亮度可调的大功率数码管静态驱动电路设计开题报告

1. 研究目的与意义

亮度可调的大功率数码管静态驱动电路设计是工程实践性课题，主要目的是让我们将所学习的电路知识、集成电路设计和集成电路CAD的技能运用到实际的嵌入式系统设计中，结合相关的硬件资源和开发平台，完成具有一定专用功能的嵌入式系统设计。

随着社会的不断进步与科学技术的不断发展，人们越来越关心我们赖以生存的地球。各国都在采取积极有效的措施改善环境，减少污染。这其中最为重要也是最为紧迫的问题就是能源问题，要从根本上解决能源问题，除了寻找新的能源，节能是关键的也是目前最直接有效的重要措施，在最近几年,通过努力，人们在节能技术的研究和产品开发上都取得了巨大的成果。LED是一种绿色照明光源，其主要优点是发光效率高。随着材料科学的进展，在未来几十年其发光效率会有更大幅度的提高；且能量消耗低、寿命长、材料可回收，不会污染环境。

2. 课题关键问题和重难点

此课题的关键问题和难点是数码管的发光强度是由数码管的驱动电流决定的，驱动电流的大小和波动都与数码管的发光强度有关系。数码管的亮度和控制系统亮度与正向流过它的电流成正比，这样就可以通过调节它的正向电流来调节亮度。但由于多个LED数码管的动态扫描实现方式有弊端，即当有很多个数码管时，会导致扫描时间的延长，让人眼感觉出闪烁感。而且大功率数码管驱动困难，系统的热稳定性和抗干扰能力较差。同时，系统的过压、过流和瞬间掉电保持需进行专门的电路设计，而使系统更加复杂，也降低了系统的稳定性和可靠性，从而大大限制了数码管的广泛应用。所以我们需要采用静态驱动方案，通过控制限流电阻的阻值实现静态驱动电流大小的控制，从而才能体现出节能的功能。

3. 国内外研究现状（文献综述）

为了更深入地了解课题以及更好地完成毕设，我除了认真研读老师给的参考文献，另外自己也找了七篇相关文章，做出以下综述。

人类照明的历史经历了漫长的发展过程。过去，人们曾长期靠燃烧木材照明，直到1772年燃气照明才进入人们的生活，从1879年爱迪生发明白炽灯以来人类的照明进入了一个崭新的时代。上世纪九十年代末，基于半导体发光二极管的固态照明带来了半导体技术产业革命--照明革命，并且将逐步代替白炽灯和荧光灯进入普通照明领域。在20世纪70年代，led最早应用于指示灯、数字和文字显示。随着第三代半导体材料氮化镓的突破，高亮度蓝光二极管的出现解决了发光二极管的三原色缺色的问题，由此产生了白光半导体灯。白光发光二极管的问世，使led照明开始逐渐走进了人们的日常生活。

led是一种绿色照明光源，其主要优点是发光效率高。随着材料科学的进展，在未来几十年其发光效率会有更大幅度的提高；且能量消耗低、寿命长、材料可回收，不会污染环境。

4. 研究方案

采用静态驱动方案，通过控制限流电阻的阻值实现静态驱动电流大小的控制，体现出节能的功能。整体是通过单片机STC15W4K32S4来控制能够提供静态电流功率驱动的8位移位寄存器芯片TPIC6B595，进行大功率数码管的静态驱动和显示数据的锁存。通过SPI总线通信方式的数字电位器芯片AD8400AC的电阻值可变来调节数码管静态电流的数值，从而实现数码管的亮度可调功能。

5. 工作计划

第1周：充分利用实验室的资源，查找并阅读课题相关文献以及翻译导师所给文献资料，从而对毕设课题有一定初步了解，形成一个大致的概念；

第2周：通过查阅到的资料并结合自己的想法撰写开题报告，交给导师审核并进行修改；

第3周：在掌握电路设计大概规模的基础上，做出电路系统的总体设计和规划；