【導(dǎo)讀】LED顯示技術(shù)是將光電、計(jì)算機(jī)及控制等技術(shù)綜合一體的現(xiàn)代新技術(shù)。本文詳細(xì)的分析了LED的驅(qū)動(dòng)方式，給出了LED顯示控制系統(tǒng)具體的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)外圍電路的不同連接可組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)，多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)和多諧振蕩三種方。本次設(shè)計(jì)主要采用多穩(wěn)態(tài)觸發(fā)方式達(dá)到定時(shí)的目的，定時(shí)部分采用二極管的亮滅來(lái)?？傮w實(shí)現(xiàn)一個(gè)定時(shí)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以控制LED亮滅時(shí)間。

　　

【正文】 存器狀態(tài)不變，電路保持原狀態(tài)不變 [9]。 (2)電路功能 綜上所述分析，可得 555定時(shí)器功能表，如表 31所示。 表 31 555定時(shí)器功能表 輸入 輸出 閾值輸入（ V11） 觸發(fā)輸入（ V12） 復(fù)位（ RD） 輸出（ VO） 放電管 T 0 0 導(dǎo)通 32VCC 3VCC 1 1 截止 32VCC 3VCC 1 0 導(dǎo)通 32VCC 3VCC 1 不變 不變 (3)用 555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 用 555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖 316所示。沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí) VI（ 2）處于高電平，如果接通電源后 Q=0， T導(dǎo)通，電容通過(guò)放電三極管 T放電，使 Vc=0， Vo保持低電平不變。如果接通電源后 Q=1，放 電三極管 T就會(huì)截止，電源通過(guò)電阻 R1向電容 C2充電，當(dāng)Vc上升到某值時(shí)，由于 R=0,S=1,鎖存器置 0， Vo為低電平。此時(shí)放電三極管 T導(dǎo)通，電容C放電， Vo保持低電平不變。因此，電路通電后在沒(méi)有觸發(fā)信號(hào)時(shí)，電路只有一種穩(wěn)定狀態(tài) Vo=0。如圖 317波形圖所示。 若觸發(fā)輸入端施加觸發(fā)信號(hào)為低電平，電路的輸出狀態(tài)由低電平跳為高電平，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，放電三極管 T截止。此后電容 C2充電，當(dāng) C2充電至 Vc=2VCC/3，電路的輸出電壓 Vo由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，同時(shí) T導(dǎo)通，于是電容 C放電，電路返回到穩(wěn)定狀態(tài)。如果忽略 T的飽和壓降，則 RCRCt W ?? 。 因此可用改電路作為定時(shí)器產(chǎn)生電路，定時(shí)時(shí)間通過(guò) R1和 C2來(lái)設(shè)置，這種電路產(chǎn)生的脈沖寬度可從幾個(gè)微秒到數(shù)分鐘，精度可達(dá) %。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 24 圖 316 555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 圖 317 555定時(shí)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器輸出波形 (4)用 555定時(shí)器組成的多諧振蕩器 用 555定時(shí)器組成的多諧振蕩器如圖 318所示。接通電源后，電容 C被充電，當(dāng) Vc上升到 2Vcc/3時(shí)，使 Vo為低電平，同時(shí)放電三極管 T導(dǎo)通，此時(shí)電容 C2通過(guò) R2和 T放電， Vc下降。當(dāng) Vc下降到 Vcc/3時(shí)， Vo翻轉(zhuǎn)為高電平。電容器 C放電所需的時(shí)間為 22 2ln CRRt pL ?? (319) 當(dāng)放電結(jié)束時(shí)， T截止， Vcc將通過(guò) R R2向電容器 C2充電， Vc由 Vcc/3上升到 2Vcc/3所需的時(shí)間為 ? ? 2)7,012212 (2ln CRRCRRt pL ???? (320) 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 當(dāng) Vc上升到 2Vcc/3時(shí)，電路又翻轉(zhuǎn)為低電平。如此周而復(fù)始，于是，在電路的 輸出端就得到一個(gè)周期性的矩形波。電路的工作波形如圖 319所示，其振蕩頻率為 ? ?CRRttpHpLf221 2 ???? (321) 圖 318 多諧振蕩電路圖 圖 319 多諧振蕩輸出波形圖 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 26 由于 555定時(shí)器內(nèi)部的比較器靈敏度較高，而且采用差分電路形式，用 555定時(shí)器組成多諧振蕩器的振蕩頻率受電源電壓和溫度變化的影響很小。 圖 318所示電路的 ttpHpL?，而且占空比固定不變。如果要實(shí) 現(xiàn)占空比可調(diào)，可采用如圖 320所示電路。由于電路中二極管 D D2的單向?qū)щ娞匦裕闺娙萜?C的充放電回路分開(kāi)，調(diào)節(jié)電位器，就可調(diào)節(jié)多諧振蕩器的占空比。圖中， Vcc通過(guò) RA、 D1向電容 C充電，充電時(shí)間為 CRtApL ? (322) 電容器 C通過(guò) D RB及 555中的三極管 T放電，放電時(shí)間為 CRtBpH ? (323) 因而，振蕩頻率為 ? ? CRRttBApHpLf ???? (324) 電路輸出波形的占空比為 ? ? %100% ??? RR RBAAq (325) 圖 320 占空比可調(diào)多諧振蕩電路 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 321 占空比可調(diào)多諧振蕩輸出波形 說(shuō)明：圖 321中滑動(dòng)變阻器阻值為 10K，滑動(dòng)點(diǎn)設(shè)為中點(diǎn)，那么 RA=7K， RB=7K，按式 (322)和 (323)計(jì)算得 Tpl=Tph=49ms。但是通過(guò) pspice仿真后得到的波形圖看Tpl=Tph=63ms。發(fā)現(xiàn)其系數(shù)是 ，與公式中的 。而圖 319中得出的結(jié)論與公式中的 。 該電路可作為脈沖產(chǎn)生電路，可以脈沖驅(qū)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng) LED，頻率由式（ 324）算得。同時(shí)也可以做為定時(shí)電路，定時(shí)時(shí)間可由式（ 323）算得。 總體電路設(shè)計(jì) 將上述各設(shè)計(jì)連接好后便得到本次設(shè)計(jì)所需要的電路圖，初步設(shè)定該電路定時(shí)時(shí)間為 11S， LED發(fā)光頻率為 1kHz，電源電壓為 5V。 該電路可用于很多 簡(jiǎn)單的控制電路 ，在工業(yè)，醫(yī)藥，農(nóng)業(yè)以及照明系統(tǒng)中也廣泛應(yīng)用，因?yàn)橐粔K 555芯片的造價(jià)很便宜，而且集成度也較高。因此，本次設(shè)計(jì)是個(gè)小型的但很實(shí)用的系統(tǒng)。完成后的系統(tǒng)電路圖及 PCB圖如 322和 323所示。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 322 總體設(shè)計(jì)電路圖 圖 323 總體設(shè)計(jì) PCB圖 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 4 結(jié) 論 隨著 國(guó)內(nèi)外 LED的高速發(fā)展，我們的世界越來(lái)越美麗精彩。從國(guó)外先進(jìn)的 LED技術(shù)到國(guó)內(nèi)正在舉辦的世博會(huì)， LED是其主要元素，如此絢麗的光景更是前所未有。顯然 LED已經(jīng)成為當(dāng)今的主要研究對(duì)象。因此對(duì) LED的控制顯得更為 重要，對(duì)不不同功能的 LED要選擇合適的電路才能充分發(fā)揮其功能。 本文詳細(xì)介紹了 LED時(shí)間控制電路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。從 LED的驅(qū)動(dòng)方式、電源的設(shè)計(jì)及 555時(shí)基電路的設(shè)計(jì)都做了較為詳細(xì)地分析和設(shè)計(jì)。 系統(tǒng)的電源部分包括：變壓電路、整流電路、濾波電路及穩(wěn)壓電路。該部分主要為各芯片以及 LED提供能源，使其能正常工作。 系統(tǒng)的時(shí)間控制部分包括：由 555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路和多諧振蕩電路。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路主要是起定時(shí)的作用，控制 LED發(fā)光的時(shí)間。多諧振蕩電路主要提供 LED發(fā)光的工作頻率，使其能更好的工作。 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)電 路相對(duì)簡(jiǎn)單，所具有的功能也相對(duì)單一。但是對(duì)一些簡(jiǎn)單實(shí)用的家用電器控制方面還是實(shí)用的，因?yàn)槠涫褂迷骷?，造價(jià)低，可廣泛使用。 盡管本論文對(duì) LED驅(qū)動(dòng)電路系統(tǒng)已能實(shí)現(xiàn)基本的定時(shí)功能，并且也實(shí)現(xiàn)了 LED驅(qū)動(dòng)頻率可調(diào)的要求，但由于作者水平和時(shí)間有限，離一個(gè)完全使用的，能夠完全符合市場(chǎng)需求的 LED驅(qū)動(dòng)電路還有一定的差距。尤其在實(shí)際輸出波形與理論上有差距方面還有大量工作需要完成。希望能與各位老師和同學(xué)交流、探討，不斷提高自己分析和解決問(wèn)題的能力。 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 致 謝 本文的設(shè)計(jì)工作是在我的導(dǎo)師何艷艷老師精心指導(dǎo)和悉心關(guān)懷下完 成的，在我論文的研究和撰寫(xiě)過(guò)程中無(wú)不傾注著導(dǎo)師辛勤的汗水和心血。導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)、也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。 然后還要感謝我的父母，他們?cè)谏詈蛯W(xué)習(xí)上給予了我很大的幫助和鼓勵(lì)，是他們給了我努力學(xué)習(xí)的信心和動(dòng)力。 對(duì)幫做過(guò)我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)和朋友表示由衷的謝意！ 同時(shí)衷心地感謝在百忙之中評(píng)閱論文和參加答辯的各位專家、教授！ 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 附 錄 電路原理圖 ： 電路 PCB圖： 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 元器件清單： 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 參考文獻(xiàn) [1] [2] [3] [4] [5] 劉慶 .LED 顯示屏接口設(shè)計(jì) :[碩士論文 ].大連理工大學(xué) ,20211210 [6] 張飛碧 ,陳宏慶 . LED 大屏幕顯示技術(shù) .演藝設(shè)備與科技 ,2021,4(23): 12 [7] 康華光 ,陳大欽 ,張林 .電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分 .(第 5 版 ),武漢 :高等教育出版社 , [8] 康華光 ,鄒壽彬 ,秦臻 .電子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分 .(第 5 版 ),武漢 :高等教 育出版社 , [9] 孫余凱等 .穩(wěn)壓電源設(shè)計(jì)與技能實(shí)訓(xùn)教程 .北京 :電子工業(yè)出版社 . [10] 陳有卿 .葉桂娟 .555 時(shí)基電路原理 設(shè)計(jì)與應(yīng)用 .北京 :電子工業(yè)出版社 , [11] 西貝 .LED 的應(yīng)用與發(fā)展 .廣東電予 ,1998 [12] screen display,past， present,and future,SID Conference Record ofthe International Display,Research Conference Proceedings of the 1997 17:1999,tl(2): 234245 [13] Song,Hongyu,Dot interlace transmission in video mnication of LED,Display PanelShu Ju Cai Ji Yu Chu Li／ Journal of data Acquisition and Processing 1999,1(3): 134145 [14] Shen,Shuqun,Real ization of image scanning controls for LED large screen display, Journal of Inverse and Ill—Posed Problems,1999,(5):170—172， [15] 清華大學(xué)電子學(xué)教研組編 ,閻石主編 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .第四版 .北京 :高等教育出版社 , [16] 西安交通大學(xué)電子學(xué)教研室編 ,沈尚賢主編 .電子技術(shù)導(dǎo)論 ,上冊(cè) .北京 :高等教育出版社 , [17] 彭容修主編 .數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ) .武 漢 :華中理工大學(xué)出版社 , [18] 清華大學(xué)電子教研組編 ,童詩(shī)白 ,華成英主編 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ) .第 3版 ,北京 :高等教育出版社 , [19] 謝嘉奎主編 .電子線路 .線性部分 .第 4版 ,北京 :高等教育出版社 , 華中科技大學(xué)文華學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 [20] 王遠(yuǎn)主編 .模擬電子技術(shù) .第 2版 ,北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , [21] 衣承斌 ,劉京南編 .模擬集成電子技術(shù)基礎(chǔ) .南京 :東南大學(xué)出版社 , [22] 謝沅清 ,解月珍 .電子電路基礎(chǔ) .北京 :人民 郵電出版社 , [23] 張睿主編 .Altium PCB設(shè)計(jì) .北京 :電子工業(yè)出版社 , [24] 劉小偉 ,劉宇 ,溫培和 .Altium .北京 :電子工業(yè)出版社 , [25] 徐向民主編 .Altium Designer快速入門(mén) .北京 :北京航空航天大學(xué)出版社 ,