【正文】 DD 80LEDD 83LEDD 84LEDD 85LEDD 86LEDD 87LEDD 88LEDD 89LEDD 90LEDD 91LEDD 82LEDD 81LEDD 92LEDD 93LEDD 94LEDD 95LEDD 96LEDD 99LEDD 100LEDD 101LEDD 102LEDD 103LEDD 104LEDD 105LEDD 106LEDD 107LEDD 98LEDD 97LEDD 108LEDD 109LEDD 110LEDD 111LEDD 112LEDD 115LEDD 116LEDD 117LEDD 118LEDD 119LEDD 120LEDD 121LEDD 122LEDD 123LEDD 114LEDD 113LEDD 124LEDD 125LEDD 126LEDD 127LEDD 128LEDD3LEDD4LEDD5LEDD6LEDD7LEDD8LEDD9LEDD 10LEDD 11LEDD2LEDD1LEDD 12LEDD 13LEDD 14LEDD 15LEDD 16LINO1LINO2LINO3LINO4LINO5LINO6LINO7LINO8LINO9LINO10LINO11LINO12LINO13LINO14LINO15LINO16R O 1R O 2R O 3R O 4R O 5R O 6R O 7R O 8OE1LE11D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719VDD20GND10M C 74H C 373A D WU3OE1LE11D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719VDD20GND10M C 74H C 373A D WU1基于單片機(jī)控制的霓虹燈控制器 16 步驟二、產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)表，如圖 4313所示 圖 4313 電路原理圖產(chǎn)生的網(wǎng)絡(luò)表 步驟三、畫(huà) PCB板，主體電路及如圖 4314所示 圖 4314 電源電路 PCB板 17 實(shí)物制作 ： 以下是轉(zhuǎn)載相應(yīng)資料的制作 PCB版的方法以及步驟 （ 1） 分別打印頂層和底 PCB圖到轉(zhuǎn)印紙上， （ 2）將頂層與底層 PCB圖對(duì)齊，中間插入 PCB空板，將轉(zhuǎn)印紙固定在 PCB空板上。網(wǎng)絡(luò)表可以從電路原理圖中獲得，也可從印制電路板中提取出來(lái)。在這一過(guò)程中，要充分利用 PROTEL DXP所提供的 各種原理圖繪圖工具、各種編輯功能，來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的目的，即得到一張正確、精美的電路原理圖。該軟件將項(xiàng)目管理方式、原 理圖和 PCB圖的雙向同步技術(shù)、多通道設(shè)計(jì)、拓樸自動(dòng)布線以及電路仿真等技術(shù)結(jié)合在一起，為電路設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的支持。 167。行掃描和列 掃描方法的掃描頻率必須大于 16 8— 128 Hz，周期小于 7． 8 ms即可，但是一次驅(qū)動(dòng)一列或一行 (8顆LBD)時(shí)需外加驅(qū)動(dòng)電路提高電流，否則 LED亮度會(huì)不足?？梢?jiàn)，漢字點(diǎn)陣顯示一般有點(diǎn)掃描、行掃描和列掃描 3種。上述方法雖然能夠讓我們弄清楚漢字點(diǎn)陣代碼的獲取過(guò)程，但是依靠人工方法獲取漢字代碼是一件非常繁瑣的事情。首先將 16行分成 8位的上、下兩部分，把發(fā)光的象素位編為 0不發(fā)光的象素位為 1的十六進(jìn)制代碼。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在象素范圍內(nèi)的任何圖形。 軟件設(shè)計(jì) 要實(shí)現(xiàn)的目的是漢字的顯示，其功能為顯示 ： 燈全亮 ?字?！爸小??字模“明” ?全暗 程序的框圖如圖 42 圖 42 程序框圖 漢字的點(diǎn)陣顯示原理及字庫(kù)代碼獲取方法： 我們以 UCDOS中文宋體字庫(kù)為例，每一個(gè)字由 16x8的點(diǎn)陣組成顯示。 結(jié)合以上，總體 的硬件電路圖如圖 413所示 ams117穩(wěn)壓電路 原先設(shè)計(jì)的時(shí)候沒(méi)有考慮設(shè)計(jì)電源，采用的 是市場(chǎng)上賣(mài)的 9V 10000mA 的直流電源，但是單片機(jī)工作的電源一般穩(wěn)定在 5V左右，所以利用 ams117設(shè)計(jì)了一個(gè) 5V穩(wěn)壓電路。在顯示過(guò)程中，多采用掃描方式，利用人的視覺(jué)暫停效應(yīng)，只要刷新速率不小于 25幀 /秒，就不會(huì)有閃爍的感覺(jué)。從結(jié)構(gòu)上可知，它的每一列共用一根列線，每一行共用一根行線。 顯示部分電路 顯示部分主要由 128個(gè)貼片發(fā)光二極管組成 8x16的矩陣。當(dāng)上電時(shí)， C5相當(dāng)于短路，使單片機(jī)復(fù)位，在正常工作時(shí)，按下復(fù)位鍵時(shí)單片機(jī)復(fù)位。晶振頻率選擇 12MHZ， C C6的電容值取 30pF，電容的大小起頻率微調(diào)的作用。 時(shí)鐘電路 ATmega16單片機(jī)芯片內(nèi)部設(shè)有一個(gè)由反向放大器構(gòu)成的振蕩器， XTAL1和 XTAL2分別為振蕩電路的輸入端和輸出端，時(shí)鐘可由內(nèi)部或外部生成，在 XTAL1和 XTAL2引腳上外接定時(shí)元件， 內(nèi)部振蕩電路就會(huì)產(chǎn)生自激振蕩。單片機(jī)的 PD0~7作為行的選通信號(hào)， PA0~7和 PC0~7的 16個(gè)輸出信號(hào)作為列的控制信號(hào)，經(jīng)過(guò) 74HC373與二極管矩陣鏈接。采用了 1個(gè) ATmega16單片機(jī)， 2個(gè) 74HC373鎖存器， 12M晶振和電阻、插座等等。79/ S C L R10S C K11R C L K12/G13S E R14Q?7 4H C 5 9 5L1 L2 L3 L4L5 L6 L7 L8L1 L2 L3 L4L5 L6 L7 L8R11 0KR21 0KR31 0KR41 0KR51 0KR61 0KR71 0KR81 0KR 2 51 0KR 2 61 0KR 2 71 0KR 2 81 0KR 2 91 0KR 3 01 0KR 3 11 0KR 3 21 0KD A T AN1N2N3 圖 321 寄存器擴(kuò)展的電路圖 基于單片機(jī)控制的霓虹燈控制器 10 第四章 設(shè)計(jì)過(guò)程 167。 Q11Q22Q33Q44Q55Q66Q77Q015Q 39。 圖 323 線性電路原理圖 由顯示部分共 128個(gè)放光二極管，每個(gè) LBD的工作電流為 10~15毫安，則當(dāng)二極管全部工作時(shí)，大約需要 ~2A。 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(hù)電路，如圖 323所示?？梢院芎玫膶?shí)現(xiàn)放大和驅(qū)動(dòng)，性能穩(wěn)定，效果好，但價(jià)格較三極管高，電路較方案一也明顯復(fù)雜。當(dāng)一個(gè)燈亮?xí)r，由于亮的時(shí)間非常短不會(huì)對(duì) LBD的工作造成影響。正常發(fā)光時(shí)每個(gè) 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(gè)三極管就能提供。 方案一、三極管一級(jí)驅(qū)動(dòng)。 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。詳細(xì)電路圖見(jiàn)單元電路設(shè)計(jì)中。 方案二、采用矩陣式分布。電路圖如 321所示。 顯示部分設(shè)計(jì)方案與論證 方案一、采用移位寄存器擴(kuò)展 I/O口。電路總體方框圖如圖 31。我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中是將 LBD點(diǎn)陣的 8條列線通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路接在 PD口 8條行線通過(guò)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。 LED 點(diǎn)陣顯示屏采用 16x8的發(fā)光二極管點(diǎn)陣，可通過(guò)萬(wàn)用表檢測(cè)發(fā)光二極管的方法測(cè)試判斷出該點(diǎn)陣的引腳分布。時(shí)鐘電路由 ATmega16的 7， 8腳的時(shí)鐘端 (XTAI 1及 XTAL2)以及 12 MHz晶振 X 、電容 C C6組成，采用片內(nèi)振蕩方式。其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間， ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá) 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(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，能夠進(jìn)行 1 000次寫(xiě)／擦循環(huán)。為了整體布局美觀，實(shí)物采用印制 PCB版，顯示部分由 128個(gè)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(jī)為核心芯片的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，主要由 ATmega16芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、列掃描驅(qū)動(dòng)電路、 16x8LBD 點(diǎn)陣 5部分組成，電路框圖如圖 42所示。 利用 AVR ATmega16單片機(jī)設(shè)計(jì)一個(gè)霓虹燈控制器，控制 128個(gè)發(fā)光二極管，利用二極管的閃爍形成各種圖案和花樣 。 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。在最大輸出電流時(shí)， AMS1117器件的壓差保證最大不超過(guò) ，并隨負(fù)載電流的減小而逐漸降低。 16x8點(diǎn)陣共由 128個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)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(diǎn)亮，則 R01腳接高電平 LIN01腳接低電平，則第一個(gè)點(diǎn)就亮了；如果要將第一行點(diǎn)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(huì)點(diǎn)亮；如要將第一 行 點(diǎn)亮，則 LIN01腳接低電平，而 R（ 0108）接高電平，那么第一 行 就會(huì)點(diǎn)亮 . 167。 圖 22 74HC373引腳圖 基于單片機(jī)控制的霓虹燈控制器 6 167。當(dāng) LE為低電平時(shí)， O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。當(dāng) OE為高電平時(shí)， O0~O7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)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。 工作原理： 74LS373的輸出端 O0~O7可直接與總線相連。 74LS373內(nèi)有 8個(gè)相同的 D型 (三態(tài)同相 )鎖存器，由兩個(gè)控制端 (11腳 G或 EN；1腳 OUT、 CONT、 OE)控制。 167。使用 ADC時(shí)應(yīng)通過(guò)一個(gè)低通濾波器與 VCC 連接。 VCC AVCC是端口 A與 A/D轉(zhuǎn)換器的電源。 XTAL1 反向振蕩放大器與片內(nèi)時(shí)鐘操作電路的輸入端。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口D 處于高阻狀態(tài) RESET 復(fù)位輸入引腳。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電 流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 C 處 5 于高 阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 B 處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電 流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口 A 處于高阻狀態(tài)。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，可以輸出和吸收大電流。 ATmega16的程序計(jì)數(shù)器 (PC)為 13位，因此可以址 8K 字的程序存儲(chǔ)器空間 基于單片機(jī)控制的霓虹燈控制器 4 圖 21 ATmega16 引腳圖 引腳說(shuō)明： VCC 數(shù)字電路的電源 GND 地 端口 A (PA7..PA0) 端口 A 做為 A/D 轉(zhuǎn)換器的模擬輸入端。用戶程序的安全性要根據(jù) Flash程序存儲(chǔ)器的兩個(gè)區(qū)：引導(dǎo) (Boot) 程序區(qū)和應(yīng)用程序區(qū)，分開(kāi)來(lái)考慮。系統(tǒng)內(nèi)可編程的 Flash 程序存儲(chǔ)器 ATmega16具有 16K字節(jié)的在線編程 Flash，用于存放程序指令代碼。此外， ATmega16 還有 EEPROM 存儲(chǔ)器以保存數(shù)據(jù)。其引腳分布圖如圖 21所示。 微處理器 .先進(jìn)的 RISC 結(jié)構(gòu) ,131 條指令 ,大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期 ,2個(gè) 8 位通用工作寄存器 ,全靜態(tài)工作 ,工作于 16 MHz 時(shí)性能高達(dá)16 MIPS,只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器 .非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ,16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 : 10,000 次 ,