【正文】 5 5． 3 性能分析 .......................................................................................................25 第六章 理論分析計算 ....................................................................................................26 第七章 系統(tǒng)功能及使用方法 .........................................................................................27 結束語 ............................................................................................................................28 附錄一 實物照片、 電路圖、 PCB圖、元器件清單 .........................................................29 附錄二 系統(tǒng)程序源代碼 ................................................................................................33 附錄三 用戶使用手冊 ....................................................................................................39 參考文獻 .........................................................................................................................40 1 第一章 摘要 本設計是一 1616 點陣 LED 電子顯示 屏的設計。 LED 顯示以其組構方式靈活、 顯示穩(wěn)定、功耗低、壽命長、 技術成熟、成本低廉等特點在 車站、 證券 所 、運動場館 、交通干道 及各種室內 /外顯示場合 的信息發(fā)布，公益宣傳，環(huán)境參數(shù)實時，重大活動倒計時等等 得到廣泛的應用。也可以用多個 LED 發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進行顯示，如大型劇場會堂的出入口及洗手間的顯示 。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 LED 器件發(fā)光的數(shù)據(jù)中相 應的位填 1，否則填 0。因而采用點陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。最常用的是單色圖文屏。這里所說的 “靜態(tài)顯示模式 ”不同于靜態(tài)驅動方式。刷新太慢，動感不顯著；刷新太快了，中間過程看不清。另一方 面 ，根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)，確定相應的列驅動器是否將該列與電源 的另一端接通。從控制電路到列驅動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解列數(shù)據(jù)準備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩個部分。圖 21 為顯示屏電路實現(xiàn)的結構框圖。為了得到改善的紋波電壓，再將直流電壓通過電容 C2，然后經(jīng)集成穩(wěn)壓器 IC1 穩(wěn)壓，在輸出端得到穩(wěn)定的5V 直流電壓。 AT89C51 包含以下一些功能部件： （ 1）一個 8 位 CPU ； （ 2）一個片內振蕩器和時鐘電路； （ 3） 4KB Flash ROM ； （ 4） 128B 內 RAM； （ 5）可尋址 64KB 的外 ROM 和外 RAM 控制電路； （ 6）兩個 16 位定時 /計數(shù)器； （ 7） 21 個特殊功能寄存器 ； （ 8） 4 個 8 位并行 I/O 口； （ 9）一個可編程全雙工串行口 ； （ 10） 5 個中 斷源，可設置成 2 個優(yōu)先級。 （ 1） ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低八位地址。 圖 33 AT89C51 引腳圖 8 89C51 讀外 ROM 時，每個機器周期內 PSEN 兩次有效輸出。 AT89C51 單片機 ROM 尋址范圍為 64KB，其中 4KB 在片內， 60KB 在片外。在 Flash 編程時， P0 端口接收指令字節(jié)；而在驗證程序時，則輸出指令字節(jié)。 P3 口是帶內部上拉電阻的雙向 I/O口，向 P3口寫入 1時 P3口被內部上拉為高電平可用作輸入口，當作為輸入腳時被外部拉低的 P3口會因為內部上拉而輸出電流 。 P1 口的低 4 位與行驅動器相連，送出二進制的行選信號； ～ 口則用來發(fā)送控制信號。 RCLK 是輸出鎖存器的打入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出打入到輸出鎖存器。第一片列驅動器的 SER 端連接單片機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連。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平。 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，這就是行驅動電路的逐行掃描過程。要實現(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對應 LED 陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點的亮滅。 圖 311 1616 點陣 LED 引腳定義 圖 18 第四章 軟件流程 在單片機系統(tǒng)中，硬件是系統(tǒng)的基礎，軟件則是在硬件的基礎上對其合理的調配和使用，從而完成應用系統(tǒng)所要完成的任務。系統(tǒng)應用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設置（初始化）、顯示效果處理等工作，由主程序來實現(xiàn)。各 個模塊可進行獨立設計、調試和查錯，最終再連接成一個整體。當 fo sc=12MHz 時， 1 機周 =1μ s。這就需要通過調試來發(fā)現(xiàn)錯誤并加以改正。 三． 整體程序綜合調試 即把各子程序整體連起來進入到綜合電路調試，看是否能實現(xiàn)預計的功能顯示。確保電源無故障并性能符合設計要求。 5． 3 性能分析 系統(tǒng)通過調試組裝后一般即可正常工作。 由于行驅動電路一條行線上要帶動 16 列的 LED 進行顯示，按每一 LED器件 20mA 電流計算， 16 個 LED 同時發(fā)光時，就需要 16 20=320mA 的驅動電流，由于 三極管 有電流 放大作用 ，選用三極管 8550 作為驅動管可以在邏輯功能和驅動能力上符合 LED 的驅動要求。 28 結束語 以上僅對 LED顯示屏的結構和驅動、顯示電路原理作一詳細介紹和分 析。 沒有學習就不可能有實踐的能力，實踐才是最終的目 的， 沒有實踐就不會有自己的突破 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步。 孟 ** 宋體 , 12 ** //。 君 ** 宋體 , 12 ** //。 董 ** 宋體 , 12 ** //。 //延時函數(shù) unsigned char data dispram[32]。 在做這次 電子 設計過程中使我 們 學到了很多， 加深了對數(shù)子電路的理解，驗證了所學 理論 知識， 提高了基本的解決實際問題的能力，并增加了對電子設計方面的興趣。 HEX 文件在 Keil 軟件里生成， 通過 Keil 編譯源程序 改 變文 字 或移動方式 ， 從而控制 仿真 。 根據(jù)實踐證明， 這個方案設計的 1616 點陣 LED 圖文顯示屏， 結構合理 ，成本較低，且較容易擴展成更大的顯示屏；顯示屏各點亮度均勻、充足；顯示圖形或文字穩(wěn)定、清晰無串擾；可用靜止、移入移出等多種顯示方式顯示圖形或文字。 四． 檢查相應芯片的邏輯關系 加電后檢查各芯片插座上相關引腳的電位，仔細測量相應的輸入輸出電平是否正常。 二． 電源調試 樣機的第一次通電測試很重要，若樣機中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。一般來說，仿真器軟件能給用戶輸入的程序指令糾錯，包括書寫格式、標號未 定義或多重定義、轉移地址溢出等錯誤。元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲器中寫入編制好的應用程序，系統(tǒng)即可運行。 方式 1 最大 計數(shù)值為 216=65536 ，若 fo sc=12MHz，則定時時間范圍為 1～ 65536μ s。 系統(tǒng)程序結構屬中斷方式，絕大多數(shù)功能在中斷服務子程序中完成。顯示驅動程序負責向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負責產(chǎn)生行掃描信號和其它控制信號，配合完成 LED 顯示屏的掃描顯示工作。例如：如果想使屏幕左上角 LED 點亮，左下角 LED 熄滅的話，在掃描到第一行時，第一列的電位就應該為低，而掃描到第八行時第一列的電位就應該為高。 1616 LED 點陣是基本的點陣顯示模塊，理解了 1616 LED 點陣的工作原理就可以基本掌握 LED 點陣顯示技術。行驅動電路原理如 圖 39 所示： 圖39 行驅動電路原理圖 15 行選通信號從 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無效。 其功能是將給定的輸入碼組進行 “翻譯”， 變換成對應的輸入信號，對每一種可能的輸入組合， 使輸出通道中相應的一路有信號輸出 ,一個且僅一個輸出信號為有效電位。移位寄存和輸出鎖存的時序波形如圖 36 所示： 圖 35 74HC595 的管腳及內部結構邏輯圖 圖 34 單片機系統(tǒng)外圍電路圖 11 由 74HC595 組 成的列驅動器示于圖 37 中。引腳 SRCLK 輸入移位寄存器的移位時鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將 SER的下一個數(shù)據(jù)打入最低位。 89C51 的通用 I/O 口 P1 作為顯示數(shù)據(jù)和二進制行號的公用輸出口。 在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器 (例如執(zhí)行 MOVX DPTR指令 )時， P2口送出高 8位地址數(shù)據(jù)，當使用 8位尋址方式 (MOVXRI)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時 ， P2口發(fā)送 P2特殊功能寄存器的內容，在整個訪問期間不改變。作為輸出口用時，每位能以吸收電流的方式驅動 8 個 TTL 邏輯門電路，對端口寫 1 時，又可作高阻抗輸入端用。 4． EA /VPP—— 內外 ROM 選擇 /片內 EPROM 編程電源 。 （ 2） PROG 功能：片內 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。所謂復用線是指具有兩種功能，正常使用時是一種功能，在某種條件下是另一種功能。其最突出的優(yōu)點是片內 ROM 為 Flash ROM，可 擦寫 1000 次以上，應用并不復雜的通用 ROM 寫入器就能方便的擦寫，讀取也很方便，價格低廉，具有在片程序 ROM 二級保密系統(tǒng)。它由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路 四個部分組成，如圖 31 所示： + 電 源 + 整 流 + 濾 波 + 穩(wěn) 壓 + u1 u2 u3 uI U0 _ 變壓器 _ 電 路 _ 電 路 _ 電 路 _ u1 u2 u3 uI U0 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t 根據(jù)要求所確定的穩(wěn)壓電源的電路形式如圖 32 所示 。對于列數(shù)據(jù)準備來說，它應能實現(xiàn)串入并出的移位功能；對于列數(shù)據(jù)顯示來說，應具有并行鎖存的功能。與此同時，列驅動器中每一列都把當前數(shù)據(jù)傳向后一列，并從前一列接收新數(shù)據(jù)，一直到全部列數(shù)據(jù)都傳輸完為止。 2． 3． 2 數(shù)據(jù)傳輸方案 采用掃描方式進行顯示 時，顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中，按 8 位一個字節(jié)的形式順序排放。因此雖然靜態(tài)顯示效果好，但是在實際應用中的顯示屏幾乎都不采用這種設計，而采用另一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。不過當算法太復雜，太浪費時間的話，也可以考慮預先生成刷新數(shù)據(jù)，存儲備用。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。因