【正文】 室內(nèi)用 5ｘ 7的點(diǎn)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(dāng)于半導(dǎo)體材料的帶隙能量 Eg(Ev) ,其與發(fā)光波長(zhǎng)λ (nm) 的關(guān)系為λ = 1239. 6PEg。 LED 顯示屏顯示畫(huà)面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫(huà)，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。這里所介紹的皆為共陰極。許多信號(hào)的通道均在一個(gè)芯片內(nèi)，故運(yùn)作時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。 單片機(jī)的發(fā)展歷史簡(jiǎn)介 ①第 1階段 (1971 年 — 1978 年 )，以 MCS48系列為代表，稱 4位單片機(jī)。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(gè)或 3 個(gè)16 位的定時(shí) /計(jì)時(shí)器；中斷源有 5 至 7 個(gè)。在片外：尋址范圍有 64KB；芯片引腳有 48個(gè)或 68 個(gè)。 任務(wù)要求 通過(guò) AT89C51 的 — 連接 4— 16線譯碼器 74LS154對(duì) 16*16LED點(diǎn)陣的每一豎列進(jìn)行逐列掃描，并將 P0與 P2端口作為數(shù)據(jù)輸出端點(diǎn)亮數(shù)碼管發(fā)光顯示，實(shí)現(xiàn)“新余學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院 ***單片機(jī)課程設(shè)計(jì)；”字樣，并依次左移循環(huán)顯示。將連續(xù)的幾幀畫(huà)面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于 24 幀 /秒，人眼看起來(lái)就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫(huà)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(yáng)極，每一行 8個(gè) LED的陽(yáng)極都接在本行的行線上。則行線和列線的交叉點(diǎn)處的 LED 就會(huì)有電流流過(guò)而發(fā)光。下面我們就首先介紹使用 8 8點(diǎn)陣構(gòu)建 16 16點(diǎn)陣的方法，并構(gòu)建一塊 16 16LED 點(diǎn)陣，用于本次設(shè)計(jì)。然后我們將四個(gè)元器件對(duì)應(yīng)的行線和列線分別進(jìn)行連接，使每一條行線引腳接一行 16個(gè) LED，列線也相同。組合實(shí)際上很簡(jiǎn)單，首先選中如上圖中右側(cè)的兩塊 8 8 點(diǎn)陣，然后拖動(dòng)并使其與左側(cè)的兩塊相并攏，如圖 所示。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。 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。這樣，對(duì)于一行的顯示過(guò)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。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。圖 1為顯示屏電路實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)框圖。 P1口低4 位與行驅(qū)動(dòng)器相連，送出行選信號(hào)； ～ 口則用來(lái)發(fā)送控制信號(hào)。它具有一個(gè) 8位串入并出的移位寄存器和一個(gè) 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(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，既達(dá)到重疊處理的目的。引腳 SCK 是移位寄存器的移位時(shí)鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將 SI的下一個(gè)數(shù)據(jù)打入最低 位。 SCLR 信號(hào)是移位寄存器清零輸入端，當(dāng)其為低時(shí)移位寄存器的輸出全部為零。 單 片 機(jī) 列驅(qū)動(dòng)器 LED 顯示點(diǎn)陣 電源 行驅(qū)動(dòng)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(jī) P1 口低 4位輸出的行號(hào)經(jīng) 4/16 線譯碼器 74LS154 譯碼后生成 16 條行選通信號(hào)線，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的行線。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其他控制信號(hào)，配合完成 LED 顯示屏的掃描顯示工作。 顯示驅(qū)動(dòng)程序在進(jìn)入中斷后首先要對(duì)定時(shí)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(jì)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(shí)器 T0初值（工作在 16 位定時(shí)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(guān)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(kāi)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(lái)說(shuō)， 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(shí)刷新頻率越高，顯示驅(qū)動(dòng)程序占用的 CPU 時(shí) 間越多。 總結(jié) 本文設(shè)計(jì)的一個(gè)室內(nèi)用 5ｘ 7 的點(diǎn)陣 LED 圖文顯示屏，能夠在目測(cè)條件下 LED 顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。 本文設(shè)計(jì)的 LED顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)在目測(cè)條件下 LED 顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，重新復(fù)習(xí)并進(jìn)一步學(xué)習(xí)了 MCS51；熟練掌握 了 WORD 軟件的使用。 參考文獻(xiàn) [1] 何立民 .MCS51 系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與接口技術(shù) .北京航空航天大學(xué)出版社，1990 [2] 任濤等 .閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)及應(yīng)用簡(jiǎn)明速查手冊(cè) .電子工業(yè)出版社， 1997 [3] 何立民 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 .北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 [4] 張毅剛等 .MCS51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) .哈爾濱工業(yè)電子出版社， 1996 [5] 鄔寬明 .單片機(jī)外圍器件實(shí)用手冊(cè) .北京航空航天大學(xué)出版社， 1998 [6] 張凱 .LED介紹完全手冊(cè) .北京航空航天大學(xué)出版社， 2020 [7] 張友德等 .單片微型機(jī)原理應(yīng)用與實(shí)驗(yàn)，復(fù)旦大學(xué)出版社， 1996