【正文】 場所。 LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點。 LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點分不開的。這些優(yōu)點概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。 LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。 現(xiàn)代 LED的發(fā) 展很快，很多研究領(lǐng)域非常已經(jīng)深刻，實際情況是：很多相關(guān)的知識已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們在校學(xué)生的能力范圍，所以在此只是簡單的研究一下用單片機(jī)驅(qū)動的 LED顯示移動的漢字。目的有三：一是親手制作一個簡單實用的顯示文字的 LED點陣；二是通過制作LED點陣增強(qiáng)對 LED點陣的了解和應(yīng)用，以及復(fù)習(xí)鞏固單片機(jī)知識；三是通過團(tuán)隊合作，增強(qiáng)團(tuán)隊合作的意識，為以后走向社會工作打下基礎(chǔ)，并且增強(qiáng)了同學(xué)之間的友誼。 漢字顯示方式是先根據(jù)所需要的漢字提取漢字點陣（如 16 16 點陣），將點陣文件存入ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時 則需要先根據(jù)新的漢字編碼組成語句，再由 MCU根據(jù)新編碼提取相應(yīng)的點陣進(jìn)行漢字顯示。不論顯示圖形還是文字，都是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。通常事先把需要顯示的圖形文字轉(zhuǎn)換成點陣圖形，在按照顯示控制的要求以一定的格式形成顯示數(shù)據(jù)。對于只控制通斷的圖文顯示屏來說，每個 LED發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的 1位（ 1bit），在需要該 LE D器件發(fā)光的數(shù)據(jù)中相應(yīng)的位填 1，否則填 0。當(dāng)然，根據(jù)控制電路的安排，相反的定義同樣時可行的。這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點填寫顯示數(shù)據(jù)， 就可以構(gòu)成一個顯示數(shù)據(jù)文件。顯示圖形的數(shù)據(jù)文件，其格式相對自由，只要能夠滿足顯示控制的要求即可。文字的點陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計算機(jī)通用的字庫字模。組成一個字的點陣，其大小也可以有 16 1 24 2 32 3 48 48等不同規(guī)格。 用點陣方式構(gòu)成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿意的顯示效果。因而采用點陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要 3 變化的信息，是非常有效的。 圖文顯示屏的顏色，有單色、雙色、和多色幾種。最常用的是單色圖文屏。 單色屏多使用紅色或橘紅色或橙色 LED點陣單元。雙色圖文屏和多色圖文屏，在 LED點陣的每一個“點”上布置有兩個或多個不同顏色的 LED發(fā)光器件。換句話說，對應(yīng)于每種顏色都有自己的顯示矩陣。顯示的時候，各顏色的顯示點陣是分開控制的。事先設(shè)計好各種顏色的顯示數(shù)據(jù)，顯示時分別送到各自的顯示點陣，即可實現(xiàn)預(yù)期效果。每一種顏色的控制方法和單色的完全相同，因此掌握了單色圖文顯示屏的原理，雙色屏和多色屏就不難理解了。 為了吸引觀眾增強(qiáng)顯示效果，可以有多種顯示模式。最簡單的顯示模式是靜態(tài)顯示。與靜態(tài)顯示模式相對應(yīng)，就有 各種動態(tài)顯示模式，它們所顯示的圖文都是能夠動的。按照圖文運動的特點又可以分為閃爍、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等多種顯示模式。產(chǎn)生不同顯示模式的方法，并不意味著一定要重新編寫顯示數(shù)據(jù)，可以通過一定的算法從原來的顯示數(shù)據(jù)直接生成。例如，按順序調(diào)整行號，可以使顯示圖文產(chǎn)生上下平移；而順序調(diào)整列顯示數(shù)據(jù)的位置，就可以達(dá)到左右平移的目的；刷新的時間控制，要考慮運動圖形文字的顯示效果。刷新太慢，動感不顯著；刷新太快了，中間過程看不清。一般刷新周期可控制在幾十毫秒范圍之內(nèi)。 電子顯示屏 隨著現(xiàn)代光電技術(shù)、微電子技術(shù)及計 算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和普及， LED 顯示屏已遍及社會的各個領(lǐng)域。簡單的講，顯示屏就是由若干個可組合拼接的顯示單元構(gòu)成屏體，再加上一套適當(dāng)?shù)目刂破?。所以多種規(guī)格的顯示板配合不同技術(shù)的控制器就可以組成許多種 LED顯示屏，以滿足不同環(huán)境，不同顯示要求的需要。 LED顯示屏是由幾萬到幾十萬個半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的 LED像素點。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色 LED 的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實用階段。 LED 顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可 以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點。 LED 顯示屏的分類：按顏色可以分為單基色顯示屏、雙基色顯示屏、全基色顯示屏；按顯示器分類 LED 數(shù)碼顯示屏、 LED點陣圖文顯示屏；按實用場合分類有室內(nèi)顯示屏和室外顯示屏。仔細(xì)分解一個 LED 顯示屏，它有以下一些要素構(gòu)成：金屬結(jié)構(gòu)框架、顯示單元、掃描控制板、開關(guān)電源、雙絞線傳輸電纜、主控制儀、專用顯示卡及多媒體卡、電腦及其外設(shè)、其它信息源。 2 系統(tǒng)整體方案 需要實現(xiàn)的功能 用移動顯示屏來顯示漢字，通過單片機(jī) Atmega16 的行 掃描 和 74LS154 芯片的列 掃描 使 4 點陣顯示屏移動顯示“ 汕頭職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程 ”的字幕。當(dāng)中還要實現(xiàn)的功能： 5V的電壓輸入，時鐘電路的設(shè)置，復(fù)位電路的設(shè)置，單片機(jī)給 74LS154芯片的 E1 和 E2 同時為低電平， 74LS154 才能正常的工作，點陣模塊：此點陣模塊由四個 8*8 點陣組成， 圖 21為 88 點陣 LED 外觀及引腳圖，只要其對應(yīng)的 X、 Y軸順向偏壓，即可使 LED 發(fā)亮。例如如果想使左上角 LED 點亮，則 Y0=1， X0=0 即可。應(yīng)用時限流電阻可以放在 X軸或Y軸。 8*8LED 點陣等效電路如圖 22 所示 : 圖 21 8 8 點陣 LED 外觀及引腳圖 圖 22 8 8LED 點陣等效電路 5 圖 23 32 56 LED 點陣功能流程圖 8X8 點陣 LED 工作原理說明 :8X8 點陣共需要 64 個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上，當(dāng)對應(yīng)的某一列置 1 電平，某一行置 0電平，則相應(yīng)的二極管就亮；因此要實現(xiàn)一根柱形的亮法，對應(yīng)的一列為一根豎柱，或者對應(yīng)的一行為一根橫柱，因此實現(xiàn)柱的亮的方法如下所述：一根豎柱：對應(yīng)的列置 1，而行則采用掃描的方法來實現(xiàn)。 一根橫柱：對應(yīng)的行置 0，而列則采用掃描的方法來實現(xiàn)，需要實現(xiàn)的功能如下圖流程圖圖 23 所示。本電路使用 Atmega16 實現(xiàn)行驅(qū)動 [3]從上至下的掃描， 用 74LS154 和 鎖存器 74HC573 實現(xiàn)列驅(qū)動 ，對顯示模塊從左至右的掃描，然后顯示字符。 在中規(guī)模集成電路中譯碼器有幾種型號，使用最廣的通常是 74LS154 譯碼器， 74LS154譯碼器的輸出是低電平有效，故實現(xiàn)邏輯功能時，輸出端不可接或門及或非門（因為每次僅一個為低電平，其余皆為高電平）； 74LS154 譯碼器有使能端，故使能端必須加以處理，否則無法實現(xiàn)需要的邏輯功能。 在片選使用狀態(tài)下輸入中 8 線始終只有 1 線為 0， 此 74LS154 芯片在單片 機(jī)系統(tǒng)中極大限度的起到了擴(kuò)展 IO資源的作用，只要用單片機(jī)的 2個 IO引腳資源就能控制 8個輸出，而且程序的編制也容易 實 現(xiàn)。 3 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計 5V 穩(wěn)壓電源的設(shè)計 5V 穩(wěn)壓電源的原理 220V 交流市電通過電源變壓器換成交流低壓 [2]過橋式整流電路和濾波電容，其中濾波電容與橋式電路并聯(lián)，在固定式三端穩(wěn)壓器和地兩端形成一個并不十分穩(wěn)定的直流電壓（該電壓常常會因為市電電壓的波動或負(fù)載的變化等原因而發(fā)生變化）。此直流電壓經(jīng)過三端穩(wěn)壓器和電容的濾波便在穩(wěn)壓電源的輸出端產(chǎn)生了精度高、穩(wěn)定度好的 直流輸出電壓。本穩(wěn)壓電 6 源可作為 TTL 電路或單片機(jī)電路的電源。三端穩(wěn)壓器是一種標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的通用線性穩(wěn)壓電源集成電路，以其體積小、成本低、性能好、工作可靠性高、使用簡捷方便等特點，成為目前穩(wěn)壓電源中應(yīng)用最為廣泛的一種單片式集成穩(wěn)壓器件。 穩(wěn)壓電源技術(shù)指標(biāo) 穩(wěn)壓電源的主要指標(biāo)有電壓、輸出電濾及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。對穩(wěn)壓電源的性能，主要由以下的四個方面的要求：穩(wěn)定性好，當(dāng)輸入電壓在規(guī)定范圍內(nèi)變動時，輸出電壓的變化應(yīng)該很小，由于輸入電壓變化而引起輸出電壓變化的程度，稱為穩(wěn)定度指標(biāo)，常用穩(wěn)壓系數(shù) S來表示， S 的大小，反映一個穩(wěn)壓電源克服輸入電壓變化的能力。在同樣的輸入電壓變化條件下， S越小，輸出電壓的變化越小，電源的穩(wěn)定度越高；輸出電阻小，負(fù)載變化時（從空載到滿載），輸出電壓應(yīng)基本保持不變。穩(wěn)壓電源這方面的性能可用輸出電阻表征。輸出電阻它等于輸出電壓變化量和負(fù)載電流變化量之比輸出電阻反映負(fù)載變動時，輸出電壓維持恒定的能力，輸出電阻越小，則輸出電壓的變化也越小。性能優(yōu)良的穩(wěn)壓電源，輸出電阻可小到 1 歐，甚至 歐；電壓溫度系數(shù)小，當(dāng)環(huán)境溫度變化時，會引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應(yīng)在環(huán)境溫度變化時，有效的抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定；輸出電壓紋波小，所謂紋波電壓是指輸出電壓中 50Hz 或 100Hz 的交流分量，通常用有效值或峰值表示。經(jīng)過穩(wěn)壓作用，可以使整流濾波后的紋波電壓大大降低，降低的倍數(shù)反比于穩(wěn)壓系數(shù)，串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，用做一種簡單的穩(wěn)壓電源，可以滿足一般無線電愛好者的需要。但是，這種電源還有許多“天生的”的缺陷，要提高對性能的要求，就必須再做一些改進(jìn)。從以下四個方面對它的性能加以改善，便可做成一 臺有使用價值的穩(wěn)壓電源了，這就是：增加放大環(huán)節(jié)，提高穩(wěn)定性，使輸出電壓可調(diào)，用復(fù)合管做調(diào)整管，使輸出電流增大，增加保護(hù)電路，使電源工作安全可靠。 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路 單片機(jī)的選擇 本設(shè)計選用了 Atmega16 單片機(jī) 首先介紹其 產(chǎn)品特性 ? 高性能、低功耗的 8 位 AVR174。 微處理器 ? 先進(jìn)的 RISC 結(jié)構(gòu) – 131 條指令 – 大多數(shù)指令執(zhí)行時間為單個時鐘周期 – 32 個 8 位通用工作寄存器 – 全靜態(tài)工作 7 – 工作于 16 MHz 時性能高達(dá) 16 MIPS – 只需兩個時鐘周期的硬件乘法器 ? 非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲器 – 16K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash 寫壽命 : 10,000 次 具有 16KB 系統(tǒng) – 具有獨立鎖定位的可選 Boot 代碼區(qū) 通過片上 Boot 程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程 內(nèi)可編程 Flash 真正的同時讀寫操作 – 512 字節(jié)的 EEPROM 擦寫壽命 : 100,000 次 1K 字節(jié)的片內(nèi) SRAM – 可以對鎖定位進(jìn)行編程以實現(xiàn)用戶程序的加密 ? JTAG 接口 ( 與 IEEE 標(biāo)準(zhǔn)兼容 ) – 符合 JTAG 標(biāo)準(zhǔn)的邊界掃描功能 – 支持?jǐn)U展的片內(nèi)調(diào)試功能 – 通過 JTAG 接口實現(xiàn)對 Flash、 EEPROM、熔絲位和鎖定位的編程 ? 外設(shè)特點 – 兩個具有獨立預(yù)分頻器和比較器功能的 8 位定時器 / 計數(shù)器 – 一個具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的 16 位定時器 / 計數(shù)器 – 具有獨立振蕩器的實時計數(shù)器 RTC – 四通道 PWM – 8 路 10 位 ADC 8 個單端通道 TQFP 封裝的 7 個差分通道 2 個具有可編程增益 （ 1x, 10x, 或 200x ）的差分通道 – 面向字節(jié)的兩線接口 – 兩個可編程的串行 USART – 可工作于主機(jī) / 從機(jī)模式的 SPI 串行接口 – 具有獨立片內(nèi)振蕩器的可編程看門狗定時器 – 片內(nèi)模擬比較器 ? 特殊的處理器特點 – 上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測 – 片內(nèi)經(jīng)過