一種積木式led點(diǎn)陣顯示教具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種教具，具體是一種《單片機(jī)原理》課程教學(xué)中用來(lái)演示LED點(diǎn)陣的積木式LED點(diǎn)陣顯示教具。
【背景技術(shù)】
[0002]《單片機(jī)原理》課程是當(dāng)前高職院校電子信息類專業(yè)的必修課程，本課程中對(duì)于LED點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的教學(xué)除教師進(jìn)行理論講解之外，還會(huì)應(yīng)用軟件仿真、圖片展示等方式對(duì)LED點(diǎn)陣的組成原理及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行分析，有時(shí)也會(huì)用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱來(lái)進(jìn)行實(shí)物演示。軟件仿真和圖片展示都在電腦中完成，比較抽象，學(xué)生不易理解。若用單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱來(lái)進(jìn)行實(shí)物演示，常規(guī)單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱一般只有一個(gè)獨(dú)立的16X16LED點(diǎn)陣模塊，每次只能顯示一個(gè)固定的漢字，與實(shí)際應(yīng)用脫節(jié)，無(wú)法演示多點(diǎn)陣模塊的聯(lián)級(jí)擴(kuò)展應(yīng)用。另外由于單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱可以用來(lái)演示多種實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)箱中除了 LED點(diǎn)陣模塊之外還有其他模塊電路，不便于學(xué)生觀察和學(xué)習(xí)，且單片機(jī)實(shí)驗(yàn)箱一般比較笨重，不便于攜帶。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種《單片機(jī)原理》課程教學(xué)中用于演示LED點(diǎn)陣顯示原理及聯(lián)級(jí)擴(kuò)展方法的積木式LED點(diǎn)陣顯示教具，以解決常規(guī)教具的上述不足之處。
[0004]本實(shí)用新型所采用的具體技術(shù)方案如下:
[0005]—種積木式LED點(diǎn)陣顯示教具，其特征是:包括一個(gè)單片機(jī)模塊和多個(gè)LED點(diǎn)陣模塊，其中每個(gè)點(diǎn)陣模塊均設(shè)有接插件形式可相互匹配的輸入端口和輸出端口，各點(diǎn)陣模塊以后級(jí)點(diǎn)陣模塊輸入端口插入前級(jí)點(diǎn)陣模塊輸出端口的形式逐級(jí)串聯(lián)在一起，形成積木式擴(kuò)展，單片機(jī)模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線與第一級(jí)點(diǎn)陣模塊相連接，并由單片機(jī)模塊對(duì)各級(jí)點(diǎn)陣模塊的顯示進(jìn)行控制。
[0006]所述單片機(jī)模塊包括單片機(jī)和兩個(gè)按鍵，單片機(jī)采用STC90C58RD+，它是51內(nèi)核單片機(jī)，具有1280字節(jié)的SRAM和32K字節(jié)Flash存儲(chǔ)器，這樣大的存儲(chǔ)空間可存儲(chǔ)更多的顯示內(nèi)容，便于教具演示。兩個(gè)按鍵用于選擇教具功能，按鍵SI按下時(shí)，單片機(jī)以每秒鐘掃描I行的速度控制LED點(diǎn)陣顯示，此時(shí)顯示的內(nèi)容以較慢的方式在點(diǎn)陣模塊上逐行展示出來(lái)，演示了 “逐行掃描”的原理。按鍵S2按下時(shí)，單片機(jī)以正常的速度掃描LED點(diǎn)陣。
[0007]所述點(diǎn)陣模塊包括16X16LED點(diǎn)陣塊、行選通電路、行驅(qū)動(dòng)電路、列驅(qū)動(dòng)電路、輸入端口和輸出端口，其中:行選通電路由兩個(gè)譯碼器74HC138組成，兩譯碼器聯(lián)級(jí)之后可進(jìn)行4-16譯碼，實(shí)現(xiàn)輪流選通16X16LED點(diǎn)陣塊中的每一行；行驅(qū)動(dòng)電路由16個(gè)三極管組成，16個(gè)三極管分別驅(qū)動(dòng)16X 16LED點(diǎn)陣塊的16行；列驅(qū)動(dòng)電路由兩個(gè)移位寄存器74HC595組成，實(shí)現(xiàn)16X 16LED點(diǎn)陣塊16條列線信號(hào)由串行到并行的轉(zhuǎn)換；16X 16LED點(diǎn)陣塊由4片8X8LED點(diǎn)陣塊聯(lián)級(jí)組成，由行驅(qū)動(dòng)電路和列驅(qū)動(dòng)電路進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；輸入端口和輸出端口分別采用可相互匹配的排針和排母，分別設(shè)在點(diǎn)陣模塊電路板的兩端。
[0008]將本實(shí)用新型的LED點(diǎn)陣顯示教具應(yīng)用在《單片機(jī)原理》課程教學(xué)中，能以較慢的速度掃描點(diǎn)陣，以演示LED點(diǎn)陣顯示中“逐行掃描”的基本原理，也能以正常的方式掃描，點(diǎn)陣模塊間能以搭積木的方式演示顯示模塊聯(lián)級(jí)擴(kuò)展的方法，從而解決了傳統(tǒng)教具在LED點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的教學(xué)過(guò)程中方法單一、形式抽象的不足，而且本教具操作簡(jiǎn)單，便于攜帶。另外本實(shí)用新型教具也可作為學(xué)生實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)，學(xué)生只需要編寫好自己的程序下載到單片機(jī)，連接好對(duì)應(yīng)的幾個(gè)模塊之后就能驗(yàn)證程序是否正確。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本實(shí)用新型LED點(diǎn)陣顯示教具的組成框圖。
[0010]圖2為單片機(jī)模塊的電路圖。
[0011 ]圖3為點(diǎn)陣模塊行選通電路的電路圖。
[0012]圖4為點(diǎn)陣模塊行驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
[0013]圖5為點(diǎn)陣模塊列驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
[0014]圖6為點(diǎn)陣模塊輸入端口的電路圖。
[0015]圖7為點(diǎn)陣模塊輸出端口的電路圖。
[0016]圖8為點(diǎn)陣模塊16X 16LED點(diǎn)陣塊的電路圖。
[0017]圖9為輸入端口和輸出端口在點(diǎn)陣模塊線路板上的位置示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，本實(shí)用新型的積木式LED點(diǎn)陣顯示教具包括一個(gè)單片機(jī)模塊和多個(gè)LED點(diǎn)陣模塊，其中每個(gè)點(diǎn)陣模塊均設(shè)有接插件形式可相互匹配的輸入端口和輸出端口，各點(diǎn)陣模塊以后級(jí)點(diǎn)陣模塊輸入端口插入前級(jí)點(diǎn)陣模塊輸出端口的形式逐級(jí)串聯(lián)在一起，形成積木式擴(kuò)展，單片機(jī)模塊通過(guò)數(shù)據(jù)線與第一級(jí)點(diǎn)陣模塊相連接，并由單片機(jī)模塊對(duì)各級(jí)點(diǎn)陣模塊的顯示進(jìn)行控制。
[0020]如圖2所示，所述單片機(jī)模塊包括單片機(jī)Ul和按鍵S1、S2，單片機(jī)Ul的型號(hào)為STC90C58RD+，單片機(jī)Ul的31腳接+5V電源，18、19腳之間接晶振Yl, 18腳接電容Cl的一端，19腳接電容C2的一端，電容C1、C2的另一端接地，9腳接電容C3的負(fù)極和電阻Rl的一端，電容C3的正極接+5V電源，電阻Rl的另一端接地，單片機(jī)Ul的16、17腳分別連接按鍵S1、S2的一端，按鍵S1、S2的另一端并聯(lián)接地。
[0021]所述點(diǎn)陣模塊包括16X16LED點(diǎn)陣塊、行選通電路、行驅(qū)動(dòng)電路、列驅(qū)動(dòng)電路、輸入端口和輸出端口。
[0022]如圖3所示，行選通電路為一個(gè)4-16譯碼電路，由兩個(gè)譯碼器U1、U2組成，譯碼器U1、U2的型號(hào)均采用74HC138，譯碼器Ul的1、2、3、4、5腳分別與譯碼器U2的1、2、3、6、5腳并聯(lián)，譯碼器Ul的1、2、3、4、5腳還分別作為譯碼電路的地址輸入端A、B、C、D和譯碼電路的使能端EN，譯碼器Ul的6、16腳和譯碼器U2的16腳接VCC電源端，譯碼器Ul的8腳和譯碼器U2的4、8腳接地，譯碼器Ul的15、14、13、12、11、10、9、7腳和譯碼器1]2的15、14、13、12、11、10、9、7腳分別接行驅(qū)動(dòng)電路的16個(gè)輸入端HH1-HH16。
[0023]如圖4所示，行驅(qū)動(dòng)電路由16個(gè)三級(jí)管組成，三極管采用PNP型三極管S8550，行驅(qū)動(dòng)電路的16個(gè)輸入端HH1-HH16各串接一個(gè)電阻后分別接入16個(gè)三級(jí)管的基極，16個(gè)三級(jí)管的發(fā)射級(jí)連接VCC電源端，集電極分別形成16個(gè)行驅(qū)動(dòng)輸出端H1-H16。
[0024]如圖5所示，列驅(qū)動(dòng)電路采用一個(gè)16位寄存電路，由兩個(gè)移位寄存器U3、U4組成，移位寄存器U3、U4的型號(hào)均采用74HC595，移位寄存器U3、U4的10、16腳接VCC電源端，8、13腳接地，移位寄存器U3的14腳作為寄存電路的串行數(shù)據(jù)輸入端Din，移位寄存器U4的9腳作為寄存電路的串行數(shù)據(jù)輸出端Dout，移位寄存器U3、U4的11腳并聯(lián)并作為寄存電路的串入并出數(shù)據(jù)時(shí)鐘信號(hào)端Sck，移位寄存器U3、U4的12腳并聯(lián)并作為寄存電路的并行數(shù)據(jù)輸出使能端St ;移位寄存器U3的15、1、2、3、4、5、6、7腳和移位寄存器114的15、1、2、3、4、5、6、7腳分別形成16個(gè)列驅(qū)動(dòng)輸出端L1-L16。
[0025]如圖6、圖7和圖9所示