[实用新型]一种积木式LED点阵显示教具

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教具，具体是一种《单片机原理》课程教学中用来演示LED点阵的积木式LED点阵显示教具。

背景技术

《单片机原理》课程是当前高职院校电子信息类专业的必修课程，本课程中对于LED点阵显示内容的教学除教师进行理论讲解之外，还会应用软件仿真、图片展示等方式对LED点阵的组成原理及设计方法进行分析，有时也会用单片机实验箱来进行实物演示。软件仿真和图片展示都在电脑中完成，比较抽象，学生不易理解。若用单片机实验箱来进行实物演示，常规单片机实验箱一般只有一个独立的16×16LED点阵模块，每次只能显示一个固定的汉字，与实际应用脱节，无法演示多点阵模块的联级扩展应用。另外由于单片机实验箱可以用来演示多种实验，实验箱中除了LED点阵模块之外还有其他模块电路，不便于学生观察和学习，且单片机实验箱一般比较笨重，不便于携带。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种《单片机原理》课程教学中用于演示LED点阵显示原理及联级扩展方法的积木式LED点阵显示教具，以解决常规教具的上述不足之处。

本实用新型所采用的具体技术方案如下：

一种积木式LED点阵显示教具，其特征是：包括一个单片机模块和多个LED点阵模块，其中每个点阵模块均设有接插件形式可相互匹配的输入端口和输出端口，各点阵模块以后级点阵模块输入端口插入前级点阵模块输出端口的形式逐级串联在一起，形成积木式扩展，单片机模块通过数据线与第一级点阵模块相连接，并由单片机模块对各级点阵模块的显示进行控制。

所述单片机模块包括单片机和两个按键，单片机采用STC90C58RD+，它是51内核单片机，具有1280字节的SRAM和32K字节Flash存储器，这样大的存储空间可存储更多的显示内容，便于教具演示。两个按键用于选择教具功能，按键S1按下时，单片机以每秒钟扫描1行的速度控制LED点阵显示，此时显示的内容以较慢的方式在点阵模块上逐行展示出来，演示了“逐行扫描”的原理。按键S2按下时，单片机以正常的速度扫描LED点阵。

所述点阵模块包括16×16LED点阵块、行选通电路、行驱动电路、列驱动电路、输入端口和输出端口，其中：行选通电路由两个译码器74HC138组成，两译码器联级之后可进行4-16译码，实现轮流选通16×16LED点阵块中的每一行；行驱动电路由16个三极管组成，16个三极管分别驱动16×16LED点阵块的16行；列驱动电路由两个移位寄存器74HC595组成，实现16×16LED点阵块16条列线信号由串行到并行的转换；16×16LED点阵块由4片8×8LED点阵块联级组成，由行驱动电路和列驱动电路进行驱动；输入端口和输出端口分别采用可相互匹配的排针和排母，分别设在点阵模块电路板的两端。

将本实用新型的LED点阵显示教具应用在《单片机原理》课程教学中，能以较慢的速度扫描点阵，以演示LED点阵显示中“逐行扫描”的基本原理，也能以正常的方式扫描，点阵模块间能以搭积木的方式演示显示模块联级扩展的方法，从而解决了传统教具在LED点阵显示内容的教学过程中方法单一、形式抽象的不足，而且本教具操作简单，便于携带。另外本实用新型教具也可作为学生实验的平台，学生只需要编写好自己的程序下载到单片机，连接好对应的几个模块之后就能验证程序是否正确。

附图说明

图1为本实用新型LED点阵显示教具的组成框图。

图2为单片机模块的电路图。

图3为点阵模块行选通电路的电路图。

图4为点阵模块行驱动电路的电路图。

图5为点阵模块列驱动电路的电路图。

图6为点阵模块输入端口的电路图。

图7为点阵模块输出端口的电路图。

图8为点阵模块16×16LED点阵块的电路图。

图9为输入端口和输出端口在点阵模块线路板上的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步说明。

如图1所示，本实用新型的积木式LED点阵显示教具包括一个单片机模块和多个LED点阵模块，其中每个点阵模块均设有接插件形式可相互匹配的输入端口和输出端口，各点阵模块以后级点阵模块输入端口插入前级点阵模块输出端口的形式逐级串联在一起，形成积木式扩展，单片机模块通过数据线与第一级点阵模块相连接，并由单片机模块对各级点阵模块的显示进行控制。