【正文】 室內(nèi)用 5ｘ 7的點陣 LED 圖文顯示屏，圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED。該能量相當于半導體材料的帶隙能量 Eg(Ev) ,其與發(fā)光波長λ (nm) 的關系為λ = 1239. 6PEg。 LED 顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強，靜如油畫，動如電影，廣泛應用于車站、碼頭、機場、商場、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場所。這里所介紹的皆為共陰極。許多信號的通道均在一個芯片內(nèi)，故運作時系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 單片機的發(fā)展歷史簡介 ①第 1階段 (1971 年 — 1978 年 )，以 MCS48系列為代表，稱 4位單片機。在片內(nèi)：CPU 有 8 位； ROM 有 4KB或 8KB； RAM有 128B 或 256B；有串 /并行接口；有 2 個或 3 個16 位的定時 /計時器；中斷源有 5 至 7 個。在片外：尋址范圍有 64KB；芯片引腳有 48個或 68 個。 任務要求 通過 AT89C51 的 — 連接 4— 16線譯碼器 74LS154對 16*16LED點陣的每一豎列進行逐列掃描，并將 P0與 P2端口作為數(shù)據(jù)輸出端點亮數(shù)碼管發(fā)光顯示，實現(xiàn)“新余學院機電工程學院 ***單片機課程設計；”字樣，并依次左移循環(huán)顯示。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于 24 幀 /秒，人眼看起來就是一個完整的，相對靜止的畫面。圖 中，紅色水平線Y0、 Y1?? Y7 叫做行線，接內(nèi) 部發(fā)光二極管的陽極，每一行 8個 LED的陽極都接在本行的行線上。則行線和列線的交叉點處的 LED 就會有電流流過而發(fā)光。下面我們就首先介紹使用 8 8點陣構(gòu)建 16 16點陣的方法，并構(gòu)建一塊 16 16LED 點陣，用于本次設計。然后我們將四個元器件對應的行線和列線分別進行連接，使每一條行線引腳接一行 16個 LED，列線也相同。組合實際上很簡單，首先選中如上圖中右側(cè)的兩塊 8 8 點陣，然后拖動并使其與左側(cè)的兩塊相并攏，如圖 所示。因此在實際應用中的顯示屏幾乎都不采用這種設計，而采用另外一種稱為動態(tài)掃描的顯示 方法。 采用掃描方式進行顯示時，每一行有一個行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個驅(qū)動器。顯然，采用并行方式時，從控制電路到列驅(qū)動器的線路數(shù)量大，相應的硬件數(shù)目多。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。為了達到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。圖 1為顯示屏電路實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)框圖。 P1口低4 位與行驅(qū)動器相連，送出行選信號； ～ 口則用來發(fā)送控制信號。它具有一個 8位串入并出的移位寄存器和一個 8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨立的，可以實現(xiàn)在顯示本行列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，既達到重疊處理的目的。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。 SCLR 信號是移位寄存器清零輸入端，當其為低時移位寄存器的輸出全部為零。 單 片 機 列驅(qū)動器 LED 顯示點陣 電源 行驅(qū)動器 ９ QB 1 16 Vcc QC 2 15 QA QD 3 14 SI QE 4 13 G QF 5 12 RCK QG 6 11 SCK QH 7 10 SCLR GND 8 9 QH 圖 3. 74HC595 外形及引腳 單片機 P1 口低 4位輸出的行號經(jīng) 4/16 線譯碼器 74LS154 譯碼后生成 16 條行選通信號線，再經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動對應的行線。顯示驅(qū)動程序負責向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負責產(chǎn)生行掃描信號和其他控制信號，配合完成 LED 顯示屏的掃描顯示工作。 顯示驅(qū)動程序在進入中斷后首先要對定時器 T0 重新賦初值，以保證顯示屏刷新率的穩(wěn)定， 1/16 掃描顯示屏的刷新率（幀頻）計算公式如下： 刷頻率（幀頻） =1/16 T0 溢出率 =1/16 f/12（ 65536t） 其中 f 位晶振頻率， t為定時器 T0初值（工作在 16 位定時器模式）。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。 圖 5是系統(tǒng)主程序流程圖。 表 顯示平刷新率與 T0 初值關系表（ 24MHz 晶振） 刷新率 25 50 75 85 100 120 T0 初值 0Xec78 0Xf63C 0Xf830 0xF97E 0XFA42 0XFB1E 0xFBEE 開始 系統(tǒng)初始化 “卷簾出”顯示效果 “上滾屏”顯示效果 “左跑馬”顯示效果 “卷簾入”顯示效果 １２ 從理論上來說， 24Hz 以上的刷新頻率就能看到穩(wěn)定的連續(xù)的顯示，刷新率越高，顯示越穩(wěn)定，同時刷新頻率越高，顯示驅(qū)動程序占用的 CPU 時 間越多。 總結(jié) 本文設計的一個室內(nèi)用 5ｘ 7 的點陣 LED 圖文顯示屏，能夠在目測條件下 LED 顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應穩(wěn)定、清晰無串擾。 本文設計的 LED顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)在目測條件下 LED 顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應穩(wěn)定、清晰無串擾。 通過這次畢業(yè)設計，重新復習并進一步學習了 MCS51；熟練掌握 了 WORD 軟件的使用。 參考文獻 [1] 何立民 .MCS51 系列單片機應用系統(tǒng)設計與接口技術 .北京航空航天大學出版社，1990 [2] 任濤等 .閃速存儲器數(shù)據(jù)及應用簡明速查手冊 .電子工業(yè)出版社， 1997 [3] 何立民 .單片機應用技術選編 .北京航空航天大學出版社， 2020 [4] 張毅剛等 .MCS51單片機應用設計 .哈爾濱工業(yè)電子出版社， 1996 [5] 鄔寬明 .單片機外圍器件實用手冊 .北京航空航天大學出版社， 1998 [6] 張凱 .LED介紹完全手冊 .北京航空航天大學出版社， 2020 [7] 張友德等 .單片微型機原理應用與實驗，復旦大學出版社， 1996