【正文】 解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間矛盾問(wèn)題，可以采用重疊處理的方法。靜態(tài)顯示每一個(gè)像素需要一套驅(qū)動(dòng)電路，如果顯示屏為n m個(gè)像素屏，則需要 n m套驅(qū)動(dòng)電路；動(dòng)態(tài)掃描顯示則采用多路復(fù)用技術(shù)，如果是采用 P路復(fù)用，則每 P個(gè)像素需要一套驅(qū)動(dòng)電路， n m 個(gè)像素僅需 n m/P 套驅(qū)動(dòng)電路。 PC 機(jī)與單片機(jī)之間采用 RS232/485 通信標(biāo)準(zhǔn)，由上位機(jī)發(fā)送信號(hào)，下位機(jī)同時(shí)接收。例如在 LED 顯示屏上需要 LED11 熄滅， LED21 點(diǎn)亮，那么當(dāng)掃描到 H1行時(shí)， L1列的電位就應(yīng)該為高；當(dāng)掃描到 H2 行時(shí)， L1 列的電位就應(yīng)該為低。 第 18 頁(yè) 圖 211 LED的脈沖驅(qū)動(dòng)原理圖 其次是脈沖重復(fù)頻率的問(wèn)題，通過(guò)視覺(jué)暫留特性的分析，知道脈沖重復(fù)頻率必須高于 24Hz，否則會(huì)產(chǎn)生閃爍現(xiàn)象。它是自發(fā)輻射發(fā)光，不需要較高的注入電流產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，也不需 要光學(xué)諧振腔，發(fā)射的是非相干光。 方式 1 和方式 3 的波特率是可變的，其波特率由定時(shí)器 1的計(jì)數(shù)溢出（對(duì) SST89系列來(lái)說(shuō)，也可使用定時(shí)器 2 的計(jì)數(shù)溢出）決定， 見(jiàn) 公式 （ 23）所示： 32/)2( dS M OD TBR ?? （ 23） 式中， SMOD 為 PCON 寄存器最高位的值， SMOD=1 表示波特率加倍。 此外，在接收寄存器之前還有移位寄存器，從而構(gòu)成了串行接收的雙緩沖結(jié)構(gòu)，以避免在數(shù)據(jù)接收過(guò)程中出現(xiàn)幀重疊錯(cuò)誤。如果在通信口的輸入輸出引腳上加上電平轉(zhuǎn)換器，還可方便地構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)的 RS232 和 RS485 接口。計(jì)算機(jī)在輸出的時(shí)候，也是通過(guò) TTL來(lái)輸出。所以采用此 芯片接口的串行通信系統(tǒng)只需單一的 +5V 電源就可以了。該寄存器的 D0 和 D1 選擇與二極管相串聯(lián)的電阻值，其中編碼 01 為 2kΩ ， 10為 4kΩ ，11 為 8kΩ ，而 00 將不允許進(jìn)行充電。當(dāng)這位被置為邏輯 0 時(shí)，時(shí)鐘將工作。 單字節(jié)傳送操作格式如圖27所示。 DS1302 共有 12 個(gè)寄存器 ，其中有 7 個(gè)寄存器與日歷、時(shí)鐘有關(guān)，存放的數(shù)據(jù)位為 BCD 碼形式。 命令字節(jié)的格式如圖 26 所示。如果在傳送過(guò)程中置RST 為低電平，則會(huì)終止此次數(shù)據(jù)傳送，并且 I/O 引腳變?yōu)楦咦钁B(tài)。在主電源關(guān)閉的情況下，也能保持時(shí)鐘的連續(xù)運(yùn)行。 DS1302 芯片的原理及結(jié)構(gòu) 通常用的單片機(jī)沒(méi)有實(shí)時(shí)時(shí)鐘部件，如果需要此功能就得使用定時(shí)器來(lái)實(shí)現(xiàn)，而一旦系統(tǒng)掉電時(shí)鐘就不能運(yùn)行，這在需要實(shí)時(shí)時(shí)鐘的系統(tǒng)中是不允許的，即便使用備用電池，通用單片機(jī)系統(tǒng)的功耗較大而通常堅(jiān)持不久。每個(gè)端口都包括一個(gè)鎖存器（即專用寄存器 P0～ P3）、一個(gè)輸出驅(qū)動(dòng)器和輸入 緩沖器。當(dāng)從外部程序存儲(chǔ)器執(zhí)行時(shí)，每個(gè) 機(jī)器周期 PSEN兩次有效，除了當(dāng)進(jìn)入外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，在每個(gè)機(jī)器周期都有一個(gè) PSEN信號(hào)跳過(guò)。 表 21 SST89系列單片機(jī)選型一覽表 型號(hào) 時(shí)鐘頻率 Flash 存儲(chǔ)器 RAM 串口 PCA 中斷 DPTR數(shù)據(jù)指針 WDT 雙倍速 5V UART PWM 源 優(yōu)級(jí) SST89C54 033MHz 012MHz 16KB+4KB 256B 1ch 6 2 1 √ SST89C58 033MHz 012MHz 32KB+4KB 256B 1ch 6 2 1 √ SST89E554RC 040MHZ 32KB+8KB 1KB 1ch+ 5ch 9 4 2 √ √ SST89E564RD 040MHz 64KB+8KB 1KB 1ch+ 5ch 9 4 2 √ √ SST89V554RC 040MHz 32KB+8KB 1KB 1ch+ 5ch 9 4 2 √ √ SST89V564RD 040MHz 64KB+8KB 1KB 1ch+ 5ch 9 4 2 √ √ SST89 系列 單片機(jī)的引腳功能 以 SST公司的 SST89E564RD為例，對(duì) SST89單片機(jī)的引腳功能加以說(shuō)明。 其研究的 意義在于： LED 時(shí)鐘顯示提供了有用的參考，為進(jìn)一步的研究提供了有效的途徑。 本論文研究課題的來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容 發(fā)光二極管（ LED）是六十年代 末 發(fā)展起來(lái)的一種半導(dǎo)體顯示器件，七十年代，隨著半導(dǎo)體材料合成技術(shù)、單晶制造技術(shù)和 PN 結(jié)形成技術(shù)的研究進(jìn)展，發(fā)光二極管在發(fā)光顏色、亮度等性能得以提高并迅速進(jìn)入批量化和實(shí)用化。 。 這一領(lǐng)域的 LED 顯示屏占到了前幾年國(guó)內(nèi) LED 顯示屏需求量的 50%以上，目前仍為 LED 顯示屏的主要需求行業(yè)。以全彩色戶外 φ26顯示屏為例， 1996 年的產(chǎn)品市場(chǎng)價(jià) 格每平方米在 12 萬(wàn)元左右， 1999 年已降至 7－ 8 萬(wàn)人民幣 /m2， LED 產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達(dá)到比較理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的環(huán)境條件要求，同時(shí)，由于全彩色顯示屏價(jià)格性能比的優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)在未來(lái)幾年的發(fā)展中，全彩色 LED 顯示屏在戶外廣告媒體中會(huì)越來(lái)越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓紅燈、磁翻板等產(chǎn)品，體育場(chǎng)館的顯示方面全彩色 LED 屏更會(huì)成為主流產(chǎn)品。最早研制的 LED只能發(fā)出紅色的光，用于電子設(shè)備中的指示燈，隨著黃色、綠色和藍(lán)色 LED 相繼 問(wèn)世，如今， LED 已能發(fā)出紅色、黃色、藍(lán)色、綠色、橙色、琥珀色、藍(lán)綠雙色、紅綠雙色、黃綠色、純綠色、翠綠色、白色各種光束。液晶顯示器也將和 CRT 顯示器一樣，退出主流舞臺(tái)！ 目前，世界上對(duì)省能源、輕量化、小型化、高可信度的產(chǎn)品需求極為迫切，而LED 完全符合這些條件。再有就是與模 擬電路結(jié)合更緊密，可靠性越來(lái)越高，特別是和互聯(lián)網(wǎng)的連接已是一種明顯的走向。價(jià)格也從幾元到幾百元不等。 the fifth part analyzes the circuit structure and the principle of work in the display system, besides this part also introduces the basic function required in the design。以此為基礎(chǔ)，在程序中設(shè)置寫(xiě)入和讀取時(shí)間模塊，來(lái)達(dá)到獲得時(shí)間的目的。 第 II 頁(yè) 摘 要 LED 時(shí)鐘作 為 LED 顯示屏的一種應(yīng)用，以其低耗，高亮的特性得到了廣泛的認(rèn)可和贊許。以其高亮的特性，可以在幾乎任何場(chǎng)合下告知人們準(zhǔn)確的時(shí)間。本論文研究的主要內(nèi)容就是在 LED 顯示屏的框架下實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的顯示，設(shè)計(jì)一套小型的LED 時(shí)鐘顯示系統(tǒng)。在火車(chē)站、飛機(jī)場(chǎng)等這樣大型的公共場(chǎng)合，普通的指針時(shí)鐘由于其自身的限制，在光線等周?chē)h(huán)境不是很好的情況下，不能夠很清楚、明白的指明時(shí)間，這樣給出行或辦事的人們帶來(lái)諸多的不便。 LED 顯示屏采用了行掃描列控制的方式，通過(guò) 1/16 掃描，將顯示數(shù)據(jù)串行輸入 74HC595 芯片，然后 通過(guò) A、 B、 C、 D四個(gè)行選通信號(hào)的控制 并行輸出顯示在 LED 屏上 。 the sixth part illuminates data scales and every module of the design, and connects all modules through the main program, which finally implements clock functions。每種單片 機(jī)都有 它 擅長(zhǎng)的領(lǐng)域，如 PIC 系列較多用于電話機(jī)、玩具， 51 系列較多用于設(shè)備控制和儀器， DSP較 多用于 DVD、通訊等。隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的發(fā)展及系統(tǒng)設(shè)計(jì)水平的提高，單片機(jī)還會(huì)不斷產(chǎn)生新的變化和進(jìn)步，最終人們可能發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)纹瑱C(jī)與微機(jī)系統(tǒng)之間的差別越來(lái)越小，甚至難以辨認(rèn)。 LED 屬于全固體冷光源，更小、更輕、更堅(jiān)固，工作電壓僅有兩伏特，使用壽命長(zhǎng)達(dá)十多年。 LED 的技術(shù)進(jìn)步是擴(kuò)大市場(chǎng)需求及應(yīng)用的最大推動(dòng)力。全彩色 LED 顯示屏的廣泛應(yīng)用會(huì)是 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。上海證券交易所、深圳證券交易所及全國(guó)上萬(wàn)家證券、金融營(yíng)業(yè)機(jī)構(gòu)廣泛使用了 LED顯示屏。 智能交通系統(tǒng)（ ITS）的興起，在城市交通、高速公路等領(lǐng)域， LED顯示屏作為可變情報(bào)板、限速標(biāo)志等，替代國(guó)外同類產(chǎn)品，得到普遍采用。進(jìn)入八十年代后， LED在發(fā)光波長(zhǎng)范圍和性能方面大大提高，并開(kāi)始形成平板顯示產(chǎn)品即 LED 顯示屏。 LED 的應(yīng)用范圍，為 LED 的應(yīng)用提出了新的思路。 SST89E564RD 有 PDIP、 TQFP、 PLCC 多種封裝方式，圖 22 為 SST89E564RD 的 PDIP 的引腳圖，其引腳功能說(shuō)明如下： 第 7 頁(yè) 圖 22 SST89E564RD 的 PLCC 的引腳圖 ： VDD（ 40）：電源輸入：通用、省電、備用模式下的電源供應(yīng) VSS （ 20）：接地端：電源接地端（參考電壓為 0V） ： XTAL1(19)： 片內(nèi)振蕩器反向器輸入端 XTAL2(18)： 片內(nèi)振蕩器反向器輸出端 在使用單片機(jī)內(nèi)部振蕩電路時(shí)，用來(lái)外接石英晶體和微調(diào)電容，如圖 23 所示， C1 和 C2 為反饋電容 (一般取值為 5~30pF) 。當(dāng) RST 輸入能持續(xù)保持高電平多于 10 個(gè)機(jī)器周期時(shí)，迫使XTAL2 XTAL1 C1 C2 第 9 頁(yè) PSEN由低到高的轉(zhuǎn)換會(huì)使單片機(jī)進(jìn)入主編程模式。 P P2 和 P3 三個(gè)端口內(nèi)部有上拉電阻，稱為準(zhǔn)雙向口，在讀這些端口之前應(yīng)先寫(xiě) 1，否則讀入的數(shù)據(jù)不能保證正確。這就要求一種功能強(qiáng)、功耗小、計(jì)時(shí)精度高的高性能日歷時(shí)鐘芯片，即 DS1302。 DS1302由 VCC1 或 VCC2 兩者中的較大者供電。上電運(yùn)行時(shí)，在VCC≧ 之前， RST 必須保持低電平。 第 11 頁(yè) 圖 26 命令字節(jié)的 格式 每次數(shù)據(jù)的傳輸都是由命令字節(jié)開(kāi)始的，這里的最高有效位必須是 1。此外， DS1302 還有年份寄存器、控制寄存器、充電寄存器、時(shí)鐘突發(fā)寄存器及與 RAM 相關(guān)的寄存器等。 圖 27 單字節(jié)傳送操作格式 /日歷寄存器地址命令格式及功能定義 訪問(wèn) DS1302 片內(nèi)各寄存器地址命令 格式如表 23所示。 控制寄存器即寫(xiě)保護(hù)寄 存器，該寄存器的最高位是芯片的寫(xiě)保護(hù)位， D0～ D6 應(yīng)強(qiáng)迫寫(xiě) 0，且讀出時(shí)始終為 0。因此根據(jù)涓流充電寄存器的不同編程，可得到不同的充電電流。對(duì)于沒(méi)有 12~+12V 的場(chǎng)合，其適應(yīng)性更強(qiáng)。如果傳輸?shù)木嚯x特別短的時(shí)候可以不要這個(gè)芯片。 串行口結(jié)構(gòu)與特殊功能寄存器 SST89 系列單片機(jī)串行口是由發(fā)送緩沖器SBUF、發(fā)送控制器、發(fā)送控制門(mén)、接收緩沖寄存器 SBUF、接收控制寄存器、移位 寄存器和中斷等部分組成的，如圖 29所示。與接收數(shù)據(jù)情況不同，發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，由于CPU 是主動(dòng)的，不會(huì)發(fā)生幀重疊錯(cuò)誤，因此發(fā)送電路就不需要雙重緩沖結(jié)構(gòu)。而定時(shí)器 1 溢出率計(jì)算 見(jiàn) 公式 （ 24）所示 ： )]12 5 6(12/[ THfT OS C ??? （ 24） 使用定時(shí)器 1的計(jì)數(shù)溢出，方式 1 和方式 3的常用波特率如表 25所示。 LED 器件的驅(qū)動(dòng) 從 LED 器件的 發(fā)光機(jī)理可以知道，當(dāng)向 LED 器件施加正向電壓時(shí)，流過(guò)器件的正向電流使其發(fā)光。脈沖驅(qū)動(dòng)的主要應(yīng)用有兩個(gè)方面：掃描驅(qū)動(dòng)和占空比驅(qū)動(dòng)。 脈沖源 R LED 圖 212 行掃描列控制原理圖 第 19 頁(yè) 基于 LED的屏幕顯示系統(tǒng)組成 LED 顯示屏包括 LED圖文顯示屏、 LED 圖像顯示屏和視頻 LED 顯示屏。當(dāng)圖文屏需要顯示不同內(nèi)容時(shí)，可以通過(guò)對(duì)下位機(jī)傳送不同的顯示數(shù)據(jù)的方 法來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，對(duì)于靜態(tài)顯示方式，需要較多的譯碼驅(qū)動(dòng)裝置，需要的引線也比較多；對(duì)于動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，可以避免以上不足，但是容易造成顯示亮度低、屏幕閃爍等問(wèn)題。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，這就需要列數(shù)據(jù)的顯示具有鎖存功能。對(duì)于串行傳輸來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)要經(jīng)過(guò)并行到串行和 串行到并行兩次變換，因此列數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)，在行掃描周期確定的情況下，留給行顯示的時(shí)間就少一些，以至影響到 LED的亮度。靜態(tài)顯示是指將一幅畫(huà)面輸入以后要保持到下一幅畫(huà)面的輸入；動(dòng)態(tài)顯示是指將畫(huà)面分為若干部分分別進(jìn)行刷新?；趩纹瑱C(jī)的 LED顯示屏控制電路是系統(tǒng)的核心，完成對(duì) LED 顯示屏的動(dòng)態(tài)掃描控制 ， PC 機(jī)用于后級(jí)管理和控制。 圖 212 所示為一個(gè) m 行 n 列結(jié)構(gòu)的 LED 顯示屏，當(dāng)采用行掃描列控制的驅(qū)動(dòng)方