LED电子显示屏的设计报告(完整)
LED电子显示屏设计方案

LED电子显示屏设计方案设计方案:LED电子显示屏一、概述LED电子显示屏是一种使用LED(Light Emitting Diode)作为光源的显示设备,它广泛应用于室内外的广告牌、体育场馆、车站等场所,能够以高亮度和高清晰度展示图像和视频等各种信息。
本设计方案将介绍一个LED电子显示屏的设计。
二、设计要求1.显示屏尺寸:以10.1英寸为例。
2.分辨率:1920×1200。
3.亮度:至少1000尼特。
4.视角:至少170度。
5.刷新率:60Hz。
6.支持多种输入源,如HDMI、VGA等。
7.耐用性:长寿命、抗震、防水、耐高温等。
8.能耗:低功耗。
三、硬件设计1.显示屏模块:选择10.1英寸的LCD屏幕,分辨率为1920×1200,具有高亮度和高清晰度,满足设计要求。
2.LED背光:采用高亮度的LED作为背光源,以保证显示屏的亮度。
3.控制电路:设计一个控制电路,用于接收输入信号并控制显示屏的刷新率和画面显示。
4.输入接口:通过设计适配接口电路,实现多种输入源的连接,如HDMI、VGA等。
5.电源管理模块:设计一个高效的电源管理模块,降低能耗,并提供稳定的电源供应。
6.外壳设计:设计一个耐震、防水、耐高温的外壳,以保证显示屏的耐用性。
四、软件设计1.驱动程序:设计一个驱动程序,用于控制显示屏的刷新率和画面显示,以支持高质量的图像和视频显示。
2.操作界面:设计一个友好的操作界面,通过触摸屏或遥控器等方式,用户可以方便地控制显示屏的各项功能。
3.多媒体支持:设计一个多媒体支持模块,能够支持多种格式的图像和视频播放,以满足不同需求的用户。
五、制造与测试1.制造:根据设计要求和硬件设计,制造显示屏、控制电路、输入接口等各个模块,并组装完成。
2.测试:对制造完成的电子显示屏进行各项功能测试,包括显示效果、稳定性、亮度、视角等方面的测试,以保证产品质量。
六、市场分析1.市场需求:随着数字媒体和室外广告市场的不断发展,对LED电子显示屏的需求逐渐增加。
LED点阵显示屏设计报告

西安邮电大学开发性实验结题报告学院:电子工程学院班级:光信1201 姓名:袁云飞学号:******** 班级:光信1201 姓名:赵晓伟学号:******** 班级:光信1201 姓名:陶鹏江学号:********237团队2014年3月30日16 32点阵LED电子显示屏摘要:本设计是一16×32点阵LED电子显示屏的设计。
整机以美国ATMEL 公司生产的40脚单片机AT89C52为核心,介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。
通过该芯片控制两个行驱动器74HC573和四个列驱动器74HC573来驱动显示屏显示。
该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像,全屏采用8块8×8点阵LED显示模块来组成16×32点阵显示模式。
文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计,以及使用说明等。
单片机控制系统程序采用单片机C语言进行编辑,通过编程控制各显示点对应LED阳极和阴极端的电平,就可以有效的控制各显示点的亮灭。
LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点得到广泛的应用。
关键词:AT89C51单片机;LED;点阵显示;动态显示;C语言。
一绪论LED显示屏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屏幕。
它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。
并广泛的应用于公交汽车,码头,商店,学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传。
LED显示屏经历了从单色,双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程,自20世纪八十年代开始,LED显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教育、证券、广告宣传等各方面。
1 LED点阵显示屏概述LED点阵显示屏的构成型式有多种,其中典型的有两种。
一种把所需展示的广告信息烧写固化到EPROM芯片内,能进行固定内容的多幅汉字显示,称为单显示型;另一种在机内设置了字库、程序库,具有程序编制能力,能进行内容可变的多幅汉字显示,称可编程序型。
led电子显示屏设计方案

led电子显示屏设计方案LED电子显示屏设计方案一、概述电子显示屏是一种以LED发光二极管作为光源的显示装置,具有亮度高、寿命长、功耗低等优点,并广泛应用于广告、交通、娱乐等领域。
本设计方案旨在设计一种高效、可靠、灵活的LED电子显示屏。
二、设计要求1. 显示屏尺寸:根据实际需求确定,提供灵活的尺寸选项。
2. 显示效果:高亮度、高清晰度、广视角,在各种光照条件下都能清楚地显示内容。
3. 控制方式:提供网络控制、无线控制、本地控制等多种控制方式,方便用户远程控制和本地操作。
4. 可靠性:稳定性高,抗干扰能力强,能够长时间稳定工作。
5. 节能环保:低功耗设计,采用节能的LED光源,减少对环境的影响。
6. 维护方便:模块化设计,方便维修和更换,减少维护成本。
7. 成本控制:设计合理的成本结构,确保产品价格具有竞争力。
三、设计方案1. 光源选择:采用高亮度、高稳定性的LED发光二极管作为光源,具有长寿命、低功耗、快速响应等优点。
2. 显示屏结构:将LED发光二极管组成的像素点按照一定间距排列在显示屏表面,使用透明胶囊进行封装,形成像素模块。
3. 控制系统:引入嵌入式控制系统,通过网络通信控制显示内容,采用通用电源供电,方便连接各种操作设备。
4. 显示控制:采用PWM调光技术控制LED亮度,通过灰度控制实现多种显示效果,提高显示屏的动态性能。
5. 显示内容:支持多种媒体格式,如图片、视频等,通过软件控制显示内容,具有灵活性和实时性。
6. 驱动方式:采用分级驱动方式,将显示屏划分成多个区域进行控制,提高驱动效率和稳定性。
7. 维护和维修:模块化设计方便维护和更换故障模块,减少停工时间和维修成本。
四、性能指标1. 亮度:大于5000cd/m²2. 分辨率:根据尺寸要求确定,最小可达1mm3. 颜色:支持全彩、双色、单色等不同颜色配置4. 工作温度:-20℃~+60℃5. 通信方式:以太网、无线通信、本地控制等多种方式6. 可靠性:MTBF不低于50000小时五、总结本设计方案采用LED发光二极管作为光源,模块化设计方便维护,灵活的控制方式满足了用户不同需求。
LED点阵显示屏设计报告

LED点阵显示屏设计报告设计报告一、引言LED点阵显示屏是一种常用的显示设备,它由许多小LED灯组成的矩阵结构。
它具有高亮度、低功耗、长寿命等优点,广泛应用于室内外广告、显示器、计数器等领域。
本报告旨在设计一个基于LED点阵显示屏的显示系统,该系统能够显示数字、字母、图像等内容,具有简单易用、可靠稳定的特点。
二、设计目标1.显示方式:系统设计支持多种显示方式,包括点亮、熄灭、闪烁等。
2.显示内容:系统设计支持显示数字、字母、符号、图像等内容,可以实现多种显示效果。
3.输入方式:系统设计支持多种输入方式,包括键盘输入、串口输入、无线输入等,方便用户操作。
4.可扩展性:系统设计具有可扩展性,可以通过添加模块或接口,实现更多功能。
5.显示效果:系统设计追求良好的显示效果,包括清晰度、亮度、色彩等。
三、设计方案1.硬件设计:(1)控制器模块:采用高性能的单片机作为控制器,具有较大的存储空间和计算能力。
(2)点阵显示屏模块:选择合适的点阵显示屏,根据设计要求确定屏幕大小和像素点数。
(3)输入模块:设计键盘输入模块,采用矩阵按键的方式,实现用户输入数字、字母等内容。
(4)显示模块:设计显示模块,通过控制点阵显示屏的亮灭状态以及刷新频率,实现显示各种内容的功能。
(5)通信模块:设计串口通信模块,支持与其他设备的通信,实现数据传输和控制功能。
2.软件设计:(1)控制程序:设计控制程序,包括初始化设置、数据处理、显示控制等功能,通过控制器模块实现相关操作。
(2)显示程序:设计显示程序,支持各种显示效果,包括点亮、熄灭、闪烁等,根据用户输入的内容进行相应的显示。
(3)输入程序:设计输入程序,支持多种输入方式,包括键盘输入、串口输入等,将用户输入的内容传输给控制程序进行处理。
(4)通信程序:设计通信程序,根据串口通信模块的设定,实现与其他设备的数据传输和控制功能。
四、测试与验证1.功能测试:对系统设计的各项功能进行测试,包括显示功能、输入功能、通信功能等,确保系统正常工作。
LED点阵显示屏设计报告

西安邮电大学开发性实验结题报告学院:电子工程学院班级:光信1201 姓名:袁云飞学号:******** 班级:光信1201 姓名:赵晓伟学号:******** 班级:光信1201 姓名:陶鹏江学号:********237团队2014年3月30日16 32点阵LED电子显示屏摘要:本设计是一16×32点阵LED电子显示屏的设计。
整机以美国ATMEL 公司生产的40脚单片机AT89C52为核心,介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。
通过该芯片控制两个行驱动器74HC573和四个列驱动器74HC573来驱动显示屏显示。
该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像,全屏采用8块8×8点阵LED显示模块来组成16×32点阵显示模式。
文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计,以及使用说明等。
单片机控制系统程序采用单片机C语言进行编辑,通过编程控制各显示点对应LED阳极和阴极端的电平,就可以有效的控制各显示点的亮灭。
LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点得到广泛的应用。
关键词:AT89C51单片机;LED;点阵显示;动态显示;C语言。
一绪论LED显示屏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屏幕。
它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。
并广泛的应用于公交汽车,码头,商店,学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传。
LED显示屏经历了从单色,双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程,自20世纪八十年代开始,LED显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教育、证券、广告宣传等各方面。
1 LED点阵显示屏概述LED点阵显示屏的构成型式有多种,其中典型的有两种。
一种把所需展示的广告信息烧写固化到EPROM芯片内,能进行固定内容的多幅汉字显示,称为单显示型;另一种在机内设置了字库、程序库,具有程序编制能力,能进行内容可变的多幅汉字显示,称可编程序型。
LED电子显示屏系统设计方案

LED电子显示屏系统设计方案一、引言二、硬件设计1.显示屏硬件选型:LED显示屏的硬件选型是系统设计中的关键步骤。
需要考虑屏幕尺寸、像素密度、亮度、色彩还原度等因素。
2.控制系统选型:LED电子显示屏的控制系统需要选用高性能的控制卡,以确保图像的稳定性和流畅性。
同时,还需考虑与操作系统和软件接口的兼容性。
3.电源设计:为了保证电子显示屏系统的稳定工作,电源设计是非常重要的一环。
采用高效能的开关电源,以保证系统的稳定供电。
三、软件设计1.数据传输协议设计:为了实现远程更新和控制,需要设计一个高效的数据传输协议。
可以选择TCP/IP协议进行数据的传输和通信。
2.控制软件开发:系统需要设计一个易于操作、功能完善的控制软件。
控制软件可以通过网络远程控制显示屏的亮度、调整显示内容等功能。
3.系统监控软件开发:设计一个系统监控软件,用于实时监测LED电子显示屏的工作状态,如温度、电压、亮度等参数。
四、系统集成测试在完成硬件设计和软件开发后,需要对系统进行全面的集成测试。
测试内容包括硬件的稳定性和可靠性测试、软件功能测试、系统性能测试等。
五、系统应用完成系统集成测试后,可以将LED电子显示屏系统应用于实际场所。
常见的应用场所包括商场、车站、体育场、广场等。
可以将系统应用于信息展示、广告播放、安全警示等方面。
六、系统维护为了保证系统的长期稳定工作,需要进行定期的维护和保养。
维护内容包括清洁、检修、更换灯珠、软件更新等。
可以设计一个远程维护平台,方便对系统进行远程维护和监控。
七、总结本文设计了一个完整的LED电子显示屏系统,包括硬件和软件的设计内容。
通过合理的硬件选型、软件设计和系统集成测试,可以实现LED电子显示屏系统的高稳定性和可靠性。
同时,通过系统应用和系统维护,可以确保LED电子显示屏系统长期稳定工作。
LED电子显示屏系统设计方案(完整资料)

LED电子显示屏系统设计方案(完整资料).docLED电子显示屏系统设计方案XXX2017.5.5目录第一章项目概述1.1 概述本文旨在介绍一种LED电子显示屏系统的设计方案,该方案可满足用户的各种需求。
第二章系统特性需求分析与实现目标2.1 设计原则显示内容的需求在设计LED电子显示屏系统时,我们考虑到了显示内容的需求。
系统应该能够显示各种类型的内容,包括文本、图像、视频等,并且能够实现高清晰度和高亮度的显示效果。
2.2 使用寿命的需求为了满足用户的使用需求,我们设计的LED电子显示屏系统应该具有长寿命的特点。
系统应该能够持续运行数年而不出现故障,同时还需要具有易于维护和修复的特点。
2.3 大视角的观看需求为了让更多的人能够观看显示屏上的内容,我们的LED电子显示屏系统应该具有大视角的特点。
这样,无论观看者身处何处,都能够清晰地看到显示屏上的内容。
第三章系统实现目标3.1 系统功能说明我们的LED电子显示屏系统具有多种功能,包括显示各种类型的内容、实现高清晰度和高亮度的显示效果、具有长寿命和易于维护的特点、具有大视角等特点。
3.2 灵活多变的显示功能为了满足用户的需求,我们的LED电子显示屏系统具有灵活多变的显示功能。
用户可以根据自己的需求自由调整显示屏的显示内容和显示效果。
3.3 赏心悦目的音响功能为了让用户享受更好的观看体验,我们的LED电子显示屏系统还具有音响功能。
用户可以通过系统内置的音响设备播放音乐和视频,让观看体验更加赏心悦目。
3.4 特有的监测与安全保护功能为了保证系统的安全性和稳定性,我们的LED电子显示屏系统还具有特有的监测与安全保护功能。
系统可以自动监测运行状态,并在出现异常情况时及时报警,保证系统的正常运行。
6.2 骨架结构设计在本章中,我们将讨论系统的骨架结构设计。
这一部分的设计是整个系统的基础,它将直接影响到系统的稳定性和可靠性。
我们将详细介绍骨架结构的设计原则、方法和步骤,并提供一些实用的案例。
LED电子显示屏系统设计方案三篇

LED 电子显示屏系统设计方案三篇第 1 条发光二极管电子显示系统设计方案电子显示系统设计方案第一章项目概述 1.1 概述发光二极管电子显示是一个集成微电子技术、计算机技术、信息处理的大型显示系统。
它以超大画面、超强视觉、明亮色彩、宽动态范围、高亮度、长使用寿命、稳定可靠的运行、灵活多变的显示模式等独特优势成为众多显示媒体的领导者。
它已经成为世界上广泛使用的显示系统。
发光二极管不同于传统的光电新产品,在低功耗、长寿命、少发热、单色光发射、快速反应率、耐冲击机械良好的机械特性、体积小等方面。
它广泛应用于政府机构、商业广告、体育场、信息传播、新闻发布、证券交易等。
本项目是XXXX 室内发光二极管显示屏。
为了让生活、工作、出行方便XXXX 来博物馆,我们在此通过显示屏、语音播报、字幕显示通知、视频播放和欢迎上级领导和各位贵宾来访的欢迎词、指导、各大节日的庆祝词等向全校做了宣传。
为此,我们公司设计了169 比。
目前,绝大多数高清电影源都是以 169 格式输出的。
因此,如果我们用 43 显示屏看电影,屏幕的上下部分将不可避免地出现黑条,这对看电影的效果有很大的影响。
然而,使用169 不会引起这样的问题,并且屏幕利用率更高。
背投显示器亮度低,视角小,透镜灯寿命只有几千小时。
液晶有平缝,背投式和液晶显示屏适合近距离观看。
本发明的发光二极管显示屏亮度高,无缝发光二极管显示屏适用于远距离观看的室内场所。
由于项目现场的大视距、大视角,为此选择了发光二极管显示屏。
第二章系统特性需求分析和实现目标 2 的需求 .1 显示内容 1 的设计原则要求。
经济实用追求高效率、低成本是当今社会各行各业的必备条件。
因此,在考虑合理、良好性能的基础上,所选设备还应考虑其经济性,设计并选择适合现场条件、且满足用户要求的功能和系统配置方案。
通过严格、的有机结合,可以达到最佳的性价比,从而节约工程投资,同时保证系统功能实现的要求,经济实用。
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3.采用6块运用相对较少的的5*8点阵模块拼接成20*16的模块。这种设计组合正好可以契合题目要求,而且容易实现电子显示屏各点亮度均匀、充足,显示数字和文字稳定、清晰、无串扰的要求。由于引脚数量也不是很多,更容易操作。综合考虑,本系统采用此方案。
5.01
5.01
5.01
5.01
5.01
5.02
5.02
输出电压变化量(V)
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
0
0
电压调整率Su(%)
0.2
0.2
0.2
0.2
0.2
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0.2
0
0
4、负载调整率
方法:电源输入端接10V电压,输出电压Uo=5..02V,在负载电阻RL上串联一个万用表测量输出电流,调节负载电阻时输出电流在0~1A变化,记录输出电流,计算负载调整率。
以上过程电容器的放电时间常数为
电容滤波一般负载电流较小,可以满足td较大的条件,所以输出电压波形的放电段比较平缓,纹波较小,输出脉动系数S小,输出平均电压UO(AV)大,具有较好的滤波特性。
二、DC-DC变换器模块
系统供电可以由线性稳压源或开关电源实现。
①线性电源虽然结构简单,容易实现,但具有功耗比较大,效率低的缺点,故本系统不予采用。
②开关电源具有功耗小,效率高,体积小,重量轻,稳压范围宽等优点,本系统采用开关电源实现供电。具体设计思路如下:
①DC-DC降压变换器(Buck)主回路设计
Buck电路工作原理:Buck电路组要由开关管,续流二极管,电感和电容组成。PWM控制器产生的控制信号来控制开关管的导通和截止。当控制信号为高电平时开关管导通,电流流过开关管,流经电感,向负载供电。同时向电容充电。当控制信号为低电平时,开关管截止,没有电流从开关管流过。但是由于电感和电容都有存储能量的功能,所以即使没有电流从开关管流过,电感也可以通过续流二级管向负载提供电流,同时由于电容两端的电压不能瞬间变化,在开关频率足够大的时候电容可以保持输出电压的稳定。理论上讲,电感值越大,电容越大和开关频率越高,输出电压的变化范围越小,输出电压越稳定。PWM控制信号的高电平时间越长,输出电压越大;反之高电平时间越短,输出电压越小。
6、电源效率
方法:用万压表测量输入电压大小,输入电流大小,输出电流大小和输出电压大小。分别计算出输入功率和输出功率,再求输出功率和输入功率的比值既得电源效率。
(4)续流二极管的选择
在电路中二极管最大反向电压为U0,流过的电流是输入电流II,所以在选择二极管时,
管子的额定电压和额定电流都要留有充分大的余地。另外选择续流二极管时还要求导通电阻要小,开关频率要高,一般要选用肖特基二极管和快恢复二极管。本设计选用MBR10100CT,其最大方向工作电压为100V,最大正向工作电流为10A,完全满足设计要求。
先设达到90°后,二极管关断,那么只有滤波电容以指数规律向负载放电,从而维持一定的负载电流。但是90°后指数规律下降的速率快,而正弦波下降的速率小,所以超过90°以后有一段时间二极管仍然承受正向电压,二极管导通。随着u2的下降,正弦波的下降速率越来越快,uC的下降速率越来越慢。所以在超过90°后的某一点,例如图5(b)中的t2时刻,二极管开始承受反向电压,二极管关断。此后只有电容器C向负载以指数规律放电的形式提供电流,直至下一个半周的正弦波来到,u2再次超过uC,如图5(b)中的t3时刻,二极管重又导电。
关键词:单片机控制模块开关电源效率5*8点阵模块
1.系统设计
1.1整体方案设计
LED电子显示屏框图
1.2硬件方案论证与比较
1.2.1电子显示屏模块
1.采用6块市场上常见的8*8点阵模快组成24*16的大点阵,在编程的时候只利用其中的20列,余下的4列空置。此种设计从细处来看不符合项目的原意,且点阵模块没有充分的利用,浪费了空间和资源。
循环显示方式可以通过单片机外部中断切换,利用单片机外部中断可以节省单片机资源,提高单片机效率。系统程序会在循环显示阶段不断循环的执行。
程序流程图
2.系统测试
2.1开关电源测试
1、输出电压测试
测试结果:输出电压为5.02V。
2、输出电流测试
方法:在开关电源输出端加负载RL,调整负载值,同时在嗲源输出端传串联一个万用表测量数电流。观测输出电流范围能否达到0~1A。
PWM控制方式又有三种可选方案:
1、利用单片机产生PWM控制信号。让单片机根据反馈信号对PWM信号做出相应调整以实现稳压输出。此方案实现起来比较灵活,可以针对特定的系统进行优化。但是系统调试比较复杂。
2、555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路,可以作为控制核心来控制DC-DC开关电源电路。阀门端和触发端的电平分别为电源的2/3和1/3,但可以由电压控制端(CONT)来改变这两个电平值。当触发端(TRIG)的电压下降至比触发电平低时,触发器翻转输出“1”,同时输出端输出高电平;当触发端(TRIG)的电压高于触发电平,而且阀门端(THRES)的电平也高于阀门电平时,触发器翻转输出“0”,同时输出端(OUT)输出低电平;复位端(RESET)与其他输入端相比具有最高优先权,当复位端为低电平时,触发器将被复位,而且输出端为低电平。将复位端置低可以用来初始化一个新的定时循环。只要输出端为低电平,泄放端(DISCH)将提供一个对地的低阻抗通路。但是此芯片不是专门的PWM控制芯片,调试起来相对比较复杂,不易实现控制。
测试是结果:输出电流为0~0.97A
3、电压调整率测试
方法:用实验室的直流电压源输出直接接在开关电源DC-DC变换输入端,调整负载使输出电流达到最大1A,调整直流电源输出电压在7V~15V
变化时,测量输出电压Uo。
测试结果:
输入电压Ui(V)
7
8
9
10
11
12
13
14
15
输出电压(V)
5.01
5.01
不论采用哪种方案,由于涉及到较多的焊接工作,究竟采用多层万能板焊接,还是使用会具有众多跳线的单层万能板,亦或是使用PCB板来实现也是不得不面对的问题。考虑到PCB板具有焊接的便利性,系统的稳定性以及系统的整体美观性,我们采取了运用PCB板来实现的方案。(原理图见附件)
1.2.2电源模块
一、整流滤波模块
“TI杯”电子设计大赛
报告
A题:LED电子显示屏的设计
队员:赖 波 2802107013
队员:漆志龙 2802107021
队员:朱维各 2802107012
2010-5-27
LED电子显示屏的设计
电子工程学院2008级赖波漆志龙朱维各
【摘要】本系统中的LED电子显示屏采用基于AT89S52的单片机最小系统来控制,运用串行通信方式输出数据,具有占有引脚少,系统相对简单的特点;通过简单的编程修改显示屏可以显示不同的、相当多的信息,且在必要的情况下可以扩展更大的外部存储器;显示屏采用PCB制作,更加容易扩展,更具有实用性。另外,此LED电子显示屏的电源采用了开关电源模块,具有电压稳点,效率高的优点。该20*16电子显示屏各点亮度均匀、充足,满足了显示数字和文字稳定、清晰、无串扰的要求。
市电经过整流滤波后可以变成比较平滑的直流,其原理如下图:
上图画出了电容滤波电路在带电阻负载后的工作情况。接通交流电源后,二极管导通,整流电源同时向电容充电和向负载提供电流,输出电压的波形是正弦形。在时刻,即达到u2 90°峰值时,u2开始以正弦规律下降,此时二极管是否关断,取决于二极管承受的是正向电压还是反向电压。
②DC—DC变换器稳压原理
在输入电压或负载变化,要保证输出电压保持稳定时,可以采用两种方案。第一可以维持开关管的截止时间TOFF不变,通过改变脉冲的频率f来维持输出电压U0的稳定,这便是脉冲频率调制(PFM)控制方式DC-DC变换器;第二可以保持脉冲的周期T不变,通过改变开关管的导通时间TON,即脉冲的占空比q,以实现输出电压的稳定,这就是脉宽调制(PWM)控制方式DC-DC变换器。由于目前已经有各种型号的集成PWM控制器,所以DC-DC变换器普遍采用PWM控制方式。
1.3软件设计方案
程序使用C语言编写。系统主程序开始后,首先对系统初始化,包括设置串口、定时器、中断和相应端口,然后全亮显示,持续几秒钟,接着关闭所有LED,持续一段时间,进入倒计时显示(10秒),计时完后判断tt的值(tt为显示方式的选择标记)。tt=0时,循环左移;tt=1时,循环上移;tt=2时,循环下移。
(3)开关管的选择
开关管Q1在电路中承受的最大电压是U0,考虑到输入电压波动和电感的反峰尖刺电
压的影响,所以开关管的最大电压应满足>1.1×1.2U0。实际在选定开关管时,管子的最大允许工作电压值还应留有充分的余地,一般选择(2~3)1.1×1.2U0。开关管的最大允许工作电流,一般选择(2~3)II。开关管的选择,主要考虑开关管驱动电路要简单、开关频率要高、导通电阻要小等。本设计选择Tip42C,该器件的VCEO=100V,导通电阻很小,Ic=6A,完全满足设计要求。
(2)储能电感的选择
根据电路的工作波形,电感电流包括直流平均值和纹波分量两部分。假若忽略电路的
内部损耗,则变换器的输出能量和变换器的输入能量相等,即 ,所以 ,即从电源取出的平均电流也就是流入电感的平均电流。
电感电流的纹波分量是三角波,在TON期间,电流的增量为 ;在TOFF期间,电流将下降,其减少量为 ;在稳态下, 。在选择△I时,一般要求电感的峰值电流不大于其最大平均电流的20%,以免使电感饱和;同时流过电感中的电流最小值也应大于或等于零。实际设计时,选择电感电流的增量 ,所以 ,在开关频率选择50kHz和系统所需要求下,计算电感量为610 H,实际选择1mH/1A的电感。