16x16点阵屏控制设计论文(编辑修改稿)

16x16点阵屏控制设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

用四块点阵屏经过设计组合成的 1616 LED 点阵屏用来显示汉字和图片，所谓的 1616，是每一个汉字在纵、横行各用 16 像素点的区域内显示，满足了本次设计的要求。 再用两块 74HC138 芯片级联的方式组合成 416 译码器对十六行进行控制。 四块 74HC595 是通过 9 脚级联十四脚实现了 32 位数据的输入。 所以通过 74HC595 芯片的 9 脚、 11 脚和 12 脚组合在一起，就能对 LED 点阵屏的 LED 灯的亮灭进行控制。 硬件电路制作过程 使用 protel 99 画图软件画硬件原理图， protel 99 软件是 ProklTechnology 公司开发的一款画图软件 ， 它可以进行电路原理图设计和单层或双层印刷电路板设计。 该软件中的元器件的封装是有限的，再加上现在市面上的器件的形状各种各样，在进行电路设计和PCB 电路图设计时，必须先画好相应的元器件封装并更新到元器件库当中，才能完成相应的设计。 图 为 硬件电路开发流程。 设计原理图 设计 PCB 图 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计 (论文 )说明书 第 7 页 共 41 页 图 硬件电路开发流程 （ 1） 设计原理图： 74HC595 芯片的功能设计一款驱动控制电路。 打开 protel 99 软件新建一个原理图文件，根据课题设 计要求设计的原理图，在左侧的元器件库中找到相应的元器件图，按照一定的顺序排列。 排列好后，把相应的管脚连接，双击原理图中器件图，弹出对话框，如图 所示，在 Footprint 选项中填入相应的元器件封装的名字。 把每一 个器件 的封 装设 定好后 ，更 新 PCB ， 点击设 计标 题栏下 的子 标题， 完成了电路图 PCB 更新。 图 封装管脚设置 （ 2） 设计 PCB 图：更新 PCB 图后，对 PCB 图进行设计，把器件进行布局，再根据自己的需要对电源线和信号线进行参数设置。 设置 GND 和 VCC 线的线宽，再对其它线的线宽进行设置，并且要对焊孔和线的 进行安全距离设置。 一般 GND 和 VCC 的线宽比其它线要宽，这样通电效果更好，线太细，很微小的一个断开的地方人肉眼是很难看转印 PCB 腐蚀和打孔 焊接元器件 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计 (论文 )说明书 第 8 页 共 41 页 出来的，在对电路进行检测的时候很难发现，给电路进行调试时带来困难，而且通电信号不太好。 设置好线宽后，再设置焊孔的大小，如果焊孔设置的太小，在打孔的时候会把铜边打没，焊接就非常困难。 设置好这些后，开始进行布线，布线时要注意不要走直线。 因为本课题设计的线路比较多，如果采用单面布局就有很多的跳线，所以选择了制作双面板布局的方式。 （ 3） 转印 PCB：把设计的 PCB 原理图打印时，要注意本课题设计制作的是双层 板，在打印顶层电路图时，要对顶层电路进行镜像处理，这样做是为了把顶层电路的所用焊孔与地层电路焊孔对应，如果没有对顶层电路进行镜像处理，就不能使其对应。 把打印好的地层 PCB 图转印到铜板上，需要高温转印机进行转印。 再根据制作双面板的步骤，在一面已经转印好的电路板上，打几个固定的孔 (至少三个点 )，再在顶层的 PCB 图纸找到与电路板上对应的孔，用铁丝穿过 PCB 图纸中对应的孔，再穿过电路板上的孔。 完成后，就固定 PCB 图纸并把它放入高温转印机上转印。 （ 4）腐蚀和打孔：完成后就开始腐蚀电路板，腐蚀后涂上松香，是为了防止氧 化线路。 腐蚀完后开始打孔，根据前面设置好的焊盘大小选用相应的打孔针打孔，在打孔时要注意对准焊盘的中心，不然会把焊盘打没，这样会给焊接带来困难。 双面板进行对孔的时候是有偏差的，所以在打孔的时候需要看焊孔是否有线连接。 如果一面有线连接另一面没有线连接，就对有线连接的那一面进行打孔，这样能为焊接带来方便。 如果只针对一面打孔，由于转印双层电路图产生的误差，在打孔时，把另一面需要焊接的焊盘打掉，焊接困难。 打孔完后，再一次确定焊孔是否去不都打了没，确定无误后才可进行下一步骤。 （ 5）焊接元器件：本次硬件制作的是双面板， 首先必须把所有两面需要焊接的焊孔。 对照原理图，用铁丝把每个两面需要焊接的焊孔用铁丝接好，对其进行焊接，在焊接时为了确保每个焊空都是导通的，焊接完一个必须用万用表对其进行测试。 焊完后，再对照原理图，把相应的器件插入相应的位置，对器件进行焊接。 要特别注意个个元器件的管脚的是否对应，确定无误后才能开始焊接。 硬件控制模块设计实现 本 培训 设计使用四片 74HC595 芯片并行输出 32 位数据用于 点阵屏 灯的亮灭，通过查找相关资料对该芯片的管脚功能进行分析。 根据本 培训 设计的设计要求把四片74HC595 芯片通过级联的方 式连接：四片 74HC595 芯片的 11 脚联在起引出一根移位时钟输入脚 SCK；四片 74HC595 芯片的 12 脚联在起引出一根存储器钟输入脚 RCK；第一片芯片的 9 脚和第二片的 14 脚相连，第二片芯片的 9 脚和第三片的 14 脚，第三片芯片的 9 脚和第四片的 14 脚相连。 相连组合成对 32 位数据的移位寄存器，接法如图 所示。 桂林电子科技大学信息科技学院毕业设计 (论文 )说明书 第 9 页 共 41 页 图 32 位数据的移位寄存器 当给 14 脚输入 32 位串行数据后，给以为控制信号 SCK 输入一个高电平，通过调用延时程序， 32 位数据通过移位控制信号，分别移入四片 74HC595 芯片中。 数据移完后，给寄存 控制信号 RCK 一个高电平把 32 位数据进行锁存，通过 13 脚使能控制信号端接 GND 就 把数据并行输出。 点阵屏模块设计实现 随着科技的进步和迅速发展，使得半导体材料的制造技术和对半导体材料加工技术的不断成。