【正文】 或共陰極，本系統(tǒng)采用共陰極。當行上有一正選通信號時，列選端四位數(shù)據(jù)為1的發(fā)放二極管便導通點亮。這樣只需要將圖形或文字的顯示編碼作為列信號跟對應(yīng)的行信號進行逐次掃描，就可以逐行點亮點陣。只要掃描速度大于24Hz，由于掃描時間很快，人眼的視覺有暫留效應(yīng)，就可以看到顯示是完整地圖形或文字。 LED點陣顯示器單塊使用時，既可代替數(shù)碼顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號。如5*7點陣顯示器用于顯示西文字母，5*8點陣顯示器用于顯示中西文，8*8點陣可以用于顯示簡單地中文文字，也可用于簡單圖形顯示。用多塊點陣顯示組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類使用裝置常通過PC機控制驅(qū)動。1．4方案論證 從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個點所在位置相對應(yīng)的LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示效果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動顯示方式。16*32的點陣共有512個發(fā)光二極管，顯然單片機沒有這么多端口，如果我們采用鎖存器來擴展端口，按8位的鎖存器來計算，16*32的點陣需要64個鎖存器。這個數(shù)字很龐大，而且成本很昂貴，我們僅僅是16*32的8個點陣，在實際應(yīng)用中的顯示屏往往要大得多，這樣的鎖存器上花的成本將是一個很龐大的數(shù)字。因此在實際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計，而采用另一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。動態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅(qū)動器。具體就是16*32的點陣來說，把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起，再去驅(qū)動這一列LED，每一列先送出對應(yīng)第一行發(fā)光管對應(yīng)的數(shù)據(jù)并鎖存，再選通第1行使其點亮一定的時間，然后熄滅；在送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，再選通第2行使其點亮相同的時間，然后熄滅……第8行之后，又重新點亮第1行，反復輪回。當這樣輪回的速度足夠快，由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。采用掃描方式進行顯示時，每行有一個行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個列驅(qū)動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的程序存儲器中，按8位一個字節(jié)的形式順序排放。顯示時要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動器上去，這就存在一個顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。從控制電路到列驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只?根線：數(shù)據(jù)線、時鐘線。將行數(shù)據(jù)一位一位傳往行驅(qū)動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟的。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給行驅(qū)動器，只有當一行的各列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿恢?，在一行的各列才能并行地進行顯示。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準備和列數(shù)據(jù)顯示兩個部分。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準備時間可能相當長，在行掃描周期確定的情況下，留給顯示的時間久太少了，以致影響到LED的亮度。解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的數(shù)據(jù)。為了達到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示驅(qū)動電路就需要具有鎖存功能。經(jīng)過上述分析，可以歸納處列驅(qū)動器電路應(yīng)具備主要功能：對數(shù)據(jù)準備來說，它應(yīng)能實現(xiàn)傳入并出的移位功能；對數(shù)據(jù)顯示來說，應(yīng)具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進行顯示時，串并移動寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。 硬件電路大致上可以分成單片機系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動電路和行驅(qū)動電路以及LED點陣陣列三大部分。 在實際應(yīng)用中的大屏幕LED點陣顯示屏，都是采用很多的顯示模塊組成，每個模塊一般是有32*64個點陣組成，每個模塊負責自己那部分LED的顯示；有電腦通過統(tǒng)一的協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)到每個控制單片機，行選是統(tǒng)一的；而且控制模塊也是分開的，一個控制模塊上面有很多的RAM芯片，控制芯片接收從主控電腦發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，并將其保存在RAM中，之后不需要電腦控制即可自己循環(huán)控制顯示，而且一個模塊控制幾個至幾十個32*64的點陣模塊?，F(xiàn)描述一個下用動態(tài)掃描顯示的方式，顯示吃米動畫的過程。主程序取出64Byte緩沖區(qū)域值，再調(diào)用通用的顯示程序，將當前緩沖區(qū)內(nèi)容顯示出來。選第一行為第一行的32位賦值，選擇第二行為第二行賦值一次為第三行第四行，直到選擇第十六行為第十六行的32位賦值。行掃描用的芯片是74HC164當選中第一行之后74HC595為這一行的32位賦值，等32位都賦值好后這一行就亮,其下面的過程就是重復前面的。其過程如圖： 第一幀 第二幀 第三幀 第四幀 第五幀 第六幀 第七幀 第八幀 第九幀 第十幀 第十一幀 第十二幀2 電路設(shè)計 上圖中原件功能： USB1是USB插座，通過USB連接到電腦可以給開發(fā)板供電和通訊。 U19 LM7805 5V線性穩(wěn)壓集成電路，該芯片最高輸入電壓可達到35V，由于開發(fā)板電容電壓等級和功耗要求，實際輸入電壓不能超出12V。 TEMP1是一個自動下載STC芯片的模塊，可以插拔的選配件，如果沒有選配該模塊，需要用跳帽短接TEMP1的第2腳。 J3J36電源插針，可以通過此插針向外部擴展模塊提高5V電壓，也可以從外部電源引入5V電壓。 SW3電源開關(guān)。MCU是整個顯示系統(tǒng)的核心部件，系統(tǒng)的整體性能很大程度上取決于MCU的先進性和靈活性。本系統(tǒng)選用STC公司的STC89C54RD+增強型51單片機．STC89C54RD+單片機具有提高MCU的運行速度，運行穩(wěn)定，價格便宜，良好的性價比等特點。其支持的高時鐘為80M，這樣能最大限度地提高MCU的運行速度；具有雙倍速的功能，支持6時鐘周期模式運行；具有ISP在線系統(tǒng)編程功能，大大縮短開發(fā)復雜度，同時可節(jié)省購買編程器的額外投人；STC89C54RD+單片機內(nèi)部包括16KB的Flash程序存儲器ROM、lKB的數(shù)據(jù)存儲器RAM，與普通的8051單片機完全兼容，而51單片機的開發(fā)環(huán)境也很成熟：如Keil C語言被廣。泛地應(yīng)用于新產(chǎn)品的開發(fā)，這對于縮短系統(tǒng)開發(fā)周期有著很重要的意義。 上圖包含包含2種復位方式，低電平復位與高電平復位，51單片機都采用高電平復位，即正常工作時復位引腳為低電平，按下復位按鍵時，復位腳為高電平。阻容復位的特點是成本低連接方便。在一些需求高可靠性能的設(shè)備中，專用的復位芯片常用于替代當前的阻容復位電路。上圖J19是3腳插針，中間引腳為公共腳，連接到單片機復位引腳，通過使用跳帽可以切換2腳或者3腳相連，用于連接高電平復位或者低電平復位，由于51單片機使用高電平復位，所以正常使用時跳帽默認連接到2腳。在使用AVR芯片時需要切換到低電平復位。列驅(qū)動電路由集成電路74HC595構(gòu)成。它具有一個8位串入并出的移位寄存器和一個8位輸出鎖存器，而且移位寄存器和輸入鎖存器的控制是各自獨立的，可以實現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達到重疊處理的目的。 74HC595的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如上圖所示。它的輸入端有8個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。引腳SI是串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SCK是移位寄存器的移位時鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個數(shù)據(jù)打入最低位。移位后的各位信號出現(xiàn)在各移位寄存器的輸出端，也就來輸出鎖存器的輸入端。RCK是輸出鎖存器的打入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出打入到輸出鎖存器，引腳G是輸出三態(tài)門的開放信號，只有當其為低時鎖存器的輸出才開放，否則輸出端為高阻狀態(tài)。SCLR信號時移位寄存器的清0輸入端，所以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。芯片的輸出端為QAQH，最高位QH可作為多片74HC595級聯(lián)應(yīng)用時向上一級的級聯(lián)輸出。但因QH受輸出鎖存器打入控制，所以還從輸出鎖存器錢引出了QH39。，作為與移位寄存器完全同步的級聯(lián)輸出。 ，可以達到21MHz以上的時鐘頻率，而我們采用的89C51的時鐘頻率只有24MHz,串口方式0的時鐘頻率只有fosc/12=2MHz,所以74HC595完全勝任；由于74HC595輸出高電平時每個管腳的驅(qū)動電流只有20mA,而且每個LED發(fā)光管的驅(qū)動電流也是20mA,要是8個發(fā)光管同時輪流點亮的時候瞬間電流必定大于20mA,所以我們采用是采用吸收電流的方式直驅(qū)LED放光管。、并出移位寄存器 74HC1648 位串入、并出移位寄存器74HC1674HCT164 是高速硅門 CMOS 器件，與低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引腳兼容。74HC1674HCT164 是 8 位邊沿觸發(fā)式移位寄存器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過兩個輸入端（DSA 或 DSB）之一串行輸入；任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空?！　r鐘 (C