【正文】 際應(yīng)用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個(gè)很龐大的數(shù)字。因此在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計(jì)，而采用另外一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。 動(dòng)態(tài)掃描的意思簡(jiǎn)單地說(shuō)就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行（比如16 行）的同名列共用一套驅(qū)動(dòng)器。具體就 16ｘ 16 的點(diǎn)陣來(lái)說(shuō)，把所有同 1 行的發(fā)光管的陽(yáng) 極連在一起，把所有同 1 列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽(yáng)極的接法），先送出對(duì)應(yīng)第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第 1 行使其燃亮一定時(shí)間，然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第 2 行使其燃亮相同的時(shí)間，然后熄滅；以此類推，第 16 行之后，又重新燃亮第 1 行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒 24 次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。 采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每一行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，按 8 位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。顯示 時(shí)要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上去，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并列方式或串行方式。顯然，采用并行方式時(shí)，從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹? 單 片 機(jī) 列驅(qū)動(dòng)器 行驅(qū)動(dòng)器 16X16LED 顯示點(diǎn)陣 電源 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 3 采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信?hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無(wú)疑是十分經(jīng)濟(jì)的。但是，串行傳輸過程較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢螅@一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。這樣，對(duì)于一行的顯示 過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。對(duì)于串行傳輸方式來(lái)說(shuō)，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時(shí)間就太少了，以致影響到 LED 的亮度。 解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一列數(shù)據(jù)。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。經(jīng)過上述分析，就可以歸納出列驅(qū)動(dòng)器電路應(yīng)具有的功能。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來(lái)說(shuō)，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并處的移位功能；對(duì)于列數(shù)據(jù)顯示來(lái)說(shuō)，應(yīng)具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準(zhǔn) 備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響本行的顯示 。 硬件設(shè)計(jì) （ 1）單片機(jī)系統(tǒng)及其管腳 常用的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)有兩種方式 ,一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，一種是外部時(shí)鐘方式。本實(shí)驗(yàn)采用 內(nèi)部時(shí)鐘方式，將 XTAL1 與 XTAL2 之間跨接一個(gè)石英晶振和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激震蕩器。電容值取 30pF 左右，其大小將影響震蕩頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。為減少線間的寄生電容，晶振和電容應(yīng)盡能安裝得與單片機(jī)靠近，保證晶振穩(wěn)定可靠的工作。 另一部分是復(fù)位 部分。上電自動(dòng)復(fù)位電路是最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，只需要一個(gè) 1K 左右電阻、一個(gè) 22pF 左右的電容及 12MHZ 的晶振。有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位，此時(shí)只要在電容上并聯(lián)一個(gè)按鍵即可。 單片機(jī)信號(hào)輸出采用串行輸出，因此在下一模塊的移位寄存器要與該部分的串行口（ RXD）及 （ TXD）相連 其圖形如下圖 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 4 （ 2） 點(diǎn)陣及其驅(qū)動(dòng)部分 點(diǎn)陣顯示用是動(dòng)的態(tài)掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在采用掃描方式顯示時(shí)，由于每行要帶動(dòng)十六個(gè)二極管，每行電流較大。若每個(gè)二極管安 5mA 計(jì)算，十六個(gè)二極管就得 80mA 電流，超出單片機(jī)管腳的承受范圍，因此每行都加有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，本設(shè)計(jì)的行驅(qū)動(dòng)用的是十六個(gè)pnp 型三極管。三極管的發(fā)射極接 5V 電壓，集電極接點(diǎn)陣的行線，而其基級(jí)本應(yīng)接單片機(jī)，但該接線方式占用為了 16個(gè)單片機(jī)管腳，為了節(jié)省單片機(jī)管腳，用了一片 74LS154譯碼器 ,這樣就只需要 3 個(gè)管腳了。 74LS154 的管腳圖及其說(shuō)明如圖三。 點(diǎn)陣及其驅(qū)動(dòng)部分 總體接線圖如圖五（未畫完整） 各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，按 8 位一個(gè)字節(jié)的形式存放。由于列線過多，故多采用串行傳輸。由于每次要傳輸 16 位，而 且數(shù)據(jù)要逐位輸給驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行中各列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿缓?，這一行的各列才能進(jìn)行并行顯示，耗時(shí)較長(zhǎng)。為了滿足以上要求，驅(qū)動(dòng)選擇 74LS595 移位寄存器。 74HC595 是硅結(jié)構(gòu)的 CMOS 器件。 74HC595 是有 8 位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。 數(shù)據(jù)在 SCHcp 的上升沿輸入，在 STcp 的上升沿進(jìn)入的存儲(chǔ)寄存器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。 移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（ Ds），和一個(gè)串行輸出（ Q7’） ,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存 儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行 8 位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能 OE 時(shí)（為低電平），存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。 其 特點(diǎn)： 8 位串行輸入 /8 位串行或并行輸出 存儲(chǔ)狀態(tài)寄存器，三種狀態(tài) 。 輸出寄存器可以直接清除 100MHz 的移位頻率。輸出能力： 并行輸出，總線驅(qū)動(dòng)；串行輸出；標(biāo)準(zhǔn)中等規(guī)模集成電路 。 74LS595的管腳圖及其說(shuō)明如圖四。 圖二 單片機(jī)管腳圖 圖一 單片機(jī)接線圖 吉林工程技術(shù)師范學(xué)院 5 圖三 74LS154 管腳圖 圖四 : 74LS595 管腳圖 管腳及其說(shuō)明： QAQH: 八位并行輸出端。 QH39。: 級(jí)聯(lián)輸出端。 SI: 串行數(shù)據(jù)輸入端。 74595的控制端說(shuō)明： /SCLR(10腳 ): 低點(diǎn)平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。 SCK(11腳 )：上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位。QAQBQC...QH；下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。（脈沖寬度： 5V時(shí)，大于幾十納秒就行了） RCK(12腳 )：上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器，下降沿時(shí)存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變。（ 5V時(shí)，大于幾十納秒就行了），更新顯示數(shù)據(jù)。 /G(13腳 ): 高電平時(shí)禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機(jī)的引腳不緊張，用一個(gè)引腳 控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時(shí)省力。 對(duì) 3個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行譯碼。得到 8個(gè)輸出狀態(tài)。 G1,G2A,G2B, 為數(shù)據(jù)允許輸出端，G2A,G2B 低電平有效。 G1 高電平有效。A,B,C 為譯