智能機(jī)器人設(shè)計(jì)

-.zLED點(diǎn)陣電子顯示屏制作設(shè)計(jì)報(bào)告摘要此題的設(shè)計(jì)是基于Altera公司CycloneII系列EP2C5T144FPGA芯片VHDL設(shè)計(jì)的LED點(diǎn)陣顯示屏根本原理與實(shí)現(xiàn)方案。由于采用了先進(jìn)的EDA技術(shù)，使得系統(tǒng)在具有極高的集成度和穩(wěn)定性的同時(shí)，還表達(dá)出比傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法更大的靈活性，和更高的設(shè)計(jì)效力。該系統(tǒng)由24*24LED點(diǎn)陣屏、點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)電路、掃描電路、鍵盤(pán)等組成。在程序的控制下，LED點(diǎn)陣模塊顯示屏工作在人眼不易覺(jué)察的掃描微亮和人眼可見(jiàn)的顯示點(diǎn)亮模式下工作。系統(tǒng)根本上能通過(guò)按鍵轉(zhuǎn)換顯示字符、漢字、特定的句子或短語(yǔ)，顯示容可以實(shí)現(xiàn)向上滾屏，亮度可調(diào)等功能。關(guān)鍵詞：FPGAEP2C5T144VHDL24*24點(diǎn)陣掃描電路AbstractThethemedesignisbasedonAlteraCycloneIIfamilyofpaniesEP2C5T144FPGAchip,LEDdotmatri*displayVHDLdesignandrealizationofbasicprinciple.AsaresultofadvancedEDAtechnology,makingthesystemhasaveryhighintegrationandstability,itisalsoreflectedmorethanthetraditionaldesignfle*ibility,andhigherdesigneffect.Thesystemconsistsof24*24LEDdotmatri*display,dotmatri*drivecircuit,scancircuit,keyboard.Underthecontroloftheprocess,LEDdotmatri*displaymodulesworkinthehumaneyeimperceptiblemicro-lightandscanningthehumaneyecanseethedisplaylightmode.Inessence,throughthekeychangedisplaycharacter,characters,specificsentenceorphrase,canachieveupscrollingdisplay,brightnessadjustablefunctions.Keywords:FPGAEP2C5T144VHDL24*24dotmatri*scancircuit方案比擬及設(shè)計(jì)論證系統(tǒng)方案選擇方案一：基于51系列單片機(jī)的設(shè)計(jì)方案方案二：基于FPGA的設(shè)計(jì)方案方案一51系列單片機(jī)體積小、本錢(qián)低,但是對(duì)設(shè)計(jì)人員自身的編程水平要求較高,也不便于信號(hào)的數(shù)字處理實(shí)現(xiàn),程序運(yùn)行時(shí)串行處理,速度較慢。51系列單片機(jī)部處理數(shù)據(jù)寬度為8位,對(duì)數(shù)據(jù)處理有一定的限制,電路復(fù)雜，給設(shè)計(jì)工作帶來(lái)了不便。方案二，F(xiàn)PGA均支持VHDL語(yǔ)言,它不需要編程人員非常熟悉器件部構(gòu)造,只要熟悉VHDL語(yǔ)言即可對(duì)FPGA進(jìn)展操作。VHDL程序采用并行處理,從而提高了程序的處理速度,提高了器件的運(yùn)行速度。VHDL語(yǔ)言語(yǔ)法嚴(yán)謹(jǐn),描述的硬件電路穩(wěn)定性好。應(yīng)選用方案二。電源選擇方案方案一：由7805芯片組成的電源模塊方案二：開(kāi)關(guān)電源模塊〔輸出+5V〕由于本次設(shè)計(jì)要顯示的是24×24點(diǎn)陣，方案一雖然能能夠驅(qū)動(dòng)所有電路，但是電流比擬大，7805芯片發(fā)熱快，不能長(zhǎng)時(shí)間使用，為了能穩(wěn)定和長(zhǎng)期的使用，我們采用市場(chǎng)上常見(jiàn)開(kāi)關(guān)電源，這局部電路穩(wěn)定性好，能驅(qū)動(dòng)的電流大。而且電路很穩(wěn)定，適合本次的設(shè)計(jì)。此次賽題對(duì)于電源也無(wú)特殊要求。因此我們選擇方案二。二、系統(tǒng)理論分析與計(jì)算系統(tǒng)功能用按鍵來(lái)切換LED點(diǎn)陣屏上的各種功能，從而實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣屏上顯示漢字、字符、四組特定的句子或短語(yǔ)，顯示的容可以平滑地向上滾屏，亮度可調(diào)，在顯示屏中心處實(shí)時(shí)顯示溫度，本機(jī)鍵盤(pán)可編輯短語(yǔ)等功能?？傮w方框圖〔三〕電路原理圖〔附表1〕屏亮調(diào)節(jié)控制用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)程序來(lái)控制電路中的時(shí)鐘，通過(guò)亮度按鍵來(lái)改變時(shí)鐘的頻率，從而到達(dá)控制顯示屏亮度。三、電路與程序設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)〔一〕電路設(shè)計(jì)鍵盤(pán)輸入按鍵具體功能如下：KKKKKKKKKKKK溫度90度開(kāi)關(guān)亮度滾屏四組短語(yǔ)溫度90度開(kāi)關(guān)亮度滾屏四組短語(yǔ)程序設(shè)計(jì)由VHDL語(yǔ)言所編源程序如下：四、測(cè)試方法與儀器測(cè)試試驗(yàn)：鍵盤(pán)測(cè)試、24*24點(diǎn)陣屏顯示測(cè)試、5V電源測(cè)試測(cè)試儀器：直流穩(wěn)壓電源〔YB1731A〕、數(shù)字萬(wàn)用表(UT30D)、示波器〔PDS7102T〕、新型數(shù)字電路實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)〔RON*IN〕〔三〕主要元件清單〔附表2〕〔四〕測(cè)試方法：〔1〕24*24點(diǎn)陣顯示屏顯示測(cè)試：24*24點(diǎn)陣顯示測(cè)試：寫(xiě)程序讓點(diǎn)陣上所有的點(diǎn)都亮，然后觀察是否有不良的點(diǎn)，假設(shè)有，檢查線路。直到所有的點(diǎn)都亮為止，再寫(xiě)程序讓點(diǎn)陣在指定的位置顯示指定的容。換其他的容再試幾次，都沒(méi)問(wèn)題則可以。五、測(cè)試數(shù)據(jù)及測(cè)試結(jié)果分析功能測(cè)試測(cè)試工程賽題要求測(cè)試結(jié)果顯示字符和漢字在屏上能正常顯示字符和漢字到達(dá)要求顯示特定短語(yǔ)顯示四組短語(yǔ)到達(dá)要求滾屏顯示容可向上平滑地滾屏到達(dá)要求溫度實(shí)時(shí)測(cè)溫及顯示溫度到達(dá)要求屏亮調(diào)節(jié)頻率LED點(diǎn)陣屏亮度頻率調(diào)大高亮頻率調(diào)小發(fā)出不刺眼的光頻率不斷改變隨頻率的改變而改變3、溫度測(cè)試實(shí)際值測(cè)量值誤差相比擬可知：總結(jié)：經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，我們的LED點(diǎn)陣顯示屏已經(jīng)完成了賽題的大局部要求：在這短短的四天三夜中，從最開(kāi)場(chǎng)拿到題的茫然，到后來(lái)的慢慢了解，再到后來(lái)的動(dòng)手制作修改、簡(jiǎn)化、擴(kuò)展。每一步都必須走得很踏實(shí)。這樣一個(gè)過(guò)程的完成，對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，真正是學(xué)到不少。設(shè)計(jì)電路和測(cè)試電路的過(guò)程是需要非常耐心的，總的來(lái)說(shuō)，這幾天是比擬艱辛的，這是對(duì)我們意志力的考驗(yàn)。這次的比賽也讓我們意識(shí)到了團(tuán)隊(duì)的重要性，能否有一個(gè)默契、向上的團(tuán)隊(duì)是成功的一個(gè)關(guān)鍵?；ハ嗟膸椭?、合作能使我們的工作快速的完成。通過(guò)這次競(jìng)賽，不僅增強(qiáng)了我們的實(shí)踐能力和協(xié)作精神，這對(duì)我們今后的學(xué)習(xí)和工作是有很大幫助的。當(dāng)然，我們的設(shè)計(jì)受到時(shí)間，材料等的原因，還有很多可以改良的地方，比方：希望以后會(huì)做的更好，懇請(qǐng)各評(píng)委教師的批評(píng)指正。附表1電路原理圖附表2序號(hào)器件類(lèi)型標(biāo)號(hào)數(shù)量1FPGA核EP2C5T1441個(gè)2AT89C2051U101個(gè)38*8