯示，滿(mǎn)足了本次設(shè)計(jì)的要求。 再用兩塊 74HC138 芯片級(jí)聯(lián)的方式組合成 416 譯碼器對(duì)十六行進(jìn)行控制。四塊 74HC595 是通過(guò) 9 腳級(jí)聯(lián)十四腳實(shí)現(xiàn)了 32 位數(shù)據(jù)的輸入。所以通過(guò) 74HC595 芯片的 9 腳、 11 腳和 12 腳組合在一起，就能對(duì) LED 點(diǎn)陣屏的 LED 燈的亮滅進(jìn)行控制。 硬件電路制作過(guò)程 使用 protel 99 畫(huà)圖軟件畫(huà)硬件原理圖， protel 99 軟件是 ProklTechnology 公司開(kāi)發(fā)的一款畫(huà)圖軟件 ， 它可以進(jìn)行電路原理圖設(shè)計(jì)和單層或雙層印刷電路板設(shè)計(jì) 。 該軟件中的元器件的封裝是有限的，再加上現(xiàn)在市面上的器件的形狀各種各樣，在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和PCB 電路圖設(shè)計(jì)時(shí)，必須先畫(huà)好相應(yīng)的元器件封裝并更新到元器件庫(kù)當(dāng)中，才能完成相應(yīng)的設(shè)計(jì) 。 圖 為 硬件電路開(kāi)發(fā)流程。 設(shè)計(jì)原理圖 設(shè)計(jì) PCB 圖 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 第 7 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 硬件電路開(kāi)發(fā)流程 （ 1） 設(shè)計(jì)原理圖： 74HC595 芯片的功能設(shè)計(jì)一款驅(qū)動(dòng)控制電路。打開(kāi) protel 99 軟件新建一個(gè)原理圖文件，根據(jù)課題設(shè) 計(jì)要求設(shè)計(jì)的原理圖，在左側(cè)的元器件庫(kù)中找到相應(yīng)的元器件圖，按照一定的順序排列。排列好后，把相應(yīng)的管腳連接，雙擊原理圖中器件圖，彈出對(duì)話(huà)框，如圖 所示，在 Footprint 選項(xiàng)中填入相應(yīng)的元器件封裝的名字。把每一 個(gè)器件 的封 裝設(shè) 定好后 ，更 新 PCB ， 點(diǎn)擊設(shè) 計(jì)標(biāo) 題欄下 的子 標(biāo)題， 完成了電路圖 PCB 更新。 圖 封裝管腳設(shè)置 （ 2） 設(shè)計(jì) PCB 圖：更新 PCB 圖后，對(duì) PCB 圖進(jìn)行設(shè)計(jì)，把器件進(jìn)行布局，再根據(jù)自己的需要對(duì)電源線(xiàn)和信號(hào)線(xiàn)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。設(shè)置 GND 和 VCC 線(xiàn)的線(xiàn)寬，再對(duì)其它線(xiàn)的線(xiàn)寬進(jìn)行設(shè)置，并且要對(duì)焊孔和線(xiàn)的 進(jìn)行安全距離設(shè)置。一般 GND 和 VCC 的線(xiàn)寬比其它線(xiàn)要寬，這樣通電效果更好，線(xiàn)太細(xì)，很微小的一個(gè)斷開(kāi)的地方人肉眼是很難看轉(zhuǎn)印 PCB 腐蝕和打孔 焊接元器件 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 第 8 頁(yè) 共 41 頁(yè) 出來(lái)的，在對(duì)電路進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候很難發(fā)現(xiàn)，給電路進(jìn)行調(diào)試時(shí)帶來(lái)困難，而且通電信號(hào)不太好。設(shè)置好線(xiàn)寬后，再設(shè)置焊孔的大小，如果焊孔設(shè)置的太小，在打孔的時(shí)候會(huì)把銅邊打沒(méi)，焊接就非常困難。設(shè)置好這些后，開(kāi)始進(jìn)行布線(xiàn)，布線(xiàn)時(shí)要注意不要走直線(xiàn)。因?yàn)楸菊n題設(shè)計(jì)的線(xiàn)路比較多，如果采用單面布局就有很多的跳線(xiàn)，所以選擇了制作雙面板布局的方式。 （ 3） 轉(zhuǎn)印 PCB：把設(shè)計(jì)的 PCB 原理圖打印時(shí)，要注意本課題設(shè)計(jì)制作的是雙層 板，在打印頂層電路圖時(shí)，要對(duì)頂層電路進(jìn)行鏡像處理，這樣做是為了把頂層電路的所用焊孔與地層電路焊孔對(duì)應(yīng)，如果沒(méi)有對(duì)頂層電路進(jìn)行鏡像處理，就不能使其對(duì)應(yīng)。把打印好的地層 PCB 圖轉(zhuǎn)印到銅板上，需要高溫轉(zhuǎn)印機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)印。再根據(jù)制作雙面板的步驟，在一面已經(jīng)轉(zhuǎn)印好的電路板上，打幾個(gè)固定的孔 (至少三個(gè)點(diǎn) )，再在頂層的 PCB 圖紙找到與電路板上對(duì)應(yīng)的孔，用鐵絲穿過(guò) PCB 圖紙中對(duì)應(yīng)的孔，再穿過(guò)電路板上的孔。完成后，就固定 PCB 圖紙并把它放入高溫轉(zhuǎn)印機(jī)上轉(zhuǎn)印。 （ 4）腐蝕和打孔：完成后就開(kāi)始腐蝕電路板，腐蝕后涂上松香，是為了防止氧 化線(xiàn)路。腐蝕完后開(kāi)始打孔，根據(jù)前面設(shè)置好的焊盤(pán)大小選用相應(yīng)的打孔針打孔，在打孔時(shí)要注意對(duì)準(zhǔn)焊盤(pán)的中心，不然會(huì)把焊盤(pán)打沒(méi)，這樣會(huì)給焊接帶來(lái)困難。雙面板進(jìn)行對(duì)孔的時(shí)候是有偏差的，所以在打孔的時(shí)候需要看焊孔是否有線(xiàn)連接。如果一面有線(xiàn)連接另一面沒(méi)有線(xiàn)連接，就對(duì)有線(xiàn)連接的那一面進(jìn)行打孔，這樣能為焊接帶來(lái)方便。如果只針對(duì)一面打孔，由于轉(zhuǎn)印雙層電路圖產(chǎn)生的誤差，在打孔時(shí)，把另一面需要焊接的焊盤(pán)打掉，焊接困難。打孔完后，再一次確定焊孔是否去不都打了沒(méi)，確定無(wú)誤后才可進(jìn)行下一步驟。 （ 5）焊接元器件：本次硬件制作的是雙面板， 首先必須把所有兩面需要焊接的焊孔。對(duì)照原理圖，用鐵絲把每個(gè)兩面需要焊接的焊孔用鐵絲接好，對(duì)其進(jìn)行焊接，在焊接時(shí)為了確保每個(gè)焊空都是導(dǎo)通的，焊接完一個(gè)必須用萬(wàn)用表對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。焊完后，再對(duì)照原理圖，把相應(yīng)的器件插入相應(yīng)的位置，對(duì)器件進(jìn)行焊接。要特別注意個(gè)個(gè)元器件的管腳的是否對(duì)應(yīng)，確定無(wú)誤后才能開(kāi)始焊接。 硬件控制模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 本 培訓(xùn) 設(shè)計(jì)使用四片 74HC595 芯片并行輸出 32 位數(shù)據(jù)用于 點(diǎn)陣屏 燈的亮滅，通過(guò)查找相關(guān)資料對(duì)該芯片的管腳功能進(jìn)行分析。根據(jù)本 培訓(xùn) 設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)要求把四片74HC595 芯片通過(guò)級(jí)聯(lián)的方 式連接：四片 74HC595 芯片的 11 腳聯(lián)在起引出一根移位時(shí)鐘輸入腳 SCK；四片 74HC595 芯片的 12 腳聯(lián)在起引出一根存儲(chǔ)器鐘輸入腳 RCK；第一片芯片的 9 腳和第二片的 14 腳相連，第二片芯片的 9 腳和第三片的 14 腳，第三片芯片的 9 腳和第四片的 14 腳相連。相連組合成對(duì) 32 位數(shù)據(jù)的移位寄存器，接法如圖 所示。 桂林電子科技大學(xué)信息科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )說(shuō)明書(shū) 第 9 頁(yè) 共 41 頁(yè) 圖 32 位數(shù)據(jù)的移位寄存器 當(dāng)給 14 腳輸入 32 位串行數(shù)據(jù)后，給以為控制信號(hào) SCK 輸入一個(gè)高電平，通過(guò)調(diào)用延時(shí)程序， 32 位數(shù)據(jù)通過(guò)移位控制信號(hào)，分別移入四片 74HC595 芯片中。數(shù)據(jù)移完后，給寄存 控制信號(hào) RCK 一個(gè)高電平把 32 位數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，通過(guò) 13 腳使能控制信號(hào)端接 GND 就 把數(shù)據(jù)并行輸出。 點(diǎn)陣屏模塊設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) 隨著科技的進(jìn)步和迅速發(fā)展，使得半導(dǎo)體材料的制造技術(shù)和對(duì)半導(dǎo)體材料加工技術(shù)的不斷成
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