智能機器人設計

-.zLED點陣電子顯示屏制作設計報告摘要此題的設計是基于Altera公司CycloneII系列EP2C5T144FPGA芯片VHDL設計的LED點陣顯示屏根本原理與實現(xiàn)方案。由于采用了先進的EDA技術，使得系統(tǒng)在具有極高的集成度和穩(wěn)定性的同時，還表達出比傳統(tǒng)設計方法更大的靈活性，和更高的設計效力。該系統(tǒng)由24*24LED點陣屏、點陣驅動電路、掃描電路、鍵盤等組成。在程序的控制下，LED點陣模塊顯示屏工作在人眼不易覺察的掃描微亮和人眼可見的顯示點亮模式下工作。系統(tǒng)根本上能通過按鍵轉換顯示字符、漢字、特定的句子或短語，顯示容可以實現(xiàn)向上滾屏，亮度可調等功能。關鍵詞：FPGAEP2C5T144VHDL24*24點陣掃描電路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方案比擬及設計論證系統(tǒng)方案選擇方案一：基于51系列單片機的設計方案方案二：基于FPGA的設計方案方案一51系列單片機體積小、本錢低,但是對設計人員自身的編程水平要求較高,也不便于信號的數字處理實現(xiàn),程序運行時串行處理,速度較慢。51系列單片機部處理數據寬度為8位,對數據處理有一定的限制,電路復雜，給設計工作帶來了不便。方案二，F(xiàn)PGA均支持VHDL語言,它不需要編程人員非常熟悉器件部構造,只要熟悉VHDL語言即可對FPGA進展操作。VHDL程序采用并行處理,從而提高了程序的處理速度,提高了器件的運行速度。VHDL語言語法嚴謹,描述的硬件電路穩(wěn)定性好。應選用方案二。電源選擇方案方案一：由7805芯片組成的電源模塊方案二：開關電源模塊〔輸出+5V〕由于本次設計要顯示的是24×24點陣，方案一雖然能能夠驅動所有電路，但是電流比擬大，7805芯片發(fā)熱快，不能長時間使用，為了能穩(wěn)定和長期的使用，我們采用市場上常見開關電源，這局部電路穩(wěn)定性好，能驅動的電流大。而且電路很穩(wěn)定，適合本次的設計。此次賽題對于電源也無特殊要求。因此我們選擇方案二。二、系統(tǒng)理論分析與計算系統(tǒng)功能用按鍵來切換LED點陣屏上的各種功能，從而實現(xiàn)LED點陣屏上顯示漢字、字符、四組特定的句子或短語，顯示的容可以平滑地向上滾屏，亮度可調，在顯示屏中心處實時顯示溫度，本機鍵盤可編輯短語等功能?？傮w方框圖〔三〕電路原理圖〔附表1〕屏亮調節(jié)控制用VHDL語言編寫程序來控制電路中的時鐘，通過亮度按鍵來改變時鐘的頻率，從而到達控制顯示屏亮度。三、電路與程序設計電路設計〔一〕電路設計鍵盤輸入按鍵具體功能如下：KKKKKKKKKKKK溫度90度開關亮度滾屏四組短語溫度90度開關亮度滾屏四組短語程序設計由VHDL語言所編源程序如下：四、測試方法與儀器測試試驗：鍵盤測試、24*24點陣屏顯示測試、5V電源測試測試儀器：直流穩(wěn)壓電源〔YB1731A〕、數字萬用表(UT30D)、示波器〔PDS7102T〕、新型數字電路實驗系統(tǒng)〔RON*IN〕〔三〕主要元件清單〔附表2〕〔四〕測試方法：〔1〕24*24點陣顯示屏顯示測試：24*24點陣顯示測試：寫程序讓點陣上所有的點都亮，然后觀察是否有不良的點，假設有，檢查線路。直到所有的點都亮為止，再寫程序讓點陣在指定的位置顯示指定的容。換其他的容再試幾次，都沒問題則可以。五、測試數據及測試結果分析功能測試測試工程賽題要求測試結果顯示字符和漢字在屏上能正常顯示字符和漢字到達要求顯示特定短語顯示四組短語到達要求滾屏顯示容可向上平滑地滾屏到達要求溫度實時測溫及顯示溫度到達要求屏亮調節(jié)頻率LED點陣屏亮度頻率調大高亮頻率調小發(fā)出不刺眼的光頻率不斷改變隨頻率的改變而改變3、溫度測試實際值測量值誤差相比擬可知：總結：經過反復實驗，我們的LED點陣顯示屏已經完成了賽題的大局部要求：在這短短的四天三夜中，從最開場拿到題的茫然，到后來的慢慢了解，再到后來的動手制作修改、簡化、擴展。每一步都必須走得很踏實。這樣一個過程的完成，對于我們來說，真正是學到不少。設計電路和測試電路的過程是需要非常耐心的，總的來說，這幾天是比擬艱辛的，這是對我們意志力的考驗。這次的比賽也讓我們意識到了團隊的重要性，能否有一個默契、向上的團隊是成功的一個關鍵。互相的幫助、合作能使我們的工作快速的完成。通過這次競賽，不僅增強了我們的實踐能力和協(xié)作精神，這對我們今后的學習和工作是有很大幫助的。當然，我們的設計受到時間，材料等的原因，還有很多可以改良的地方，比方：希望以后會做的更好，懇請各評委教師的批評指正。附表1電路原理圖附表2序號器件類型標號數量1FPGA核EP2C5T1441個2AT89C2051U101個38*8