哈尔滨工业大学----数字电子技术课程设计论文.doc

哈尔滨工业大学课程设计说明书Harbin Institute of Technology电子学课程设计说明书课程名称： 数字电子技术 设计题目： 可编程字符发生器 院 系：电气学院电气工程及自动化系班 级： 设 计 者： 指导教师： 刘贵栋 设计时间： 2010.12 哈尔滨工业大学设计说明书一、 设计题目制作一个可编程字符发生器，用点阵式LED发光矩阵作显示器件。二、 设计要求1. 点阵式LED发光矩阵为88规格。2. 用EEPROM存储器存储待显示的字符。3. 字符数大于4，字形自定。4. 实现顺序显示，流水显示或循环显示等中的一种工作方式，设计相应的控制电路。三、 设计过程1.设计方案：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88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。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：555定时器与两个300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）。 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.EEPROM存储内容：2816的A8，A9,A10地址均接低电平，选取0x000-0x0FF的地址空间存储待显示的字符。设计的显示字符为“HELP”，故以“H”字符为例说明字符的实现过程：地址空间为0x000-0x03F，其中地址的低三位循环的速度比较快，高五位变化速度比较慢，所以8个字节为一个稳定状态，由于视觉暂留现象，可以显示出完整字符：地址空间存储内容显示字符0x000-0x00700 00 00 00 00 00 00 000x008-0x00F00 00 00 00 00 00 00 440x010-0x01700 00 00 00 00 00 44 440x018-0x01F00 00 00 00 00 44 44 440x020-0x02700 00 00 00 44 44 44 7C0x028-0x02F00 00 00 44 44 44 7C 440x030-0x03700 00 44 44 44 7C 44 440x038-0x03F00 44 44 44 7C 44 44 44 每个状态能持续0.157秒，每个字的显示需要1.26秒， 因此，连续起来看就出现流水滚动的效果了。四、设计实物演示1.实物连接图：2.显示的字符（“H”、“E”、“L”、“P”）：五、 设计总结与感想参考书籍1王立欣，杨