【正文】 長(zhǎng)。運(yùn)行結(jié)果如圖 46 所示： 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 21 圖 44 程序編譯 圖 45 連接創(chuàng)建目標(biāo)文件 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 22 圖 46 系統(tǒng)軟件運(yùn)行結(jié)果 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 23 5 系統(tǒng) 仿真與分析 在 Proteus軟件中先從元件庫中加載要使用的那些元件，然后把元件放在圖紙上一個(gè)一個(gè)的接線，盡量不讓線交錯(cuò) ，便于查看、分析，有必要時(shí)，使用接線標(biāo)號(hào)法。雙擊下面顯示錯(cuò)誤信息的那一 行，可以直接定位錯(cuò)誤所在的行，用戶可以方便的對(duì)程序進(jìn)行修改。在一屏漢字顯示完畢后，循環(huán)顯示一段時(shí)間后，點(diǎn)陣地址偏移 2 個(gè)字節(jié)，接著顯示下一屏 數(shù)據(jù)，其流程圖如圖 43 所示。 嘻嘻 ?” 這 22 個(gè)字，等到全都顯示完畢，延時(shí)約 5 秒鐘。 Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。 振蕩電路產(chǎn)生的振蕩脈沖并不直接使用，而是經(jīng)分頻后再為系統(tǒng)所用。在這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1 端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端， XTAL2 則懸空 ，如圖 39 所示。為了避免與 PC 機(jī)串口輸入的數(shù)據(jù)相互干擾，也可使用模擬串口P1． 4~P1． 7 來分別輸出串行數(shù)據(jù)、移位時(shí)鐘 SH_CP、存儲(chǔ)信號(hào) ST_CP 和并行輸出的使能信號(hào) OE。 圖 36 74HC154 的管腳示意圖 如果一行 32 點(diǎn)全部點(diǎn)亮，則通過 74HC154 的電流將達(dá) 320 mA，而實(shí)際上， 74HC154譯碼器提供不了足夠的吸收電流來同時(shí)驅(qū)動(dòng) 32 個(gè) LED 同時(shí)點(diǎn)亮，因此，應(yīng)在 74LS154 每一路輸出端與 16 32 點(diǎn)陣顯示器對(duì)應(yīng)的每一行之間用一個(gè)三極管來將電流信號(hào)放大， 可以 選用的是達(dá)林頓三極管 TIP127。對(duì)于串行傳輸來說，數(shù)據(jù)要經(jīng)過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)，在列掃描周期確定的情況下，留給列顯示的時(shí)間就少一些，以至影響到 LED 的亮度。接通的行，就在該列該行點(diǎn)亮 LED，未接通的行所對(duì)應(yīng)的 LED 熄滅。 單片機(jī) 通過 操作 P1 的低四位 線 I/O 接 口 控制來完成對(duì) LED 顯示屏 內(nèi)每個(gè) LED 顯示的亮、暗控制操作。 圖 33 8 8 的 LED 點(diǎn)陣單色行共陽模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 12 可以用基里安的方法將 四個(gè) 8 8 點(diǎn)陣顯示 屏 構(gòu)成 16 16 點(diǎn)陣顯示 屏 ，其 具體的連接方法如圖 34 所示。只要一個(gè)掃描周期時(shí)間比人眼 1/25 秒的暫留時(shí)間短，就感覺不出閃爍。 徐州工程學(xué)院畢業(yè) 論文 10 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) LED 顯示屏控制系統(tǒng)主要由 8 個(gè) 8 8 LED 顯示點(diǎn)陣模塊和單片機(jī)控制系統(tǒng)組成， LED顯示點(diǎn)陣模塊用于 LED 顯示點(diǎn)陣的驅(qū)動(dòng)，單片機(jī)主要負(fù)責(zé)驅(qū)動(dòng) LED 顯示點(diǎn)陣和控制信號(hào)等。 /G(13 腳 ): 高電平時(shí)禁止輸出（高阻態(tài)）。 /SCLR(10 腳 )： 低電平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。: 級(jí)聯(lián)輸出端。 XTAL2：振蕩器 3 放大器的輸出端。 如有必要，可通過對(duì)特 殊功能寄存器（ SFR）區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止ALE 操作。 P3 口除了作為一般的 I/O 口線外，更重要的用途是它的第二功能，如表 21 所示： 表 21 P3 口的第二功能 P3 口還接收一些用于 Flash 閃速存儲(chǔ)器編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。對(duì)端口寫 “ 1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（ IIL）。 P0 口： P0 口是一組 8 位漏極開路型雙向 I/O，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口 。綜上所述，系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)如圖 22 所示。這樣，本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響本行的顯示。但是，串行傳輸過程較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)按順序一位一位地 輸出給列驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒 24 次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。因?yàn)楸敬萎厴I(yè)設(shè)計(jì)使用的四個(gè) 8 8 的 LED 點(diǎn)陣組成一個(gè) 16 16 得LED 點(diǎn)陣，然后通過級(jí)聯(lián)，把兩個(gè) 16 16 的 LED 連在一起組成了 16 32 的 LED 點(diǎn)整 ，分別顯示漢字，所以仍然可以使用 16 16 的字模。還有對(duì)編寫完成后的程序進(jìn)行調(diào)試，在 Keil 下進(jìn)行編譯、連接，形成 單片機(jī) 可執(zhí)行的二 進(jìn)制文件。 論文主要工作 論文 主要介紹了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)這三個(gè)部分 。深化技術(shù)內(nèi)涵，豐富產(chǎn)品體系，產(chǎn)品多元化，突出主導(dǎo)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)將是 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫、錄像、電視、 VCD 節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。 發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約 5 伏。 P N 結(jié)上未加電壓時(shí)構(gòu)成一定的勢(shì)壘 ,當(dāng)加正向偏壓時(shí) ,在外電場(chǎng)作用下 ,P 區(qū)的空穴和 N 區(qū)的電子就向?qū)Ψ綌U(kuò)散運(yùn)動(dòng) ,構(gòu)成少數(shù)載流子 的注入 ,從而在 P N 結(jié)附近產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴的復(fù)合 ,同時(shí)釋放出相對(duì)應(yīng)的能量 hν(h 為普朗克常數(shù) ,ν為光子頻率 )而發(fā)光。而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 LED 點(diǎn)陣顯示被應(yīng)用到大、中、小屏幕顯示器：各種廣告牌、體育記分牌、金融、交通指示牌等，分為全色、三色、單色顯示屏。目前， LED 的應(yīng)用已經(jīng)從最初的指示燈應(yīng)用轉(zhuǎn)向更具發(fā)展?jié)摿Φ娘@示屏，景觀照明、背光源、汽車車燈、交通燈、照明等領(lǐng)域， LED 應(yīng)用正呈現(xiàn)出多樣化發(fā)展趨勢(shì)。徐州工程學(xué)院可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。包括系統(tǒng)具體的硬件設(shè)計(jì)方案 ,軟件流程圖和 c 編語言程序等方面。深化技術(shù) 內(nèi)涵，豐富產(chǎn)品體系，產(chǎn)品多元化，突出主導(dǎo)產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)將是 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。發(fā)光二 極管的兩根引線中較長(zhǎng)的一根為正極，應(yīng)按電源正極。 課題來源及研究意義 隨 著 LED 技術(shù)的不斷發(fā)展以及 LED 在低功耗、長(zhǎng)壽命、環(huán)保等方面的優(yōu)勢(shì)， LED 應(yīng)用領(lǐng)域逐漸增多。而且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 LED 點(diǎn)陣顯示被應(yīng)用到大、中、小屏幕顯示器：各種廣 告牌、體育記分牌、金融、交通指示牌等，分為全色、三色、單色顯示屏。 第二章主要介紹系統(tǒng)基本組成及工作原理，選擇了動(dòng)態(tài)掃描的 驅(qū)動(dòng)顯示方法 ；對(duì)系統(tǒng)選用的主要元器件 AT89C5 74HC15 74HC595 進(jìn)行了適當(dāng)?shù)慕榻B。 系統(tǒng)基本組成及工作原理 系統(tǒng)的大體結(jié)構(gòu)圖如如圖 21 所示，圖文顯示屏的硬件模塊基本結(jié)構(gòu)可以分為屏體和控制器和驅(qū)動(dòng)器三大部分： 21系統(tǒng)框圖 屏體部分主要是 8 個(gè) 8 8 的 LED 點(diǎn)陣組成的 16 32 的 LED 點(diǎn)陣和行列驅(qū)動(dòng)電路構(gòu)成。 16ｘ 32 的點(diǎn)陣共有 512 個(gè)發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒有這么多的端口，如果我采用鎖存器來擴(kuò)展端口，按 8 位的鎖存器來計(jì)算， 16ｘ 32 的點(diǎn)陣需要 512/8=64 個(gè)鎖存器。顯示時(shí)要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上去，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。 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)間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法?？刂齐娐坟?fù)責(zé)有序的選通各行，在選通每一列之前還要把該列各行的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。 AT89C51 主要性能參數(shù) 與 MCS51 產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容 4K 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲(chǔ)器 1000 次擦寫周期 全靜態(tài)操作： 0Hz24MHz 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 128 8 字節(jié)內(nèi)部 RAM 32 個(gè)可編程 I/O 口線 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 6 個(gè)中斷源 可編程串行 UART 通道 低功率空閑和掉電模式 AT89C51 功能特性概述 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM， 32 個(gè)I/0 口線，兩個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。 P1 口： P1 口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P1 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流） 4 個(gè) TTL 邏輯門電路。在訪問 8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行 MOVX RI 指令）時(shí)， P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（ SFR）區(qū)總 R2 寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。 ALE/ PROG ： 當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低 8 位字節(jié)。 EA/VPP：外部訪問允許，欲使 CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為 0000HFFFFH），EA 端必須保持低電平（接地）。 74HC154 管 示意 腳圖 如圖 24，其中最外面的那些數(shù)字和字母是外部功能引腳。 74HC595 的控制端說明： RESET： 復(fù)位信號(hào) 。 QAQBQC...QH；下降沿移位 存器數(shù)據(jù)不變。 注： 74HC164 和 74HC595 功能相仿，都是 8 位串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出移位寄存器。 采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器。 圖 31 8 8 LED 點(diǎn)陣的外觀 由于 Proteus 元件庫中沒有 16 16 LED 模塊 ,只有 8 8 LED 模塊 ，為了顯示 16 16點(diǎn)陣漢字 ,每個(gè)漢字由四塊 8 8單色 LED模塊組成 ,2個(gè)漢字需要用 8 8LED模塊 8 塊。只要對(duì)一頁中對(duì)應(yīng)的亮滅進(jìn)行控制即可。靜態(tài)顯示是指將一幅畫面輸入以后要保持到下一幅畫面的輸入：動(dòng)態(tài)顯示是指將畫面分為若干部分分別進(jìn)行刷新。只要掃描周期的時(shí)間比人眼 1/25 秒的暫留時(shí)間短，就不容易感覺出閃爍現(xiàn)象。本行己準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一列的列數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響本列的顯示。 74HC595 是一個(gè)八位串行輸入三態(tài)并行輸出的移位寄存器， 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。 單片機(jī)及外圍電路設(shè)計(jì) 時(shí)鐘振蕩器 AT89C51 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳 XTAL 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。電路中的電容 C1和 C2一般取 30pF 左右，而晶體的振蕩頻率范圍通常是 ～ 12MHz，晶體振蕩器頻率高，則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也高，單片機(jī)運(yùn)行速度也就 快。如果 RST 持續(xù)為高電平，單片機(jī)就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)。另外重要的一點(diǎn)，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會(huì)到 Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。 圖 41 主程序流程圖 串行顯示一個(gè)字節(jié)程序設(shè)計(jì) 串行 顯示一個(gè)字節(jié) 程序 簡(jiǎn)述：?jiǎn)纹瑱C(jī)發(fā)送一個(gè) bit 的數(shù)據(jù)，輸出移位時(shí)鐘 （ SRCLK） ，循環(huán)執(zhí)行 8 次 ，關(guān) 74HC154 四十六譯碼器，輸出鎖存時(shí)鐘（ RCLK），開四十六譯碼器選中的對(duì)應(yīng)行，接著返回子程序。 接著 Options for Target “ Target 1” ，點(diǎn)擊 Output ，勾選 Create Hex 那個(gè)選項(xiàng)，一邊生成可執(zhí)行的文件。 運(yùn)行調(diào)試 、 觀察結(jié)果 當(dāng)工程項(xiàng)目順利的通過項(xiàng)目編譯、連接后，就可以運(yùn)行它來觀察結(jié)果。 然后 點(diǎn)擊左下角的相關(guān)圖表， 開始進(jìn)行仿真。該圖原來顯示“孫華奮斗”中的“華奮”兩個(gè)字，實(shí)際還是僅僅顯示了某些行的數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)證明，在目測(cè)條件下刷新率在 40Hz 以下的畫面看起來閃爍比較嚴(yán)重，刷新率在 50Hz 以上基本察覺不出畫面的閃爍，刷新率達(dá)到 85Hz 以上時(shí)再增加畫面閃爍將沒有明顯改善。 2 、 在理論分析基礎(chǔ)上，使用 Proteus設(shè)計(jì)了系統(tǒng)電路圖，包括串行通信電路、單片機(jī)外圍電路、 LED點(diǎn)陣顯示電路等，仿真完成了單片機(jī)控制 LED點(diǎn)陣顯示屏顯示漢字。 5 、沒有設(shè)計(jì) PCB 版圖，沒有自己動(dòng)手做一個(gè)實(shí)物。 因?yàn)槠匠２怀Ｊ褂?Word，在編寫 word 文檔時(shí)，對(duì)有些應(yīng)該掌握的功能不了解，比如分頁符等，導(dǎo)致每次前面稍有改動(dòng)，后面的排版就 全亂