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标题: 基于EasyARM2103的DIY方案 [打印本页]

作者: yuyang911220    时间: 2017-2-23 22:05     标题: 基于EasyARM2103的DIY方案

1.1 LED数码管简介
发光二极管LED是能将电信号转换成光信号的发光器件,7段LED数码管则是在一定形状的绝缘材料上,利用单只LED组合排列成的“8”字型,分别引出它们的电极,点亮相应的笔段来显示出0-9的数字。
1.1.1 LED数码管的结构与特性
LED数码管根据LED的接法不同分为共阴和共阳两类,了解这些特性,对编程是很重要的,不同类型的数码管,除了它们的硬件电路有差异外,编程方法也是不同的。共阴和共阳极数码管的外形及内部电路如图1.1所示,它们的发光原理是一样的,只是电源极性不同。

图1.1 数码管外形和内部电路

将多只LED的阴极连在一起即为共阴式,而将多只LED的阳极连在一起即为共阳式。以共阴式为例,若把阴极接地,在相应段的阳极接上正电源,该段即会发光。

LED数码管的主要特点如下:
l)能在低电压、小电流条件下驱动发光,能与CMOS、TTL电路兼容;
2)发光响应时间极短(<0.1μs),高频特性好,单色性好,亮度高;
3)体积小,重量轻,抗冲击性能好;
4)寿命长,使用寿命在10万小时以上,甚至可达100万小时,成本低。
LED数码管被广泛用作数字仪器仪表、数控装置、计算机的数显器件。

1.1.2 LED数码管原理说明
LED数码管中各段发光二极管的伏安特性和普通二极管类似,只是正向压降较大,正向电阻也较大。在一定范围内,其正向电流与发光亮度成正比。由于常规的数码管用电电流只有1~2 mA,最大极限电流也只有10~30 mA,所以它的输入端在5 V电源或高于TTL高电平(3.5 V)的电路信号相接时,一定要串加限流电阻,以免损坏器件。

1.2 74HC595简介
74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器,三态输出功能。移位寄存器和存储器是分别的时钟。数据在SHCP的上升沿输入,在STCP的上升沿进入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起,则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入(DS),和一个串行输出(Q7’),和一个异步的低电平复位(MR),存储寄存器有一个并行8位的,具备三态的总线输出,当使能OE时(为低电平),存储寄存器的数据输出到总线。

图1.2 74HC595引脚图

74HC595引脚排布如图1.2所示,引脚功能见表1.1。

表1.1 74HC595引脚功能

1.3 设计原理
本设计采用LPC2103自带的硬件SPI接口与74HC595进行数据传输。74HC595将LPC2103发送过来的8位串行数据转换成8位并行数据,用以驱动数码管。本设计中采用共阳数码管。原理图如图1.3所示。

图1.3 原理图
1.4 电路制作流程
1.4.1 元器件选择
1.4.2 布局
分析原理图,需要仔细考虑元器件的布局与走线,合理的布局会减少走线的难度。本设计为了方便走线,数码管和74HC595采用自由连接方式(如图1.4所示),而没有采用顺序连接方式(如图1.5所示)。这大大降低了走线难度。但一定程度上会增加软件设计的工作量,后文将对此进行说明。

图1.4 自由连接

图1.5 顺序连接

1.4.3 焊接
在合理布局的基础,焊接相对容易很多。本设计中数码管和74HC595采用自由连接的方式,避免了交叉线焊接的麻烦,这样在整个板子焊接完成后没有用到跳线或者飞线。万能板焊接时可采用“拖锡”的方式,可使得整体效果美观,同时也保证了硬件连接的可靠性,如图1.6所示。


板子焊接完成后,实物如图1.7所示。

图1.7 完成效果
HC595电路与EasyARM2103开发板连接,实物如图1.8所示。

图1.8 整体效果图
上述布局和焊接的思想可合理的应用在单面电路板的设计中。





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