【正文】 輸出端。 其功能是將給定的輸入碼組進(jìn)行 “翻譯”， 變換成對(duì)應(yīng)的輸入信號(hào)，對(duì)每一種可能的輸入組合， 使輸出通道中相應(yīng)的一路有信號(hào)輸出 ,一個(gè)且僅一個(gè)輸出信號(hào)為有效電位。 74HC154 譯碼器的真值表如表 3． 2 所示： 圖 38 74HC154 管腳圖 13 從真值表可知，每組 4 個(gè)變量輸入，在 16 個(gè)輸出中只有一個(gè)引腳為 “0”（且正好與輸入代碼是一一對(duì)應(yīng)），其余 15 個(gè)全為 “1”，這種譯碼輸出稱為低電平有效； 四線 — 十六線譯碼器 邏輯形式為： 01230 AAAAY ? ， 01231 AAAAY ? ， 01232 AAAAY ? ， 01233 AAAAY ? ， 01234 AAAAY ? ，01235 AAAAY ? ， 01236 AAAAY ? ， 01237 AAAAY ? ， 01238 AAAAY ? ， 01239 AAAAY ? ，012310 AAAAY ? ， 012311 AAAAY ? ， 012312 AAAAY ? ， 012313 AAAAY ? ， 012314 AAAAY ? ，012315 AAAAY ? 。行驅(qū)動(dòng)電路原理如 圖 39 所示： 圖39 行驅(qū)動(dòng)電路原理圖 15 行選通信號(hào)從 74HC154 的 0Y ～ 15Y 端輸出，某一端 輸出低電平即為有效，而其它端輸出均為高電平的信號(hào)無效。 由于行驅(qū)動(dòng)電路一條行線上要帶動(dòng) 16 列的 LED 進(jìn)行顯示，按每一 LED 器件20mA 電流計(jì)算， 16 個(gè) LED 同時(shí)發(fā)光時(shí)，就需要 1620=320mA 的驅(qū)動(dòng)電流， 選用三極管 8550 作為驅(qū)動(dòng)管可以在邏輯功能和驅(qū)動(dòng)能力上符合 LED 的驅(qū)動(dòng)要求。 1616 LED 點(diǎn)陣是基本的點(diǎn)陣顯示模塊，理解了 1616 LED 點(diǎn)陣的工作原理就可以基本掌握 LED 點(diǎn)陣顯示技術(shù)。行驅(qū)動(dòng)器一行的行線連接到電源的一端，列驅(qū)動(dòng)器一列的列線連接到電源的另一端。例如：如果想使屏幕左上角 LED 點(diǎn)亮，左下角 LED 熄滅的話，在掃描到第一行時(shí)，第一列的電位就應(yīng)該為低，而掃描到第八行時(shí)第一列的電位就應(yīng)該為高。其任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定程序結(jié)構(gòu)，分配內(nèi) RAM 資源，劃分功能模塊，然后進(jìn)行主程序和各模塊程序的設(shè)計(jì)，最后連接起來成為一個(gè)完整的應(yīng)用程序。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)和其它控制信號(hào)，配合完成 LED 顯示屏的掃描顯示工作。 4． 1 系統(tǒng)主程序 系統(tǒng)主程序的總體結(jié)構(gòu)如圖 41 所示。 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)屬中斷方式，絕大多數(shù)功能在中斷服務(wù)子程序中完成。 19 進(jìn)入中斷 定時(shí)器賦初值 讀取行號(hào)并增 1 送新行顯示數(shù)據(jù) 消 隱 切換顯示數(shù)據(jù) 送新行號(hào)、打開顯示 退出中斷 圖 42 顯示驅(qū)動(dòng)程序流程圖 開 始 系統(tǒng)初始化 “上滾屏”顯示效果 循環(huán)掃描顯示 圖 41 系統(tǒng)主程序的總體結(jié)構(gòu) 4． 2 顯示驅(qū)動(dòng)程序 圖 42 為顯示驅(qū)動(dòng)程序（顯示屏掃描函數(shù)）流程圖。 方式 1 最大 計(jì)數(shù)值為 216=65536 ，若 fo sc=12MHz，則定時(shí)時(shí)間范圍為 1～ 65536μ s。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)程序先要關(guān)閉顯示屏，即消隱，等顯示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號(hào)，重新打開顯示。元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器中寫入編制好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運(yùn)行。在允許的條 件下，根據(jù)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的需求性首先采用在 PC 機(jī)上用模擬開發(fā)軟件進(jìn)行檢測和調(diào)試，然后進(jìn)行硬件的組裝與調(diào)試。一般來說，仿真器軟件能給用戶輸入的程序指令糾錯(cuò)，包括書寫格式、標(biāo)號(hào)未 定義或多重定義、轉(zhuǎn)移地址溢出等錯(cuò)誤。 用軟件模 擬器調(diào)試不需任何在線仿真器，也不需要用戶樣機(jī)，直接就可以在 PC機(jī)上開發(fā)和調(diào)試。 二． 電源調(diào)試 樣機(jī)的第一次通電測試很重要，若樣機(jī)中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。最好在電源與其余電路之間串接一個(gè)電流表。 四． 檢查相應(yīng)芯片的邏輯關(guān)系 加電后檢查各芯片插座上相關(guān)引腳的電位，仔細(xì)測量相應(yīng)的輸入輸出電平是否正常。顯示屏刷新率由定時(shí)器 T0 的溢出率和單片機(jī)的晶振頻率決定，表 51 給出了顯示屏采用的頻率 及其對(duì)應(yīng)的定時(shí)器 T0 初值。 根據(jù)實(shí)踐證明， 這個(gè)方案設(shè)計(jì)的 1616 點(diǎn)陣 LED 圖文顯示屏， 結(jié)構(gòu)合理 ，成本較低，且較容易擴(kuò)展成更大的顯示屏；顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足；顯示圖形或文字穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_；可用靜止、移入移出等多種顯示方式顯示圖形或文字。 27 第七章 系統(tǒng)功能及使用方法 一、 系統(tǒng)功能 通過 AT89C51 芯片控制一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器 74HC154 和兩個(gè)列驅(qū)動(dòng)器 74HC595 來驅(qū)動(dòng) 一塊 16*16 點(diǎn)陣 LED 顯示屏顯示。 HEX 文件在 Keil 軟件里生成， 通過 Keil 編譯源程序 改 變文 字 或移動(dòng)方式 ， 從而控制 仿真 。 由于自己知識(shí)水平的局限和時(shí)間的倉促，設(shè)計(jì)中或還存在著一些不足 ， 我 們 真誠的接受老師們的批評(píng)和指正 .。 在做這次 電子 設(shè)計(jì)過程中使我 們 學(xué)到了很多， 加深了對(duì)數(shù)子電路的理解，驗(yàn)證了所學(xué) 理論 知識(shí)， 提高了基本的解決實(shí)際問題的能力，并增加了對(duì)電子設(shè)計(jì)方面的興趣。 include define BLKN 2 //列鎖存器數(shù) sbit G = 0x97。 //延時(shí)函數(shù) unsigned char data dispram[32]。 昭 ** 宋體 , 12 ** //。 董 ** 宋體 , 12 ** //。 瑀 ** 宋 體 , 12 ** //。 君 ** 宋體 , 12 ** //。 陽 ** 宋體 , 12 ** //。 孟 ** 宋體 , 12 ** //。 // 為輸出鎖存器時(shí)鐘信號(hào)端 sbit SCLR = 0x95。 沒有學(xué)習(xí)就不可能有實(shí)踐的能力，實(shí)踐才是最終的目 的， 沒有實(shí)踐就不會(huì)有自己的突破 和創(chuàng)新 ，希望這次的經(jīng) 歷能讓我 們 在以后的 工作和 生活中不斷成長與進(jìn)步。從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)，每一步對(duì)我 們 來說無疑是巨大的嘗試和挑戰(zhàn)，我 們 不斷地給自己提出新的問題，然后去論證、推翻，不懂就請(qǐng)教老師或同學(xué)，再接著提出新的問題，在這個(gè)往復(fù)的過程中，我 們 這篇設(shè)計(jì)日趨完善。 28 結(jié)束語 以上僅對(duì) LED顯示屏的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)、顯示電路原理作一詳細(xì)介紹和分 析。顯示采用動(dòng)態(tài)顯示 ，使得圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。 由于行驅(qū)動(dòng)電路一條行線上要帶動(dòng) 16 列的 LED 進(jìn)行顯示，按每一 LED器件 20mA 電流計(jì)算， 16 個(gè) LED 同時(shí)發(fā)光時(shí)，就需要 16 20=320mA 的驅(qū)動(dòng)電流，由于 三極管 有電流 放大作用 ，選用三極管 8550 作為驅(qū)動(dòng)管可以在邏輯功能和驅(qū)動(dòng)能力上符合 LED 的驅(qū)動(dòng)要求。實(shí)驗(yàn)證明，在目測條件下刷新率 40Hz 以下的畫面看起來閃爍較嚴(yán)重，刷新率 50Hz 以上的已基本覺察不出畫面閃爍，刷新率達(dá)到 85Hz 以上時(shí)再增加畫面閃爍沒有明顯改善。 5． 3 性能分析 系統(tǒng)通過調(diào)試組裝后一般即可正常工作。電源大得超出正常范圍， 說明電路中有短路或故障。確保電源無故障并性能符合設(shè)計(jì)要求。 22 軟件調(diào)試結(jié)果仿真截圖： 23 24 25 5． 2 硬件調(diào)試 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件調(diào)試和軟件調(diào)試是分不開的，許多硬件故障在軟件調(diào)試時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，但通常要先排除系統(tǒng)中明顯的硬件故障。 三． 整體程序綜合調(diào)試 即把各子程序整體連起來進(jìn)入到綜合電路調(diào)試，看是否能實(shí)現(xiàn)預(yù)計(jì)的功能顯示。調(diào)試過程中單片機(jī)相應(yīng)輸入端由通用鍵盤和鼠標(biāo)設(shè)定，運(yùn)行狀態(tài)、各寄存器狀態(tài)、端口狀態(tài)等都可以在 CRT 指定的窗口區(qū)域顯示出來，以確定程序運(yùn)行有無錯(cuò)誤。這就需要通過調(diào)試來發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并加以改正。系統(tǒng)程序清單見附錄二。當(dāng) fo sc=12MHz 時(shí)， 1 機(jī)周 =1μ s。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： 刷新率（幀頻） = 161 T0 溢出率 =161 )65536(12 0tfosc ? 其中 fosc 為晶振頻率， t0 為定時(shí)器 T0 初值（工作在 16位定時(shí)器模式）。各 個(gè)模塊可進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)、調(diào)試和查錯(cuò)，最終再連接成一個(gè)整體。首先是向上滾動(dòng)顯示“單片機(jī)是工業(yè)中最基本的應(yīng)用方式” 15 個(gè)漢字，每個(gè)字停留時(shí)間約 ；接著再向上滾動(dòng)顯示“我愛單片機(jī)”這 5 個(gè)漢字。系統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）、顯示效果處理等工作，由主程序來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)的 LED 顯示屏軟件的主要功能是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。 圖 311 1616 點(diǎn)陣 LED 引腳定義 圖 18 第四章 軟件流程 在單片機(jī)系統(tǒng)中，硬件是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則是在硬件的基礎(chǔ)上對(duì)其合理的調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要完成的任務(wù)。掃描中控制電路將行線的 1 到 8 輪流接通高電位，使連接到各該行的全部 LED 器 件接通正電源，但具體那一個(gè) LED 導(dǎo)通，還要看它的負(fù)電源是否接通，這就是列控制的任務(wù)了。要實(shí)現(xiàn)顯示圖形或字體，只需考慮其顯示方式， 通過編程控制各顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng) LED 陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點(diǎn)的亮滅。在掃描驅(qū)動(dòng)方式下可以按行掃描按列控制，當(dāng)然也可以按列掃描按行控制。 行選通按順序從 0Y ～ 15Y ， 全部各行都 選通 一 遍 之后 又重新開始，這就是行驅(qū)動(dòng)電路的逐行掃描過程。行選通信號(hào)來源于單片機(jī)按照時(shí)序要求所給出的二進(jìn)制信號(hào)，每次更新行號(hào)（開始掃描新的一行）時(shí)，由單片機(jī)輸出 4 位二進(jìn)制行號(hào)，行號(hào)經(jīng) 4/16 線譯碼器譯碼后，生成 16 條行選通信號(hào)線，再經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的行線。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平。然后選通相應(yīng)的行，該行的各列就按照顯示數(shù)據(jù)的要求進(jìn)行顯示。第一片列驅(qū)動(dòng)器的 SER 端連接單片機(jī)輸出的串行列顯示數(shù)據(jù)，其 QH′端連接第二片的 SER 端，采用這樣的方法組成兩片的級(jí)連。芯片的輸出端為 QA～ QH，最高位 QH可作為多片 74HC595 級(jí)連應(yīng)用時(shí)，向上一級(jí)的級(jí)連輸出。 RCLK 是輸出鎖存器的打入信號(hào)，其上升沿將移位寄存器的輸出打入到輸出鎖存器。它的輸入側(cè)有 8 個(gè)串行移位寄存器，每個(gè)移位寄存器的輸出都連接一個(gè)輸出鎖存器。 P1 口的低 4 位與行驅(qū)動(dòng)器相連，送出二進(jìn)制的行選信號(hào)； ～ 口則用來發(fā)送控制信號(hào)。單片機(jī)的串行口工作在方式 0 下，作為同步移位寄存器使用，端口 RXD（ ）作為數(shù)據(jù)移位的輸入 /輸出端，而由 TXD（ ）端輸出移位時(shí)鐘脈沖。 P3 口是帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，向 P3口寫入 1時(shí) P3口被內(nèi)部上拉為高電平可用作輸入口，當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的 P3口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流 。 Flash編程和程序校驗(yàn)期間， P1接收低 8位地址。在 Flash 編程時(shí)， P0 端口接收指令字節(jié)；而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。 四． I/O 引腳 AT89C51 有 P0、 P P P3 4 個(gè) 8 位并行 I/O 端口，共 32 個(gè)引腳。 AT89C51 單片機(jī) ROM 尋址范圍為 64KB，其中 4KB 在片內(nèi)， 60KB 在片外。 （ 1）正常工作時(shí)， RST 端為復(fù)位信號(hào)輸入端，只要在該引腳上連續(xù)保持兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平， AT89C51 芯片即實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作，復(fù)位后一切從頭開始， CPU 從0000H 開始執(zhí)行指令。 圖 33 AT89C51 引腳圖 8 89C51 讀外 ROM 時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi) PSEN 兩次有效輸出。 需要指出的是，當(dāng) CPU 不執(zhí)行訪問外 RAM 指令， ALE 以時(shí)鐘振蕩頻率 1/6 的固定頻率輸出，因此 ALE 信號(hào)也可作為外部芯片 CLK 時(shí)鐘或 其他需要。 （ 1） ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低八位地