学号：1003618019 河南大学民生学院
毕业论文
（ 2014 届）
年级2010级
专业班级电子信息科学与技术
学生姓名
指导教师姓名
指导教师职称讲师
论文完成时间2014年5月10日
目录
摘要： (2)
1 绪论 (3)
1.1 选题背景 (3)
1.2 LCD发展 (3)
1.3 选题目的 (4)
2 关键技术 (4)
2.1 FPGA简介 (4)
2.2 LCD简介 (5)
3 系统分析 (7)
3.1 FPGA的设计方法 (7)
3.2 Verilog HDL (8)
3.3 TC1602液晶模块工作方式 (8)
3.4 系统开发环境 (12)
4 系统设计与验证 (12)
4.1 系统概述 (12)
4.2 功能结构设计 (12)
4.3 设计流程图与状态的设计 (12)
4.4 系统实现 (15)
4.5 部分程序代码 (16)
5 系统测试 (20)
5.1 仿真波形 (20)
5.2 对TC1602液晶显示器验证 (20)
6 结论 (20)
参考文献 (21)
1
基于FPGA的LCD驱动显示电路的设计与实现
（河南大学民生学院，河南开封，475004）
摘要：
本课题主要任务是设计基于FPGA的LCD驱动电路的设计和实现，兼顾好程序的易用性，以方便之后模块的移植和应用。控制器部分采用Verilog语言编写，主体程序采用了状态机作为主要控制方式。最后实现使用FPGA在LCD上显示任意的英文字符和阿拉伯数字，另外要能根据输入数据的变化同步变化LCD上显示的内容。同时要能将储存模块中的数据正常地显示在LCD上。
本文中对FPGA，LCD，Quartus II，硬件设计工具等进行了简单的介绍，对其功能进行了简单的描述，并了解了LCD液晶显示器的发展历史，日常应用以及相对比于其他种类显示器的优缺点，并对基于FPGA的LCD液晶显示器驱动电路未来的发展趋势进行了展望。
关键词：
FPGA LCD Verilog 状态机
Design and Implementation of LCD Drive Display Circuit based
on FPGA
Abstract:
In this project, the main object is to design a LCD controller based on FPGA, and at the same time emphasize on the convenience for the later application and migration.The program of the controller is written by Verilog language, and the main body of the program used state machine as the primary control method. displayed picture which was put earlier.
In this project, FPGA, LCD, Quartus II, I hardware design tools simply introduces its functions were a simple description, and understanding the LCD monitor the development history, and relative everyday applications than in other types of monitor based on FPGA advantages and disadvantages, and the LCD monitor driver circuit future development trends are discussed.
Key words:
FPGA, LCD, Verilog, State Machine
2
1 绪论
1.1 选题背景
本课题主要任务是设计基于FPGA的LCD驱动显示电路的设计与实现。设计中保证程序的易用性和可移植性。设计的基本要求要确保输出能够根据输入的变化而同时变化。本次设计有FPGA产品的开发有一定的帮助，其开发时间短，移植性高对LCD的开发有指导性的意义。增加了人机之间的交互性，为我们的生活和行业发展提供了便利。
FPGA是一种现场可以编程的门阵列器件。FPGA与之前的GAL,PAL,CPLD 等可编程器件有很大的不同之处。之前的可编程器件往往在门电路数目上受到局限，所以在功能上也受到了很大程度上的限制。FPGA则在这方面不受制约。作为进一步发展的产物，FPGA有更好的实用性。
LCD，即液晶显示器，是一种采用了液晶控制透光技术来实现色彩的显示器，与CRT显示器相比有很多优点，如轻薄、能耗低、辐射小等，已经应用在各行各业，有STN、TFT、LTPS、OLED等多种类型。液晶是一种几乎完全透明的物质。液晶能够作为显示设备是基于它的物理和化学性质。由于液晶内部分子排布的特殊性，造就了液晶可以显示的光学性质。分子排列的改变会引起光线的改变，最初的研究者认为液晶的分子排列时不变的，直到20世纪60年代，有人发现在外加电压的情况下液晶分子排列会发生变化，能引起光线的折射和扭曲，由此发展了液晶显示设备。
1.2 LCD发展
液晶显示器件(LCD)是目前最有活力的电子产品之一。液晶显示屏已经渗透到各行各业各个领域。LCD在电压，功耗，体积等方面有显著的优点。由于它的优点使得在生产中更加的便宜，产品更容易携带，性能方面也毫不逊色。LCD 已经成为现在社会显示设备的首选器件。
LCD的快速发展扩大了显示设备的应用领域，它体积小的特点使得它在生活中的应用更加广泛。LCD和CRT是目前显示技术上的两大类，已形成互补，共同发展的局面。
在科学技术领域，LCD产业的发展日益受到重视，许多国家都投入了大量的人力与物力。显示设备是我们生活中不可缺少的一部分，尽管在显示领域出现了有机EL,FFD,PDP等竞争对手，但基于LCD的综合性优点，在未来很长一段
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时间内，LCD显示设备仍然是首选最重要的显示器件之一。本次研究的LCD驱动电路的设计与实现和现实生活有密切联系，有很大的实用效果。
1.3 选题目的
本课题主要是设计基于FPGA的LCD驱动电路，设计要求是使其更加接近生活，容易使用，同时方便后续的学习和使用。结合外围电路等液晶显示模块，通过软件测试，来实现英文字母的显示。通过不断的改写，调试，使其能正确的在LCD上显示内容，达到最初的设计目的和初衷。
2 关键技术
2.1 FPGA简介
FPGA（Field－Programmable Gate Array），即现场可编程门阵列FPGA与之前的GAL,PAL,CPLD等可编程器件有很大的不同之处。之前的可编程器件往往在门电路数目上受到局限，所以在功能上也受到了很大程度上的限制。FPGA不仅解决了可编程器件门电路数局限性的不足，还克服了定制电路的不足。作为进一步发展的产物，FPGA有更好的实用性。
FPGA内部包含三部分：输出模块IOB,可配置逻辑模块CLB,内部连线。它采用了一种逻辑单元阵列的新概念。FPGA内部有一个小型的查找表，查找表与一个D触发器的输入端相联接。通过D触发器来驱动其他逻辑电路或I/O接口。逻辑单元阵列的设计既可以实现组合逻辑又可以实现时序逻辑。FPGA最终的逻辑功能是由存储器中的值决定的。
2.1.1 FPGA的特点
FPGA允许无限次编程。FPGA有以下几个特点：
（1）采用FPGA设计ASIC的电路不需要经过生产就能确保得到合适的芯片，节约了成本。
（2）FPGA可以作为其它电路的中试样片。
（3）FPGA有丰富的触发器和I/O引脚。
（4）FPGA设计周期短，开发费用低，风险最小。
（5）FPGA采用高速CHMOS工艺，功耗低，能与其他工艺的电平相兼容。
综上所述，FPGA芯片是小批量系统的最佳选择之一。它能够提高系统的可靠性和集成度。
2.1.2 FPGA的设计法则
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（1）面积与速度的互换
面积是指FPGA的内部芯片资源，包括逻辑资源和I/O资源等，速度指的是FPGA工作时的最高频率。面积与速度往往不可兼得，因此设计者必须要有所取舍。面积越小，就可以用更低的成本来实现产品的功能。增大芯片的面积可以提高FPGA的工作速度，但面积的增大意为着成本的提高，体积也会随之增大，因此不能一味追求速度而无限的增大面积。在实际的设计中有许多被重复使用次数不同的模块它们占据了大量的资源，造成面积的堆积和资源的浪费。在设计改造中，我们可以用一个最小的复用单元来替代这些被重复使用的模块，当然这样的改进必然需要引进其他的一些资源。总之我们们的要求是在速度得以保证的情况下，尽可能的减小面积，这样不仅能节约成本，同时也能保证产品的竞争力。
（2）硬件可实现原则
FPGA设计有专门的语言。Verilog HDL和VHDL是常用的两种。在采用HDL 语言来描述一个硬件电路功能时，一定要确保代码描述的电路是可综合的，在硬件方面是可实现的。Verilog HDL语言描述的是硬件结构，所以一定要确保硬件可实现，编译能够生成硬件电路。
（3）同步设计原则
FPGA设计电路有两种基本形式同步和异步。异步电路有一个最大的缺点就是会产生毛刺。而同步电路由于是有各种触发器构成的，它的输出食欲时钟边沿驱动触发器产生的，因此可以很好的避免毛刺的产生。
2.2 LCD简介
LCD （Liquid Crystal Display 的简称）液晶显示器。LCD由两块平行的玻璃基板构成，上基板为彩色滤光片，下基板为TFT（薄膜晶体管）。工作时光线进入基板后会在液晶分子的作用下发生扭转，这样就可以控制偏振光的出射。液晶分子的转动是由TFT上外加的电压信号控制的。
LCD按照背光源的不同可分为CCFL和LED两种。以CCFL（冷阴极荧光灯管）作为背光光源的液晶显示器，功耗较高，但其色彩显示好。
LED液晶显示器以发光二极管作为背光光源，其优势是体积小，功耗低，同时还可达到较高的亮度，不足之处是色彩表现不佳。专业绘图LCD在色彩方面要求比较高，所以大都不采用这种方式。
2.2.1 LCD技术参数
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对比度：LCD制造中需要选用滤光片，定向膜和控制IC等配件，这些配件与面积对比度有关。
亮度：作为显示设备，亮度是首要考虑因素，LCD借助外光源发光灯管数目越多亮度越大。
信号：液晶在暗亮之间转换的反应时间，响应时间越小越好，一般以毫秒（ms）为单位。
可视角度：光线通过液晶后的就有了方向性。可视角度是现在技术上需要解决的一个重大问题。为解决可视角度的问题目前有三种比较流的技术：TN+FILM、IPS(IN-PLANE -SWITCHING)和MV A(MULTI-DOMAIN VERTICAL alignMENT)。
2.2.2 LCD的分类
LCD发展至今它的分类主要依据其控制方式，有主动矩阵式和被动矩阵式两种。两种方式有着各自的优缺点：被动矩阵式的优点是成本低廉，但它的反应速度慢，在亮度和可视角度上不如主动矩阵式。所以在应用上有很大的局限性，但由于它的成本低所以任有一部分显示设备使用被动矩阵式。主动矩阵式的色彩丰富，可视角度宽广，亮度高。这都是因为其内部有一个内建的晶体管。主动矩阵式有更多的优点，所以受到广泛的青睐，市场占有额也大。体积小，耗电量低是LCD显示器的优点，但与CRT显示器相比，LCD显示器还有不足之处，不够成熟稳定。
2.2.3 LCD工作原理
我们都知道物质只有固态、液态、气态三种型态。物质分子的内部结构决定着这个物质的物理和化学性质。液体分子质心排列没有任何规律性，没有规律性我们就无从研究，而液晶是一种分子具有方向性的晶体。
被动矩阵式的工作原理是让光线自上而下的照射，由于液晶的方向性所以一般只有一个角度的光线能穿透下来。当有光线穿透时先要进入上夹板的沟槽中，再通过排列不整齐的液晶分子通路，然后进入下面的偏光板，这样就形成了一条光线穿透路径。液晶状态的改变是由外界电压决定的，有外界电压时分子内部的排列方式会变为竖立状态。当有外界电压影响时，液晶的初始状态就会发生改变，由原来的正常排列方式变成竖立的状态。经过液晶的光会被第二次偏光板吸收，但由于整个结构处于不透光的状态，所以显示屏会呈现黑色。没有外加电压时，
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液晶处于初始态，它会把入射进来的光线折射90度，显示屏会呈现白色。为了使每个像素都能产生色彩，被动矩阵式采用冷阴极灯管作为背光源。
主动矩阵式的显示器结构与被动式相似，但显示原理却有许多不同之处。两者的光线射入方式不同，主动矩阵式的光线自下向上射出，借助液晶分子传导光线。主动矩阵式上层电极为FET晶体管，下层是共通电极。主动矩阵式分子状态的改变是由FET电极控制的。通过不断的遮光和透光来达到显示的目的。主动矩阵式与被动矩阵式相比具有记忆保持功能，它能够保持先前液晶分子的状态。当下一次FET电极加电发生变化时状态才会改变。
LCD具有以下特点：
低电压微功耗
体积小
被动显示型
信息量大
容易彩色化
无电磁辐射
寿命长
3 系统分析
3.1 FPGA的设计方法
FPGA的设计方法有“自下而上”和“自顶向下”两种。在大规模的FPGA 设计中一般选择第二种设计方法。这种设计方法的特点在于它所采用的语言能够独立制造企业的产品结构。直接在功能级设计上定义产品，与功能仿真技术相结合，最终确保设计产品的正确性。完成功能定义后，要进行布局布线。在布局布线需要有网标文件，同时要结合厂商的布局布线器进行操作。在QuartusII中可以直接由语言生成。布局布线的结果会返回到仿真器中，进行下一步的验证。这样可以避免布局布线产生的门延时和线延时影响设计性能。
“自顶向下”的优越性在于：第一，设计可以重复利用。模块化已经成为设计的主流，集成程度的提高使得调用更为方便。“自顶向下”的设计方式与芯片结构无关，设计出的产品可以保存，方便需要时重新利用。第二，“自顶向下”的设计方式与芯片结构无关，所以设计者在设计时可以集中精力在产品上，降低了设计风险，缩短了开发时间，节约成本。第三，设计规模的提高，减小了设计
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者的工作量。FPGA语言能完成各种功能的描述，通过语言可以直接生成电路图，不需要再手工绘图。最后，在芯片的选择上更加灵活。设计者可以通过比对各种芯片的速度，价格，性能等多方面指标选择最佳的结果进行设计。FPGA设计主要采用VHDL和Verilog HDL两种语言，本次使用的是Verilog HDL语言。
3.2 Verilog HDL
Verilog HDL是硬件描述语言的一种，也是本次论文主要运用的语言，主要用于抽象数字系统的建模。它既可以完成简单的门级建模，也可以实现复杂的电子系统建模。
Verilog HDL 语言具有以下功能：
（1）Verilog HDL语言提供了编程语言接口，这样就可以从外部控制，监测模拟验证期间的问题。
（2）Verilog HDL语言作用广，无论是设计，响应监测，验证还是波形产生都可以使用同一种建模语言，避免了分别使用多种语言，极大了提高了便利性。
（3）Verilog HDL语言定义了语法，每个语法结构都有清晰的模拟，仿真语义。这样编写出来的模型能够在仿真器里进行验证。
（4）Verilog HDL提供了扩展的建模功能，便于使用者学习和使用，能够满足大多数的建模应用。
3.3 TC1602液晶模块工作方式
本次设计采用的TC1602液晶显示模块为标准的16脚接口。引脚功能如下：引脚1：VSS为电源地，接GND。
引脚2：VDD为电源，接+5V电源。
引脚3：VL为液晶显示器对比度调节端。
引脚4：RS为寄存器选择端。高电平和低电平分别对应数据寄存器和指令寄存器。
引脚5：RW为读写信号控制端，低电平时进行的是写操作，高电平时进行的是读操作。当RW=H，RS=L时表示读忙信号。当RW=L，RS=L时表示显示地址或者写入指令。当RW=L，RS=H时可以写入数据。直接接地表示不需要读信号。
引脚6：E为使能端。当E端由高电平转变为低电平时，液晶模块开始工作，执行操作命令。
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引脚7～14：D0～D7为8位双向数据线。
引脚15：BLA背光电源正极(+5V)输入引脚。
引脚16：BLK背光电源负极，接GND。
TC 1602液晶模块之所以能显示字符和数字，是因为其内部带有标准字库。32个5×10点阵字符和192个5×7点阵字符存储在内部字符发生存储器（CGROM）中。工作时通过内部寻址，显示所需要的字符。表3.1为字符生成RAM,供用户自定义字符。每个字符都对应一个固定代码。
表3.1字符生成器RAM TC1602有11条控制指令，表3.2所示（1为高电平，0为低电平）。
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表3.2 TC1602控制指令
各指令功能如下：
指令1：清显示。功能：送20H“空代码”到所有的地址计数器中，清除地址计数器中的显示数据，同时地址计数器（AC）清零。光标返回至原始状态，I/D变为高电平，AC为自动加1。
指令2：光标复位。功能：将DDRAM地址计数器（AC）清零光标返回到原始状态，不改变其中的内容。
指令3：输入方式设置。功能：设置光标的移动方向，并且指定整体的显示有没有移动，用来设置需要显示字符的输入方式。字符的输入方式由参数位I/D 和SH决定。
I/D表示进行DDRAM或CGRAM读/写后，地址的修改方式，也是光标的移动方式：
I/D=0：光标自右往左移动，AC减一。
I/D=1：光标自左往右移动，AC加一。
SH=0：写入字符时，允许显示画面滚动。
SH=1：写入字符时，禁止显示画面滚动。
指令4：控制显示开关。功能：该指令用来控制光标及画面是否闪烁。有三个状态位：B、C、D：
B：控制光标是否闪烁，高电平闪烁，低电平不闪烁；C：控制光标开关控
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制位。高电平表示有光标，低电平表示无光标；D：控制整体显示的开与关，高电平控制开显示，低电平控制关显示。
指令5：光标或显示整体显示移位位置。功能：S/C和R/L对应操作：
0 0：光标由右向左移动且AC减一。显示不动
0 1：光标由左向右移动且AC加一。显示不动
1 0：所有显示由右向左移动，光标跟随移动，AC减一
1 1：所有显示由左向右移动，光标跟随移动，AC加一
指令6：功能设置命令。功能：设置接口数据位数以及显示模式。DL：DL=H 时，DB0~DB7有效，数据接口为8位。DL=L时，DB4~DB7有效，数据接口为4位。数据传输时先传高4位，后传低4位。N：低电平时为单行显示，高电平时双行显示。F：点阵字符控制位。低电平时显示5x7的点阵字符，高电平时显示5x10的点阵字符，无论高低电平，显示都加光标。
指令7：CGRAM地址设置。功能：将CGRAM地址送入AC中。字符发生存储器将成为计算机进行读/写操作的操作对象。
指令8：DDRAM地址设置。功能：将地址计数器的地址送入AC中。N为低电平时，DDRAM范围被设置为80H到FFH。N为高电平时，地址计数器范围被分为两行，第一行地址计数器地址范围为80H~BFH，第二行地址计数器地址范围为C0H~FFH。
指令9：读忙标志位及地址。功能：最高位（BF）显示忙信号时，低7位存储地址计数器的内容。BF=H：内部正在执行操作，要等待该指令完成到BF=L 再执行下一条指令。
指令10：写数据。功能：将数据写入CGRAM 或DDRAM。RS为高RW为低电平时，为数据的写操作；RS和RW均为低电平时，为指令的写操作。执行写操作后，地址自动加/减1（更具输入方式设置指令）。
指令11：读数据。功能：从字符发生存储器或地址计数器读出8位数据。如果从地址计数器读数据，执行读操作后，地址自动加/减1。
其中，CLK、RST 分别是50MHZ时钟信号和复位输入信号。复位信号低电平有效。RS、RW、E和data分别为与液晶显示屏控制芯片连接的控制信号。RS 为寄存器选择控制输出信号，当RS 为低电平时，控制信号被传输，当RS为高电平时，数据信号被传输。RW为输出信号读/写控制位，当RW为低电平时，
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液晶显示屏控制芯片被写入数据。当RW为高电平时，向液晶显示芯片读取数据。E控制脉冲输出信号的读写，高电平有效；data 为数据信号。
3.4 系统开发环境
硬件配置：TC1602液晶模块
操作系统：Windows XP
仿真工具：Quartus II
开发语言：Verilog
4 系统设计与验证
4.1 系统概述
该课题研究的是基于FPGA的LCD驱动电路的设计与实现，其主体部分采用状态机作为主要控制方式，控制器部分用Verilog语言编写。通过各部分的联接最终实现在LCD上显示任意数字和字母，同时还兼顾数据的同步性。
4.2 功能结构设计
4.2.1 接口部分设计
该设计使用Max II EPM240T100C5芯片与液晶显示模块相联接来实现显示功能，通过芯片中的驱动程序来驱动液晶模块显示相应的字母或数字。
4.2.2 液晶模块内部显示地址
液晶显示模块显示速度比较迟钝，因此在执行每条指令之前要先确认模块是否在正在进行其他指令。若忙标志为低电平，表示不忙；忙标志为高电平时，指令失效。显示字符时要根据显示字符地址。图4.2为其内部显示地址：
图4.2液晶显示模块内部显示地址
4.3 设计流程图与状态的设计
整体设计框图：
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图4.3 整体设计原理方框图
4.3.1 控制指令流程图
如图所示可以通过状态机实现对液晶显示屏控制芯片的控制。该流程采用计数器与状态机相结合的方式，为每个状态机设置各自所需的工作时间，确保了每次操作的顺利进行。通过计数器与状态设置延迟计数值相比较，给状态机发出计数时间到的信号，通知状态机进入到下一个工作状态，直到所有的数据传送完毕后，
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再循环向液晶显示屏控制芯片发送显示字符的编码数据。
4.3.2 状态机
状态机工作图解:
S0: write_instr
S1: write_dataup4_1
S2: write_datadown4_1
S3: set_ddramaddup
S4: set_ddramadddown
S5: write_dataup4_2
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S6: write_datadown4_2
S7: Default
当复位键reset 等于1的时候，S0进入工作状态，当datacnt 小于或等于10的时候S0状态循环工作，当datacnt 大于10的时候跳转到S1状态，在S1状态顺序执行完每条语句之后跳转到S2状态，这时判断datacnt 是否等于39，若不等于39跳转回S1状态，重新执行S1状态的每条语句直到datacnt 等于39时，跳转进入S3状态，在执行完S3状态的每条语句之后，跳转到S4状态。执行完S4状态的语句后，跳转到S5状态。顺序执行S5状态的每条语句，跳转到S6状态。在S6状态时分为两种情况需做出判断：如果datacnt 不等于39的时候，跳转回S5状态并重新执行S5状态的语句；如果datacnt=39的时候，跳转回S1状态，并重新执行S1状态到S6状态，不断循环。如果状态机工作出现错误，设置一个错误状态S7，此时跳转到错误状态S7，之后跳转回S0状态，这就是本状态机的整个工作流程。
4.4 系统实现
4.4.1 顶层模块图
在Quartus II 中仿真后得到电路图如图所示
顶层模块图
参数定义：
IDLE = 4'd0, //空闲
CLEAR = 4'd1, //清屏指令
SET_FUNCTION = 4'd2, //工作方式设置指令
SWITCH_MODE = 4'd3, //开关控制指令
SET_MODE = 4'd4, //输入方式设置
SET_DDRAM1 = 4'd5, //设定第一行DDRAM地址指令
WRITE_RAM1 = 4'd6, //向第一行写入的数码
SET_DDRAM2 = 4'd7, //设定第2行DDRAM地址指令
WRITE_RAM2 = 4'd8, //向第2行写入的数码
SHIFT = 4'd9, //设定显示屏或光标移动方向指令
STOP = 4'd10,
从图中我们可以看到定义的Parameter，状态机的十个状态，以及输入输出端口，其中，rst是复位端。LCD_RS输出连接至LCD的RS引脚，代表寄存器选择，“1”时为选择数据寄存器，“0”时为指令寄存器。LCD_RW输出连接至LCD 的RW引脚，代表读写信号线，“0”时为写操作，“1”时为读操作。LCD_E输出连接至LCD的EN引脚，当该引脚出现下降沿时，液晶执行命令。LCD_DATA输出连接至LCD的D7~D0引脚，用于写入待显示字符或指令。
4.5 部分程序代码
always @ (posedge clk_int or negedge rst)
if(!rst)
begin
state<=IDLE;
address<=6'b000000;
LCD_D<=8'b00000000;
LCD_RS<=0;
LCD_RW<=0;
end
else
begin
case(state)
16
IDLE: begin
LCD_D<=8'bzzzz_zzzz;
state<=CLEAR;
end
CLEAR: begin
LCD_RS<=0;LCD_RW<=0;LCD_D<=8'b0000_0001;
state<=SETFUNCTION;
end
SETFUNCTION :begin
LCD_RS<=0;LCD_RW<=0;
LCD_D[7:5]<=3'b001;
LCD_D[4]<=LCD_Dwidth8;
LCD_D[3]<=twoline;
LCD_D[2]<=font5x10;
LCD_D[1:0]<=2'b00;
state<=SWITCHMODE;
end
SWITCHMODE :begin
LCD_RS<=0;
LCD_RW<=0;
LCD_D[7:3]<=5'b00001;
LCD_D[2]<=open_display;
LCD_D[1]<=open_cur;
LCD_D[0]<=blank_cur;
state<=SETMODE;end
SETMODE :begin
LCD_RS<=0;
LCD_RW<=0;
LCD_D[7:2]<=6'b000001;
LCD_D[1]<=cur_inc;
17
LCD_D[0]<=cur_noshift;
state<=SHIFT;
end
SHIFT :begin
LCD_RS<=0;
LCD_RW<=0;
LCD_D[7:4]<=4'b0001;
LCD_D[3]<=shift_cur;
LCD_D[2]<=left_shift;
LCD_D[1:0]<=2'b00;
state<=SETDDRAM1;
end
SETDDRAM1 :begin
LCD_RS<=0;
LCD_RW<=0;
LCD_D<=8'b10000000;
state<=WRITERAM1;
end
SETDDRAM2 :begin
LCD_RS<=0;
LCD_RW<=0;
LCD_D<=8'b11000000;
state<=WRITERAM2;
end WRITERAM1 :begin
if(address<=15)
begin
LCD_RS<=1;
LCD_RW<=0;
LCD_D<=ddram(address);
18
address<=address+1;
state<=WRITERAM1;
end
else
begin
LCD_RS<=0;
LCD_RW<=0;
state<=SETDDRAM2;
end
end
WRITERAM2 :begin
if(address<=31)
begin
LCD_RS<=1;
LCD_RW<=0;
LCD_D<=ddram(address);
address<=address+1;
state<=WRITERAM2;
end
else
begin
LCD_RS<=0;
LCD_RW<=0;
state<=SHIFT;
address<=6'b000000;
end
end
endcase
end
endmodule
19
L E D显示屏驱动电路 设计
摘要 LED显示屏具有使用寿命长、响应速度快、可视距离远、规格品种多、数字化程度高、亮度高等特点，在信息显示领域已经得到了非常广泛的应用。它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元，组成大面积显示屏。其显示方法有静态显示和动态扫描显示。动态扫描显示耗用硬件资源少，但软件要不断处理，耗CPU。静态显示虽然软件简单但硬件价格稍贵。LED显示屏主要包括发光二极管构成的阵列、驱动电路、控制系统及传输接口和相应的应用软件。而驱动电路设计的好坏，对LED显示屏的显示效果、制作成本及系统的运行性能起着很重要的作用。 本文介绍了点阵式电子显示屏的硬件电路设计原理与软件设计方案，采用51系列单片机芯片，得到了一个能同时显示8个汉字16×16的LED点阵式电子显示屏。 关键词：LED显示屏动态扫描 AT89S52 74HC595
ABSTRACT The LED display monitor has the long of service life, quacking response speed, the far of it’s visual range , many specification variety, high of the digitized, the brightness higher characteristic. It in the information demonstrated the domain already obtained the extremely widespread application. It lattice module or picture element unit which constitutes using the light emitter, composes the big area display monitor. It’s demonstration method has the static demonstration and the dynamic scanning demonstration. The dynamic scanning demonstration consumes the hardware resources to be few, but the software must process unceasingly, and consumes CPU. Although the static state software for display is simple, the hardware price is slightly expensive. The LED display monitor mainly include the array which the light emitter diode constitutes , actuates the electric circuit ,the control system and the transmission connection and the corresponding application software. But actuates the circuit design the quality, to the LED display monitor demonstration effect, the manufacture cost and the system performance characteristic is playing the very vital role. Key words: LED display monitor Dynamic scanning AT89S52 74HC595
驱动电路设计 在单片机采集完工件的温度信号后，通过算法计算出下一个工件的节拍，确定下一个工件的推出时间后，就要发出驱动信号，通过驱动电路驱动气缸。 本部分的设计思路是：单片机发出控制信号后，通过三极管驱动继电器，通过继电器的二次触点与气缸相连，驱动气缸。 3.3.1继电器的选择 气缸的额定电压220V，额定电流3A，根据气缸的电气参数，我们继电器选择汇科公司的HK4100F-DC5V-SH型号的继电器。 HK4100F-DC5V-SH的主要技术参数： 1.触点参数 触点形式：1C（SPDT）一组转换触点； 触点负载：3A 220V AC/30V DC； 阻抗：≤100mΩ； 额定电流：3A； 电气寿命：≥10万次； 机械寿命：≥1000万次； 2.线圈参数 阻值（±10％）：120Ω； 线圈功耗：0.2W； 额定电压：DC 5V； 吸合电压：DC 3.75V； 释放电压：DC 0.5V； 工作温度：-25℃～+75℃； 绝缘电阻：≥100MΩ； 线圈与触点间耐压：4000V AC/1分钟； 触点与触点间耐压：750 V AC/1分钟； 转换型（Z型）这是触点组型。这种触点组共有三个触点，即中间是动触点，上下各一个静触点。线圈不通电时，动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合，线圈通电后，动触点就移动，使原来断开的成闭合，原来闭合的成断开状态，达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。 3.3.2 三极管的选择 因为AT89C52单片机的I/O口输出电流很小，极限值为15mA。所以要用三极管放大来驱动继电器。 1.功率PCM：大于5V×继电器电流（5×40mA=0.2W）的两倍；
大功率LED 的驱动电路设计（PT4115应用） 摘要：LED （light emitting diode ）即发光二极管，是一种用途非常广泛的固体发光光源，一种可以将电能转化为光能的电子器件。由于LED 具有节能、环保、使用寿命非常长，LED 元件的体积非常小，LED 的发出的光线能量集中度很高，LED 的发光指向性非常强，LED 使用低压直流电即可驱动，显色性高（不会对人的眼睛造成伤害）等优点，LED 被广泛应用在背光源、照明、电子设备、显示屏、汽车等五大领域。而且随着LED 研发技术的不断突破，高亮度、超高亮度、大功率的LED 相继问世，特别是白光LED 的发光效率已经超过了常用的白炽灯，正朝着常照明应用的方向发展，大有取代传统的白炽灯甚至节能灯的趋势。 本论文主要介绍采用恒流驱动方式实现驱动电路，并且提出一种基于恒流驱动芯片PT4115的高效率的大功率LED 恒流驱动解决方案。该种驱动电路简单、高效、成本低，适合当今太阳能产品的市场化发展。。 关键词：大功率LED ；驱动电路；恒流驱动芯片PT4115 一、LED 主要性能指标： 1）LED 的颜色：目前LED 的颜色主要有红色,绿色,蓝色,青色,黄色,白色,暖白,琥珀色等其它的颜色； 2）LED 的电流：一般小功率的LED 的正向极限电流多在20mA 。但大功率LED 的功率至少在1W 以上，目前比较常见的有1W 、3W 、5W 、8W 和10W 。1W LED 的额定电流为350mA,3W LED 的750mA 。 3）LED 的正向电压：LED 的正极接电源正极,负极接电源负极。一般1W 的大功率LED 的正向电压为3.5V~3.8V 。 4）LED 的反向电压：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏 LED 发光强度：光源在给定方向的单位立体角中发射的光通量定义为光源在该方向的(发)光强(度)，单位为坎德拉（cd ）。 5）LED 光通量：光源在单位时间内发射出的光量称为光源的发光通量。单位为流明(lm)。如1W 大功率LED 的光通量一般为60~80LM 。 6）LED 光照度：1流明的光通量均匀分布在1平方米表面上所产生的光照度.，单位为勒克斯(lx)。 7）LED 显色性：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性，也就是颜色逼真的程度。 8）LED 的使用寿命：LED 一般可以使用50,000小时以上。 9）LED 发光角度：二极管发光角度也就是其光线散射角度，主要靠二极管生产时加散射剂来控制。 二、大功率LED 的驱动方式： LED 驱动简单的来讲就是给LED 提供正常工作条件(包括电压,电流等条件)的一种电路,也是LED 能工作必不可少的条件,好的驱动电路还能随时保护LED ，避免LED 被损坏。 LED 驱动通常分为以下三种方式： (1) 镇流电阻驱动：就是简单的的在LED 变LED 的驱动电流.。 LED 的工作电流为： R U U I L -= 所以I 与镇流电阻R 成反比；当电源电压U 时，R 能限制I 的过量增长，使I 不超出LED
LCD显示屏的器件选择和驱动电路设计 如何实现LCD平板显示屏驱动电路的高性能设计是当前手持设备设计工程师面临的重要挑战。本文分析了LCD显示面板的分类和性能特点，介绍了LCD显示屏设计中关键器件L DO和白光LED的选择要点，以及电荷泵LED驱动电路的设计方法。 STN-LCD彩屏模块的部结构如图1所示，它的上部是一块由偏光片、玻璃、液晶组成的LCD屏，其下面是白光LED和背光板，还包括LCD驱动IC和给LCD驱动IC提供一个稳定电源的低压差稳压器(LDO)，二到八颗白光LED以及LED驱动的升压稳压IC。 STN-LCD彩屏模块的电路结构如图2所示，外来电源Vcc经LDO降压稳压后，向LCD驱动IC如S6B33BOA提供工作电压，驱动彩色STN-LCD的液晶显示图形和文字；外部电源Vcc经电荷泵升压稳压，向白光LED如NACW215/NSCW335提供恒压、恒流电源，LED的白光经背光板反射，使LCD液晶的65K色彩充分表现出来，LED的亮度直接影响LCD色彩的靓丽程度。
LCD属于平板显示器的一种，按驱动方式可分为静态驱动(Static)、单纯矩阵驱动(Simple Matrix)以及有源矩阵驱动(Active Matrix)三种。其中，单纯矩阵型又可分为扭转式向列型(Twisted Nematic，TN)、超扭转式向列型(Super Twisted Nematic，STN)，以及其它无源矩阵驱动液晶显示器。有源矩阵型大致可区分为薄膜式晶体管型(ThinFilmTr ansistor，TFT)及二端子二极管型(Metal/Insulator/Metal，MIM)两种。TN、STN及TFT型液晶显示器因其利用液晶分子扭转原理的不同，在视角、彩色、对比度及动画显示品质上有优劣之分，使其在产品的应用围分类亦有明显差异。以目前液晶显示技术所应用的围以及层次而言，有源矩阵驱动技术是以薄膜式晶体管型为主流，多应用于笔记本电脑及动画、影像处理产品；单纯矩阵驱动技术目前则以扭转向列以及STN为主，STN液晶显示器经由彩色滤光片(colorfilter)，可以分别显示红、绿、蓝三原色，再经由三原色比例的调和，可以显示出全彩模式的真彩色。目前彩色STN-LCD的应用多以手机、PDA、数码相机和视屏游戏机消费产品以及文字处理器为主。 器件选择 1. LDO选择。由于手机、PDA、数码相机和视屏游戏机消费产品都是以电池为电源，随着使用时间的增长，电源电压逐渐下降，LCD驱动IC需要一个稳定的工作电压，因此设计电路时通常由一个LDO提供一个稳定的 2.8V或 3.0V电压。LCM将安装在手机的上方，与手机的射频靠得很近，为了防止干扰，必须选用低噪音的LDO，如LP2985、AAT3215。 2. 白光LED。按背光源的设计要求，需要前降电压(VF)和前降电流(IF)小、亮度高(500-1800mcd)的白光LED。以手机LCM为例，目前都使用3-4颗白光LED，随着LED 的亮度增加和手机厂商要求降低成本和功耗，预计到2004年中LCM都会选用2颗高亮度白光LED(1200-2000mcd)，PDA和智能手机由于LCD屏较大会按需要使用4-8颗白光LED。NAC W215/NSCW335和EL 99-21/215UCW/TR8是自带反射镜的白光LED，EL系列其亮度分为T、S、R三个等级，T为720-1000mcd，S为500-720mcd，都是在手机LCD背光适用之列。 LED驱动电路设计
MOS管及MOS管的驱动电路设计 MOS管及MOS管的驱动电路设计 摘要:本文将对MOSFET的种类,结构,特性及应用电路作一简单介绍,并控讨了一下MOSFET驱动电路设计问题在使用MOS管设计开关电源或者马达驱动电路的时候，大部分人都会考虑MOS的导通电阻，最大电压等，最大电流等，也有很多人仅仅考虑这些因素。这样的电路也许是可以工作的，但并不是优秀的，作为正式的产品设计也是不允许的。 1、MOS管种类和结构 MOSFET管是FET的一种(另一种是JFET)，可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有增强型的N沟道MOS管和增强型的P沟道MOS管，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。右图是这两种MOS管的符号。 至于为什么不使用耗尽型的MOS管，不建议刨根问底。 对于这两种增强型MOS管，比较常用的是NMOS。原因是导通电阻小且容易制造。所以开关电源和马达驱动的应用中，一般都用NMOS。下面的介绍中，也多以NMOS为主。 在MOS管原理图上可以看到，漏极和源极之间有一个寄生二极管。这个叫体二极管，在驱动感性负载(如马达)，这个二极管很重要。顺便说一句，体二极管只在单个的MOS管中存在，在集成电路芯片内部通常是没有的。下图是MOS管的构造图，通常的原理图中都画成右图所示的样子。(栅极保护用二极管有时不画) MOS管的三个管脚之间有寄生电容存在，如右图所示。这不是我们需要的，而是由于制造工艺限制产生的。寄生电容的存在使得在设计或选择驱动电路的时候要麻烦一些，但没有办法避免，在MOS管的驱动电路设计时再详细介绍。
2、MOS管导通特性 导通的意思是作为开关，相当于开关闭合。 NMOS的特性，Vgs大于一定的值就会导通，适合用于源极接地时的情况(低端驱动)，只要栅极电压达到4V 或10V就可以了。 PMOS的特性，Vgs小于一定的值就会导通，使用与源极接VCC时的情况(高端驱动)。但是，虽然PMOS可以很方便地用作高端驱动，但由于导通电阻大，价格贵，替换种类少等原因，在高端驱动中，通常还是使用NMOS。 右图是瑞萨2SK3418的Vgs电压和Vds电压的关系图。可以看出小电流时，Vgs达到4V，DS间压降已经很小，可以认为导通。 3、MOS开关管损失 不管是NMOS还是PMOS，导通后都有导通电阻存在，因而在DS间流过电流的同时，两端还会有电压(如 2SK3418特性图所示)，这样电流就会在这个电阻上消耗能量，这部分消耗的能量叫做导通损耗。选择导通电阻小的MOS管会减小导通损耗。现在的小功率MOS管导通电阻一般在几十毫欧左右，几毫欧的也有。 MOS在导通和截止的时候，一定不是在瞬间完成的。MOS两端的电压有一个下降的过程，流过的电流有一个上升的过程，在这段时间内，MOS管的损失是电压和电流的乘积，叫做开关损失。通常开关损失比导通损失大得多，而且开关频率越快，损失也越大。
自动化学院 电子基础课程设计任务书 系班学生： 课题名称：LED驱动电路的设计与制作 课题要求：一、1、工作电源：交流220伏 2、LED功率为3W 二、完成原理图、PCB图设计 三、完成安装及调试。 四、写出设计报告。 课题内容： 第一周：查找相关资料；方案设计。 第一周：设计原理图、PCB图。 第二周：完成安装及调试。撰写报告 主要参考资料： [1].王庆主编. Protel99SE & DXP 电路设计教程. 电子工业出版, 2006.6 [2].康华光等. 电子技术基础（模拟部分第五版）.高等教育出版社, 1999.6 [3].康华光等. 电子技术基础（数字部分第五版）.高等教育出版社, 1999.6 时间：2009年1月5日
自动化学院 电子基础课程设计评分标准 平时表现评分：（20%） 优秀：（90-100） 遵守纪律，尊敬老师，爱护设备，工作量饱满，动手能力强，无缺勤,很好按课题进度进行。 良好：（80-89） 遵守纪律，爱护设备，工作量饱满，动手能力较强，考勤情况良好，较好按课题进度进行。 中等：（70-79） 遵守纪律，爱护设备一般，工作量一般，动手能力一般，偶尔缺勤，基本按课题进度进行。 及格：（60-69） 遵守纪律一般，人为因素损坏设备，工作量一般，动手能力差，偶尔缺勤，能按课题进度进行。 不及格：（59以下） 不遵守纪律，人为因素损坏设备，有技术安全事故，工作量不饱满，动手能力很差，经常迟到，早退，缺勤。 课题完成情况评分：（50%） 优秀：（90-100） 全部完成任务书要求，完成质量优良、结果正确，所完成的设计有一定的独立见解。 良好：（80-89） 全部完成任务书要求，完成情况良好，所完成的设计正确，解决了一些实际问题，结果正确。 中等：（70-79） 基本完成任务书要求，完成质量尚好，所完成的设计基本正确，但存在一些不足。 及格：（60-69） 基本完成任务书要求，完成质量尚好，所完成的设计基本正确，但有小错误。 不及格：（59以下） 未完成任务书要求，所作的设计有严重错误，基本概念不清。 电子基础课程设计报告质量评分（30%） 1、文献资料收集、整理、分析；对课题研究意义的阐述；文字精练、流畅、绘图整洁、符合标准规范、字体工整； 2、基本概念、基本理论及专业知识掌握扎实，运用灵活；设计思路、设计内容、计算方法及结果、计算机运用正确无误； 3、试验数据的获取（软件调试方法及过程）试验过程（调试过程）的正确性； 4、电子基础课程设计的结论，存在的问题，研究结果的创新性；
摘要 TFT—LCD显示及驱动电路设计由视频解码电路，LCD显示电路，电源控制电路和单片机控制电路四个模块组成。视频源产生模拟视频信号，由TVP5150视频解码把模拟视频信号解码输出数字视频信号，由LCD液晶屏显示。对视频解码和液晶显示器的配置是通过单片机完成的。本设计主要针对高校电视技术实践课程设计，应用于视频解码输出教学，实现信号处理可视模块化教学方案。 关键字 视频解码 LCD显示单片机
毕业论文 目录 第一章概述 (3) 1.1 设计背景 (3) 1.2系统框图 (3) 第二章 TFT--LCD液晶显示技术 (1) 2.1液晶基本性质及显示原理 (1) 2.2 PT035TN01—V6液晶显示屏 (1) 2.2.1 PT035TN01—V6模式选择 (1) 2.2.2 PT035TN01—V6屏的交直流电路设计 (1) 2.2.3 PT035TN01—V6屏的SPI电路设计 (2) 第三章图像解码的电路设计 (4) 3.1视频解码芯片的选取 (4) 3.2 TVP5150视频解码芯片 (5) 3.2.1 TVP5150芯片引脚功能 (5) 3.2.2 TVP5150典型寄存器 (5) 3.3 TVP5150视频解码系统配置 (6) 3.3 TVP5150典型电路 (6) 3.3.1 复位电路 (6) 3.3.2 A/D采样电路 (6) 3.3.3 晶振电路 (6) 3.4 TVP5150的具体配置 (7) 第四章 MCU 控制电路 (9) 4. 1单片机概述 (9) 4.2单片机的总线控制 (9) 4.2.1单片机对液晶屏的控制 (9) 4.2.2单片机对TVP5150的控制 (9) 第五章开关电源设计 (11) 5.1设计要求 (11) 5.1.1 电源芯片的选取 (11) 5.1.2功能分析 (11) 5.2 升压电路 (11) 5.2.1升压原理 (11) 5.2.2 升压电路 (11) 5.2 降压电路 (11) 5.2.1降压原理 (11) 5.2.2降压电路 (11) 第六章软件系统 (12) 6.1软件流程图 (12) 6.1.1 PT035TN01—V6液晶显示屏软件流程图 (12) 6.1.2 TVP5150解码电路程序框图 (13) 6.2 TVP5150 IIC程序见附录一 (13) 第七章系统调试与结果 (14) 7.1 硬件调试 (14) 7.1.1 调试方法 (14) 7.1.2 调试数据 (14) 7.2软件调试 (14) 7.2.1 编译环境 (14) 7.2.2 调试波形 (14) 总结 (15) 谢辞 (16) 参考文献 (17) 附录一 (18)
3.1.1 智能车电源设计要点 电源是整个系统稳定工作的前提，因此必须有一个合理的电源设计，对于小车来说电源设计应注意两点： 1. 与一般的稳压电源不同，小车的电池电压一般在6-8V 左右，还要考虑在电池损耗的情况下电压的降低，因此常用的78 系列稳压芯片不再能够满足要求，因此必须采用低压差的稳压芯片，在本文中以较为常见的LM2940-5.0 为例。 2.单片机必须与大电流器件分开供电，避免大电流器件对单片机造成干扰，影响单片机的稳定运行。现在各种新型的电源芯片层出不穷，各位读者可以根据自己的需求自行选择电源芯片，对于本设计应该主要注意稳压压差和最大输出电流两个指标能否满足设计要求。 3.3.1.2 低压差稳压芯片LM2940 简介 LM2940 系列是输出电压固定的低压差三端端稳压器；输出电压有5V、8V、10V 多种；最大输出电流1A；输出电流1A 时，最小输入输出电压差小于0.8V；最大输入电压26V；工作温度-40～+125℃；内含静态电流降低电路、电流限制、过热保护、电池反接和反插入保护电路。同时LM2940 价格适中而且较容易购买，非常适合在本设计中使用。 LM2940-5.0 封装和实物图如图3.1 所示。 图3.1 LM2940 封装和实物图 从封装可以看出LM2940-5.0 与78 系列完全相同，实际应用中电路也大同小异。图3.2 为参考电路图。
图 3.2 LM2940 参考电路图 如图3.2 所示，采用两路供电，这样可以使用其中一路单独为单片机，指示灯等供电。另外一路提供L298N、光电管、舵机的工作电压，L298N 的驱动电压由电池不经任何处理直接给出。舵机可以用6V 供电，也可以直接用5V 供电。 3pi小车电源电路设计 The power management subsystem built into the 3pi is shown in this block diagram: The voltage of 4 x AAA cells can vary between 3.5 –5.5 V (and even to 6 V if alkalines are used). This means it’s not possible simply to regulate the voltage up or
小型LCD背光的LED驱动电路设计 过去几年来，小型彩色LCD 显示屏已经被集成到范围越来越宽广的 产品之中。彩色显示屏曾被视为手机的豪华配置，但如今，即便在入门级手机 中，彩屏已成为一项标配。幸好，手机产业的经济规模性(全球手机年出货量接 近10 亿部)降低了LCD 彩色显示屏的成本，并使它们集成在无论是便携医疗设备、通用娱乐遥控器、数字相框/彩色LCD 显示屏需要白色背光，以便用户在 任何光照环境下都能正常地观看。这个背光子系统包括1 个高亮度白光发光二 极管(LED)阵列、1 个扩散器(diffuser)以扩散光线和1 个背光驱动器将可用电能 稳压为恒定电流以驱动LED.一块1 到1.5 英寸的显示屏可能包含2 到4 个LED,而一块3.5 英寸显示屏则可能轻易地就包含6 到10 个LED.对于LED 而言，其光 输出与电流成正比，而且由于LED 具有非常陡峭的电流-电压(I-V)曲线，流过LED 的电流紧密匹配是非常重要，这样才能确保均衡背光，因为LED 通常分 布在LCD 显示屏的一边。此外，也需要软件控制让用户调节亮度，以及针对 周围光照环境作出补偿。根据流经LED 电流的不同，LED 的色点(color point) 可能会漂移。因此，将LED 电流设定为固定值并对LED 进行脉宽调制以降低 平均光输出就很普遍。要在手持产品设计中集成小型彩色LCD 显示屏并进而 实现成本、性能和电池寿命的恰当平衡，存在着一系列需要考虑的因素。 电池供电产品需要优化的LED 驱动电路架构，这些架构要处理并存的 多项挑战，如空间受限、需要高能效，以及电池电压变化-既可能比LED 的正 向电压高，也可能低。常用的拓扑结构有两种，分别是LED 采用并联配置的 电荷泵架构/恒流源架构和LED 采用串联配置的电感升压型架构。这两种方案 都有需要考虑的折衷因素，如升压架构能够确保所有LED 所流经的电流大小 相同但需要采用电感进行能量转换，而电荷泵架构使用小型电容进行能量转换，
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4位7段数码管驱动电路 图1 开发板电路原理图 信号说明
1. iRST_N（异步复位） 当iRST_N信号为低时，Seg7_Driver模块中的所有寄存器异步复位为初值。 2. iCLK 模块的输入时钟40MHz。 3. iSeg_Val[15:0] 7段数码管输入二进制值，0x0~0xF iSeg_Val[15:12]，左侧第一位7段数码管的值。 iSeg_Val[11: 8]，左侧第两位7段数码管的值。 iSeg_Val[ 7: 4]，左侧第三位7段数码管的值。 iSeg_Val[ 3: 0]，左侧第四位7段数码管的值。 4. iDot_Val[3:0] 各位7段数码管小数点的显示，值为1表示显示小数点，0表示不显示小数点。 iDot_Val[3]，左侧第一位7段数码管的小数点。 iDot_Val[2]，左侧第两位7段数码管的小数点。 iDot_Val[1]，左侧第三位7段数码管的小数点。 iDot_Val[0]，左侧第四位7段数码管的小数点。 5. oDisplay[7:0] 7段数码管的数据信号。4位7段数码管共用数据信号。7段数码管为共阳极连接，各段数据线为0时，对应段发光。 6. oDis_En[3:0] 各位7段数码管的使能信号，低有效。
oDis_En[3]，左侧第一位7段数码管的使能信号。 oDis_En[2]，左侧第两位7段数码管的使能信号。 oDis_En[1]，左侧第三位7段数码管的使能信号。 oDis_En[0]，左侧第四位7段数码管的使能信号。 建议的分块： 将整个驱动电路分成Seg7_Ctrl模块与Seg7_Hex2seg模块 Seg7_Ctrl模块负责产生数码管动态显示的控制信号oDis_En的时序 Seg7_Hex2Seg模块负责将二进制值转换成数据码管显示的数据值，包括小数点的值。 注意点： 1. 动态显示过程是利用人眼的视觉残留现象来实现的，应选择适当的数码管扫描频率。可先 选择数码管的扫描显示的刷新率为125Hz（8ms），即每位数码管用2ms。 2. 完成基本功能后，可实验改变刷新率，观察数码管显示的效果，并思考原因。 3. 如果要使得数码管能够显示,A,b,C,n,o等其他字符，模块应该作怎样的修改？
毕业设计(论文) 题目：继电器驱动电路设计系： 专业班级： 学生姓名： 指导教师： 20XX年X月
内蒙古电子信息职业技术学院毕业设计（论文）继电器驱动电路设计 继电器驱动电路设计 摘要 近年来，随着电子信息产业的快速发展，继电器已经渗入到生活的各个领域，它是很难找到哪些领域没有继电器的痕迹。继电器，广泛应用于家电，通讯，汽车，仪器仪表，机械设备，航空航天自动化和控制领域。最近的统计数据显示，继电器已经成为不可缺少的开关控制器件。 本设计研究继电器的驱动原理，并据此设计出继电器驱动电路。 关键词：继电器驱动电路
目录 第1章绪论 (3) 1.1项目背景 (3) 1.2 红外遥控的发展 (3) 1.3 项目背景和建设意义 ............................................ 错误！未定义书签。第二章几种常用红外遥控器协议 (8) 2.1 NEC 协议 (8) 2.2 Nokia NRC1协议 ..................................................... 错误！未定义书签。 2.3 Philips RC-5 协议 .................................................... 错误！未定义书签。 2.4 ITT协议................................................................. 错误！未定义书签。 2.5 Sharp协议.............................................................. 错误！未定义书签。第三章红外遥控发射电路 (8) 3.1 HT6221芯片介绍.................................................. 错误！未定义书签。 3.2 HT6221应用电路.................................................. 错误！未定义书签。 3.3 HT6221键码生成方式............................................. 错误！未定义书签。 3.3.1 HT6221键码的形成........................................... 错误！未定义书签。 3.3.2 代码格式 ............................................................. 错误！未定义书签。
电子技术基础课程设计说明书题目：8x8 LED点阵驱动电路设计 学生姓名：王涉华 学号： 201306050122 院（系）：理学院 专业：电子科学与技术 指导教师：戴庆瑜 2015 年 12 月 28日
目录 1 选题背景 (1) 1.1 基本设计任务 (1) 1.2 发挥设计任务 (1) 1.3 设计原理 (1) 1.4 方案论证 (1) 2 电路设计 (2) 2.1 电路设计框图 (2) 2.2 工作原理 (3) 3 各主要电路及部件工作原理 (3) 3.1 555多谐振荡电路 (3) 3.2 74HC161引脚图及工作原理 (5) 3.3 74HC138引脚图及工作原理 (6) 3.4 74HC573引脚图及工作原理 (7) 3.5 AT28C16引脚图及相关参数 (7) 3.6 上电复位及开关手动复位电路设计 (8) 3.7 8x8共阴点阵 (9) 3.8 74HC04引脚图及功能 (10) 4 原理总图 (12) 5 元件清单 (13) 6 调试过程及测试数据（采用分模块调试） (13) 6.1 通电前检查 (13) 6.2 复位电路及手动开关复位电路的调试 (13) 6.3 NE55的调试 (14) 6.4 AT28C16的调试 (14) 6.5 结果观察调试 (15) 7 电路实物 (15) 7.1 整体实物电路展示 (15) 7.2 电路功能部分展示 (16) 8 小结 (19) 9 设计体会及改进意见 (19) 9.1 设计体会 (19) 9.2 设计不足 (19) 9.3 设计改进意见 (19) 参考文献 (20)
1 选题背景 LED 点阵显示是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示方式。目前，由于成本及实用性的优势，以LED半导体发光器件为显示介质的大型显示屏在公共场合的广告宣传、通告发布等方面已得到广泛的应用，其驱动方式也随着技术的逐渐成熟而变得丰富多样，且各具特色。一个大型LED显示屏由上万个甚至更多的LED单元构成，而如何控制这些单一的单元按照我们的预期呈现显示内容,即LED的单元驱动电路的设计便显得尤为重要。如何设计一个既能满足显示要求又能尽量节省成本的LED驱动电路呢？在这里，我以8x8点阵为例进行研究。 1.1 基本设计任务 (1)能够显示0~9、a~z或A~Z，显示字符数量不少于8个； (2)能手动或自动循环显示字符。 1.2 发挥设计任务 可实现显示内容的左右移动。 1.3 设计原理 通过控制555单稳态触发器输入脉冲频率信号，再通过计数器作为存储器的输入，以存储器和译码器作为高低电平的输入，进而控制加在点阵 LED灯两端的电压，这样就可以实现LED的亮灭控制。 1.4 方案论证 方案一：以74HC161和74HC138构成顺序脉冲发生器，输出作为共阴8x8点阵的横向驱动，纵向驱动由三态门74HC244控制存储器AT28C16的输出来进行调节，三态门控制存储器的八位输出只有一位有效，其它处于高阻状态，依次循环。用两组8输出计数器74HC161作为AT28C16的地址输入，其中一组为另一组置位，每次可点亮一个灯，需要八分之一个字节，只需设置64个灯的总的点亮时间小于人眼的分辨时间（大概为0.02s），利用人眼
目录 1 选题背景 (1) 1.1 TFT-LCD的发展现状 (1) 1.2 课设基本内容及要求 (2) 1.2.1 硬件电路设计 (2) 1.2.2 驱动设计 (2) 1.2.3 基本要求 (2) 2 方案论证 (2) 2.1 总体设计 (2) 2.2 显示原理 (3) 2.2.1 LCD器件结构 (3) 2.2.2 液晶显示原理 (3) 2.2.3 TFT元件的工作原理 (4) 3 过程论述 (6) 3.1 控制电路设计 (6) 3.1.1 时钟电路设计 (7) 3.1.2 复位电路设计 (7) 3.1.3 液晶模块驱动 (8) 3.2 软件部分设计 (8) 3.2.1 主程序 (9) 3.2.2 初始子化程序 (9) 3.2.3 显示子程序 (9) 4 系统调试 (10) 4.1 硬件调试 (10) 4.2 软件调试 (11) 5 总结 (11) 参考文献 (13) 附录1 原理图 (14) 附录2 源程序 (15)
1 选题背景 1.1 TFT-LCD的发展现状 网络和无线通信技术的发展及其产品的迅速普及，全球数字化技术的迅速推进，促进了信息技术与信息产业的蓬勃兴起。显示器集电子、通信和信息处理技术于一体，被认为是电子工业在微电子、计算机之后的又一重大发展机会，具有广阔的市场好良好的机遇。各种平板显示技术成为研究开发的热点，其中薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）是目前唯一在亮度、对比度、功耗、寿命、体积和重量等综合性能上全面赶上和超过CRT的显示器件。它的性能优良、大规模生产特性好，自动化程度高，原料成本低廉，发展空间广阔，已迅速成为新世纪的主流产品，是21世纪全球经济增长的一个亮点。 本文围绕设计以单片机作为LCD液晶显示系统控制器为主线，基于单片机AT89C51，采用的液晶显示控制器的芯片是SED1520，主要实现由按键控制的中文显示、图片显示、滚屏以及左右移动功能。同时也对部分芯片和外围电路进行了介绍和设计，并附以系统结构框图加以说明，着重介绍了本系统应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能及工作过程，并详细阐述了程序的各个模块。本系统是以单片机的C语言来进行软件设计，指令的执行速度快，可读性强。 1.2 课设基本内容及要求 题目：64*128 TFT-LCD显示驱动电路设计 1.2.1 硬件电路设计 (1) 显示器与驱动IC（电路）间的接口电路设计； (2) 驱动IC（电路）与MCU间的接口电路设计； (3) 驱动IC、MCU的外围电路设计。 1.2.2 驱动设计 (1) 初始化程序设计 (2) 显示实例设计 (3) 硬件电路与驱动程序的联调、仿真 (4) 实物制作与测试 1.2.3 基本要求 (1) 具有从下向上的滚动显示功能； (2) 实现64bit级灰度调制； (3) 支持SPI接口；
LED可调驱动电源课程设计 院系： 年级专业： 姓名： 指导教师： 学号： 日期： LED驱动电源课程设计
一、设计规格 1、设计一个恒流LED驱动电路，电流值为350mA 2、设计一个调光电路，PWM波的占空比由20%~80%可调 3、整个驱动电路有9V供电 4、LED电压4-8V 5、电路效率90% 二、设计过程 1、画原理图
2、原理描述 A、555芯片构成的PWM脉宽调制电路 PWM称之为脉冲宽度调制信号，利用脉冲的宽度来调整亮度，也可用来控制DC马达。 PWM脉冲宽度调制信号的基本频率至少约400HZ-10KHZ，当调整LED的明或暗时，这个基本的频率不可变动，而是改变这个频率上方波的宽度，宽度越宽则越亮、宽度越窄则越暗。 PWM是控制LED的点亮时间，而不是改变输出的电压来控制亮度。 以下为PWM工作原理: Reset接脚被连接到+V，因此它对电路没有作用。当电路通电时，Pin 2 (触发点)接脚是低电位，因为电容器C2开始放电。这开始振荡器的周期，造成第3接脚到高电位。当第3接脚到高电位时，电容器C2开始通过R1和对二极管D2充电。当在C2的电压到达+V
的2/3时启动接脚6，造成输出接脚(Pin3)跟放电接脚(Pin7)成低电位。 当第3接脚到低电位，电容器C2起动通过R1和D1的放电。当在C2的电压下跌到+V的1/3以下，输出接脚(Pin3)和放电接脚(Pin7)接脚到高电位并使电路周期重复。 Pin 5并没有被外在电压作输入使用，因此它与0.01uF电容器相接。 电容器C2通过R1及二极管，二极管一边为放电一边为充电。充电和放电电阻总和是相同的，因此输出信号的周期是恒定的。工作区间仅随R1做变化。 PWM信号的整体频率在这电路上取决于R1和C2的数值。公式：频率(Hz)= 1.44/(R1 * C2) B、HV9910B构成的恒流驱动电路 HV9910B是PWM高效率LED驱动IC。它允许电压从8VDC一直到450VDC而对HBLED有效控制。HV9910B通过一个可升至300KHz的频率来控制外部的MOSFET，该频率可用一个电阻调整。LED串是受到恒定电流的控制而不是电压，如此可提供持续稳定的光输出和提高可靠度。输出电流调整范围可从MA级到 1.0A。HV9910B使用了一种高压隔离连接工艺，可经受高达450V的浪涌输入电压的冲击。对一个LED串的输出电流能被编程设定在0和他的最大值之间的任何值，它由输入到HV9910B的线性调光器的外部控制电压所控制。 调光： 有两种方式可实现调光，取决于不同的应用，可以单独调节也可
西安邮电学院实验中心实验报告 院系电子工程学院班级 学号姓名 成绩教师签字 实验日期 实验名称显示驱动电路设计 _______________________________________________________ 一、实验目的 二、实验所用仪表及主要器材 三、实验原理简述 四、实验测量记录：（如数据、表格、曲线、计算等） 五、实验遇到的问题及解决办法：（余留问题，体会等） 一、实验目的 （1）掌握七段译码器的工作原理。 （2）学习显示驱动电路的BHDL描述方法。 （3）学习运用波形激励来仿真程序的正确性。 （4）了解数码管扫描显示的原理及实现。 二、实验所用仪表及主要器材 PC，可编程逻辑实验电路板，下载线，USB电源线，双踪示波器，数字万用表，导线若干。 三、实验内容 在MAX+PULSII环境下，用VHDL语言按照输入—>编译—>仿真。 （1将两个二位二进制数相乘结果用数码管显示。 在MAX+plusII环境下，用VHDL语言描述下列逻辑电路，并编译，仿真。 程序 library ieee; use ieee.std_logic_1164.all; entity e is port(en,a,b,c,d:in std_logic; y:out std_logic_vector(6 downto 0)); end; architecture rtl of e is signal indata:std_logic_vector(3 downto 0); begin process(indata,en) begin indata<=d&c&b&a; if(en='0') then case indata is