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正文內(nèi)容

用單片機實現(xiàn)流水燈的控制畢業(yè)設(shè)計(編輯修改稿)

2024-07-26 04:06 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 輸入有回環(huán)特性) ,常應(yīng)用在地址鎖存及輸出口的擴展中,74H373是高速CMOS器件,功能與74LS373相同,兩者可以互換。74LS373內(nèi)有8個相同的D型(三態(tài)同相)鎖存器,由兩個控制端(11腳G或EN;1腳OUT、CONT、OE)控制。當(dāng)OE接地時,若G為高電平,74LS373接收由PPU輸出的地址信號;如果G為低電平,則將地址信號鎖存。工作原理:74LS373的輸出端O0~O7可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時,O0~O7為正常邏輯狀態(tài),可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng)OE為高電平時,O0~O7呈高阻態(tài),即不驅(qū)動總線,也不為總線的負(fù)載,但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 當(dāng)鎖存允許端LE為高電平時,O隨數(shù)據(jù)D而變。當(dāng)LE為低電平時,O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。其引腳圖為22。 圖22 74HC373引腳圖167。 16x8貼片發(fā)光二極管矩陣簡介。16x8點陣共由128個發(fā)光二極管組成,且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上,當(dāng)對應(yīng)的某一行置0電平,某一列置1電平,則相應(yīng)的二極管就亮;例如要將D1點亮,則R01腳接高電平LIN01腳接低電平,則第一個點就亮了;如果要將第一行點亮,則R01要接高電平,而LIN(0116)這些引腳接低電平,那么第一列就會點亮;如要將第一行點亮,則LIN01腳接低電平,而R(0108)接高電平,那么第一行就會點亮.167。 穩(wěn)壓器ams117簡介MS1117系列穩(wěn)壓器有可調(diào)版與多種固定電壓版,設(shè)計用于提供1A輸出電流且工作壓差可低至1V。在最大輸出電流時,并隨負(fù)載電流的減小而逐漸降低。%的誤差以內(nèi),而且電流限制也得到了調(diào)整,以盡量減少因穩(wěn)壓器和電源電路超載而造成的壓力。AMS1117器件引腳上兼容其他三端SCSI穩(wěn)壓器,提供適用貼片安裝的SOT223,8引腳SOIC,和TO252(DPAK)塑料封裝。參數(shù)如圖241 引腳圖如圖242: 圖241 參數(shù)圖 圖242 引腳圖第三章 基本原理167。利用AVR ATmega16單片機設(shè)計一個霓虹燈控制器,控制128個發(fā)光二極管,利用二極管的閃爍形成各種圖案和花樣??刂撇糠种饕蓡纹瑱C完成,顯示部分由單片機輸出的信號經(jīng)過放大后驅(qū)動二極管發(fā)光,形成圖案。為了整體布局美觀,實物采用印制PCB版,顯示部分由128個貼片發(fā)光二極管組成16x8的矩陣.本產(chǎn)品采用以ATmega16單片機為核心芯片的電路來實現(xiàn),主要由ATmega16芯片、時鐘電路、復(fù)位電路、列掃描驅(qū)動電路、16x8LBD點陣5部分組成,電路框圖如圖42所示。其中,ATmega16是一種帶16kB閃爍可編程可擦除只讀存儲器(Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory,F(xiàn)PEROM)的低電壓、高性能CMOS型8位微處理器,俗稱單片機。其先進的指令集以及單時鐘周期指令執(zhí)行時間,ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達1 MIPS/MHz,從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中,能夠進行1 000次寫/擦循環(huán)。他是一種高效微控制器,為很多嵌人式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。時鐘電路由ATmega16的7,8腳的時鐘端(XTAI 1及XTAL2)以及12 MHz晶振X 、電容CC6組成,采用片內(nèi)振蕩方式。復(fù)位電路采用簡易的上電復(fù)位電路,主要由電阻R 12,電容C5 ,開關(guān)S1 組成,分別接至ATmega16的RST復(fù)位輸人端。LED點陣顯示屏采用16x8的發(fā)光二極管點陣,可通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點陣的引腳分布。我們把行列總線接在單片機的I/O口,然后把上面分析到的掃描代碼送入總線,就可以得到顯示的圖像了。我們在實際應(yīng)用中是將LBD點陣的8條列線通過驅(qū)動電路接在PD口8條行線通過限流電阻接在PA、PC口,考慮到PD口必需設(shè)置上拉電阻,我們采用1k排電阻作為上拉電阻。圖像顯示的基本過程是這樣的:通電后由于電阻R12 ,電容C5的作用,使單片機的RST復(fù)位腳電平先高后低,從而達到復(fù)位;之后,在CC6 、X 以及單片機內(nèi)部時鐘電路的作用下,單片機ATmega16按照設(shè)定的程序在PA、PC、PD接口輸出與內(nèi)部圖像對應(yīng)的代碼電平送至LBD點陣的行列線(高電平驅(qū)動),從而選中相應(yīng)的LBD點發(fā)光,并利用人眼的視覺暫留特性合成圖像的顯示。電路總體方框圖如圖31。16x8LBD點陣74HC373時鐘電路 PA ATmega16 PC PD 74HC373復(fù)位電路三極管驅(qū)動電路 圖31 電路總體方框圖167。 顯示部分設(shè)計方案與論證方案一、采用移位寄存器擴展I/O口。利用74HC595擴展單片機的輸入輸出口來接發(fā)光二極管,實現(xiàn)串行輸入并行輸出。電路圖如321所示。此方案可擴展受控制的發(fā)光二極管的數(shù)量,但要控制128個LBD需要16個移位寄存器,需要芯片多,且PCB布局和布線不方便。方案二、采用矩陣式分布。利用單片機的PD口做行選信號,PA和PC口做列選信號,128個LBD構(gòu)成16行,18列的矩陣。詳細(xì)電路圖見單元電路設(shè)計中。此方案能單獨控制每一個LBD,也可單獨控制每行或每列的LBD,可形成豐富的圖案或花樣,顯示部分不需要格外的芯片,形成的電路簡單,PCB的布局和布線也較容易和美觀。綜上所述,考慮到要求控制的LBD不是太多,又矩陣式能形成較豐富的圖案,PCB板的布局和布線也較美觀,選擇方案二。 驅(qū)動部分設(shè)計方案論證與選擇。方案一、三極管一級驅(qū)動。由1個9012驅(qū)動一行16個LBD。正常發(fā)光時每個LBD的工作電流為10~15毫安,16(10~15) =160~240毫安, 這樣大的電流一個三極管就能提供。當(dāng)一行同時亮?xí)r能滿足發(fā)光工作要求。當(dāng)一個燈亮?xí)r,由于亮的時間非常短不會對LBD的工作造成影響。方案二、功率放大芯片??梢院芎玫膶崿F(xiàn)放大和驅(qū)動,性能穩(wěn)定,效果好,但價格較三極管高,電路較方案一也明顯復(fù)雜。綜上所述,三極管驅(qū)動電路簡單,性價比高,又能很好完成驅(qū)動作用,選擇方案一。線性電源的原理:線性電源主要包括工頻變壓器,輸出整流濾波器,控制電路,保護電路,如圖323所示。 線性電源是先將交流點經(jīng)過變壓器變壓,在經(jīng)過整流電路整流濾波得到未穩(wěn)定的直流電壓,要達到高精度的直流電壓,必須經(jīng)過電壓反饋調(diào)節(jié)輸出電壓,這種電源技術(shù)很成熟,可以達到很高的穩(wěn)定度,紋波也很小,而且沒有開關(guān)電源具有的干擾和噪。 圖323 線性電路原理圖由顯示部分共128個放光二極管,每個LBD的工作電流為10~15毫安,則當(dāng)二極管全部工作時,~2A。所以選用9V 1A的直流電源作為工作電源,采用市場上出售的成品,不再另行設(shè)計。圖321 寄存器擴展的電路圖第四章 設(shè)計過程167。 單元電路的設(shè)計控制部分主要是有單片機最小系統(tǒng)完成。采用了1個ATmega16單片機,2個74HC373鎖存器,12M晶振和電阻、插座等等。驅(qū)動部分的8個8050三極管也在此部分內(nèi)。單片機的PD0~7作為行的選通信號,PA0~7和PC0~7的16個輸出信號作為列的控制信號,經(jīng)過74HC373與二極管矩陣鏈接。輸出信號經(jīng)8050放大后驅(qū)動發(fā)光二極管。時鐘電路ATmega16單片機芯片內(nèi)部設(shè)有一個由反向
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