任务介绍
本次任务选择的是任务三—— 按键和旋转编码器控制、点阵LED显示的人机接口模块，本次任务需要设计包含一个旋转编码器、多个（2个以上）按键以及点阵LED（5x7以上）的HMI模块，为方便搭配不同的核心板，我们设计的这个HMI模块需支持对核心板进行信息输入控制及核心板输出信息控制点阵LED的显示。5*7的点阵LED，实际上控制上8*8更好一点，所以在最低要求的基础上增加为8*8LED点阵显示。
模块介绍
本次设计的人机接口模块，包含输入控制（一个旋转编码器和2个按键），输出显示为8*8 LED矩阵，为了尽可能的减少MCU的控制接口，LED矩阵接入74HC595控制，74HC595是一款串行输入/串行输出的移位寄存器，拥有8位移位寄存器和8位并行输出，这使得它在扩展数字IO端口时非常有用。它以串行的方式接收来自微控制器的数据，并能够控制多个输出引脚，从而达到用少量IO控制多个负载的目的。
74HC595的工作原理基于两个主要部分：移位寄存器和锁存器。移位寄存器 ：负责接收串行输入的数据。在每一个时钟脉冲的作用下，数据一位一位地向左移动。这个过程相当于在对数据进行“排队”。锁存器 ：用于并行输出数据。一旦移位寄存器中的数据被完全接收并准备输出时，锁存器会同步这些数据并提供稳定输出。
74HC595D,118芯片DigiKey链接：https://www.digikey.cn/zh/products/detail/nexperia-usa-inc/74HC595D-118/763087
原理图和PCB模块介绍
原理图
PCB
通过引入74HC595D，我们大大的将引脚数量减少，同时与输入控制引脚全部可以通过对称的两个1*5的2.54插座进行引出。
3D效果图
模块主要性能指标和管脚定义
主要性能指标
类型 | 人机接口模块 |
核心芯片 | 74HC595D |
显示尺寸 | 8*8 |
按键 | 2个 |
旋转编码器 | 1个 |
板卡尺寸 | 80mm x 44mm |
供电电压 | 3.3V |
管脚定义
管脚属性 | 管脚名 | 管脚编号 | 管脚名 | 管脚属性 | |
P | 3.3V | H1-1 | H2-1 | FS-A | I/O |
P | GND | H1-2 | H2-2 | FS-B | I/O |
I/O | DIO | H1-3 | H2-3 | FS-D | I/O |
I/O | STCH | H1-4 | H2-4 | SW1 | I/O |
I/O | SHCH | H1-5 | H2-5 | SW2 | I/O |
板上设置及标识
第一版：
标记 | 名称 | 默认状态 | 描述 |
LED1-LED64 | 显示矩阵 | 灭 | 用户自定义 |
eZ-PLM上新建物料和项目的截图
我们使用了eZ-PLM系统进行项目管理，上传了自己的工程文件，每次上传都会要求修改保存记录各个版本，也可随时查阅。物料管理，项目管理，BOM自动提取，还是非常的方便的。
物料添加展示图
项目详情图
心得体会
本次我们选择了一个人机接口模块的设计，并在其最低要求上进行了扩展，为了减少控制部分，我们引入了锁存器的控制，通过两个锁存器实现8*8LED矩阵的控制，通过这次的限时挑战进一步进行了绘图技能的提升，我们要了解基本方案的设计，进行器件的选型以及引脚定义的配置，密集的绘制也要进行一些取舍，目前PCB的外形选取的还是比较常规的，要求可以定义好外形，在极限的空间下进行设计，可能效果会更好，不过后面还有好多期，我们的相关设计可能也会依托着进行。
无言的朝圣
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