【正文】 the hardware circuit function and the principle of corresponding software, programming and the use of descriptions. Keywords: MCU, Light Emitting Diode Panel, C, Serial Data Transfer 第 1 章 緒 論 LED 顯示屏概述 LED 顯示屏（ Light Emitting Diode Panel）：又叫電子顯示屏或者飄字屏幕。 LED 顯示屏的發(fā)展 1970 年代最早的 GaP、 GaAsP 同質(zhì)結(jié)紅、黃、綠色低發(fā)光效率的 LED 已開始應(yīng)用于指示燈、數(shù)字和文字顯示。同年，東芝公司研制 InGaA1P 573nm 黃綠色超高亮度 LED，法向光強(qiáng)達(dá) 2cd。 全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色， 256 級灰度的全彩色顯示屏可以顯 示一千六百多萬種色。顯示效果好，功耗小，且比采用 7219 電路的成本更低。 LED 顯示屏的特點 ：戶外 LED 顯示屏的亮度大于 8000mcd/m，是目前唯一能夠在戶外全天候使用的大型顯示終端；戶內(nèi) LED 顯示屏的亮度大于 2020md/m2。通過采用 PC 與單片機(jī)的串口通訊方式，將數(shù)據(jù)通過 COM 口發(fā)送給單片機(jī)，從而完成信息的傳輸。 LED 顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，當(dāng)前的產(chǎn)品開發(fā)受到各領(lǐng)域的關(guān)注和支持，其投資環(huán)境日益良好。就目前我國市場規(guī)模每年約為 ～ 4 億人民幣。同樣地，若要顯示第二行，則先將第二行的顯示數(shù)據(jù) 00100100 送至 LED 陣列的列引腳，再將“ 01000000”掃描信號送至LED 陣列的列引腳，即可顯示第二行，此時其他行并不顯示 ??以此類推，如表 所示 第一條掃描線 掃描信號： 10000000 顯示信號： 00001000 第二條掃描線 掃描信號： 01000000 顯示信號： 00100100 第三條掃描線 掃描信號： 00100000 顯示信號： 01010010 第四條掃描線 掃描信號： 00010000 顯示信號： 01001000 第五條掃描線 掃描信號： 00001000 顯示信號： 01001001 第六條掃描線 掃描信號： 00000100 顯示信號： 00100010 第七條掃描線 掃描信號： 00000010 顯示信號： 01000100 第八條掃描線 掃描信號： 00000001 顯示信號： 00001000 表 各條掃描線 如果按照上表的顯示順序進(jìn)行顯示，每行的顯示時間約 4 毫秒，由于人類視覺瞬時現(xiàn)象，將感覺到 8 行 LED 同時顯示的樣子，如圖 所示。除此之外，傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)的內(nèi)部資源貧乏，僅 128 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲器，幾 K 字節(jié)的程序存儲器，無 E2PROM， SPI。 FPGA 以高速、并行著稱。在條屏的運用中，能用 ARM 來實現(xiàn)花樣繁多的顯示方式，以及高色階，多像素的全彩屏驅(qū)動。用軟件來完成滾屏算法，其最大的優(yōu)點在于成本低廉，而且可維護(hù)性、可升級性大大增強(qiáng)。第 4 章 硬件電路設(shè)計 LED 點陣模塊的選擇 本顯示屏采用列掃描、直接送行顯示碼的方式工作，分辨率為 32*16 的顯示屏由 8 個共陽型 LED 點陣單元構(gòu)成。 下圖為 74245 的邏輯圖和引腳圖。 74HC245 的真值表如下 Control Inputs 控 制輸入 Operation 運行 G DIR L L B 數(shù)據(jù)到 A 總線 L H A 數(shù)據(jù)到 B 總線 H X 隔開 H 高電平， L 低電平， X 不定在本設(shè)計中，當(dāng) DIR 接高電平時， A 端為輸入、 B 端為輸出。在廣泛的市場支持下依然長盛不衰。 RS232C 使用 3V~ 25V 表示數(shù)字“ 1”，使用3~25V 表示數(shù)字“ 0”， RS232C 在空閑時處于邏輯“ 1”狀態(tài)。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口 電平的需要。 232 內(nèi)部有兩組收，發(fā)器，實際應(yīng)用可以從中任選一組使用。 在 Flash 編程時， P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。作為輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。 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，如表所示， P3 口還接收一些用于 Flash 閃爍存儲器編程和程序校驗的控制信號。 PSEN：程序儲存允許。當(dāng)然這必須是該器件是使用 12V 編程電壓 VPP。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到 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。到達(dá)換屏?xí)r間間隔后，切換當(dāng)前顯示緩沖區(qū)到數(shù)據(jù)已處理的顯示緩沖區(qū)，然后對另一顯示緩沖區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。如下圖所示：圖 字模生成工具 unsigned char code zimo[] 0x80,0x40,0xF0,0x2C,0x43,0x20,0x98,0x0F,0x0A,0xE8,0x08,0x88,0x28,0x1C,0x08,0x00,0x00,0x00,0x7F,0x00,0x10,0x0C,0x03,0x21,0x40,0x3F,0x00,0x00,0x03,0x1C,0x08,0x00,//你 0x10,0x10,0xF0,0x1F,0x10,0xF0,0x80,0x82,0x82,0x82,0xF2,0x8A,0x86,0x82,0x80,0x00,0x80,0x43,0x22,0x14,0x0C,0x73,0x20,0x00,0x40,0x80,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//好 。 一般來說，計算機(jī)都有一個或多個串行端口，它們依次為 Com?，這些串口還提供了外部設(shè)備與 PC 進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信的通道。如： “ 9600， n， 8， 1”。在發(fā)送字符時，在系統(tǒng)指定的 事件內(nèi)， DSR（ Data Set Ready）線是低 電平 ComEventFrame：其值為1004，數(shù)據(jù)幀錯誤。持續(xù)產(chǎn)生該事件，直到使 用了 Input 屬性刪除了接收緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù) ComEvCTS：其值為 3， CTS（ Clear To Send）線改變 ComEvDSR：其值為 4， DSR（ Data Set Ready）線改變。 在 InputMode 0 的模式下，是以文本方式接收數(shù)據(jù)，在接收數(shù)據(jù)之前，我們必須先定義一個字符串變量，用以接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)，具體過程如下： Dim receive As String * 1 定義接收數(shù)據(jù)變量 Select Case MSComm1mEvent 判斷事件類型 Case EvReceive 事件類型為接收數(shù)據(jù) receive 接收數(shù)據(jù) End Select 在 InputMode 1 的模式下，是以二進(jìn)制方式接收數(shù)據(jù)，在接收數(shù)據(jù)之前，我們必須先義一個二進(jìn)制類型的數(shù)組，用以接收數(shù)據(jù)緩沖區(qū)里的數(shù)據(jù)，過程如下： Dimreceive n As Byte 定義接收數(shù)據(jù)變量 Select Case MSComm1mEvent 判斷事件類型 Case EvReceive 事件類型 為接收數(shù)據(jù) 1 接收方式為二進(jìn)制方式 For k 0 to n Receive k 接收數(shù)據(jù) Next k End Select第 6 章 Proteus 軟件仿真 Proteus是英國 Labcenter公司開發(fā)的電路分析與實物仿真及印制電路板設(shè)計軟件，它可以仿真、分析各種模擬電路與集成電路，軟件提供了大量模擬與數(shù)字元器件及外部設(shè)備，各種虛擬儀器，特別是它具有對單片機(jī)及其外圍電路組成的綜合系統(tǒng)的交互仿真功能。 在本次實驗中，首先通過大量的閱讀相關(guān)資料搞清楚各個結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)后就進(jìn)行了軟件仿真，因為實際手中并沒有相關(guān)的資料，所以通過軟件仿真可以提高硬件設(shè)計成功的幾率，本 人在經(jīng)過幾周的軟件仿真，成功的完成了此設(shè)計所必須的基本功能，軟件仿真如下圖所示： 圖 軟件仿真圖 第 7 章 PCB 結(jié)構(gòu)設(shè)計 本設(shè)計是采用 Protel 99SE 作為原理圖和 PCB 的繪制工具。布局要能使各 LED 點陣模塊緊密契合，還要注意各 PCB 之間的銜接，以便于用戶擴(kuò)展顯示單元。布線的時候要遵照高頻電路布線規(guī)則：少走直角線、頂層底層經(jīng)緯布線、信號線上盡量避免過孔、盡量縮短走線路徑、在 DGND,AGND 網(wǎng)絡(luò)設(shè)置大面積敷銅等等。在遇到困難或不解的問題時，老師也耐心的給我指出了問題的所在，讓我可以朝著這一方向去解決問題。 最后，我要衷心感謝能在百忙之中抽出時間來參加論文評閱和答辯的各位老師、專家和教授！ 參考文獻(xiàn) [1] 北京華經(jīng)縱橫經(jīng)濟(jì)信息中心 .chinacir [2] 張義和，陳敵北。北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2020。單片機(jī)的 C 語言應(yīng)用程序設(shè)計[M]。 [10] 童詩白 .模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)第三版 [M].北京 :高等教育出版社 ,2020. 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PrenticeHall,1988 附 錄 附錄一 原理圖 附錄二 PCB 附錄三 成品 附錄四 源程序 include define uchar unsigned char define uint unsigned int define ulong unsigned long //宏定義 define R1 P0 //上行線 define R2 P2 //下行線 define S P1 //列線 define CS1 P3_2 //接左屏 154 譯碼器使能 端 define CS2 P3_3 //接右屏 154 譯碼器使能端 define C P3_4 //控制是鋪屏還是滾動 define sum sizeof hanzi /32 //自動計算漢字字?jǐn)?shù) define ziti 16 //字體大?。▽挾龋? define light 60 //顯示亮度 define move_speed 40 //移動速度 define speed1 30 //卷動速度 調(diào)節(jié) uchar hanzi[]。 //移動標(biāo)志 void delay void //用來改變掃描延時以調(diào)節(jié)亮度 uchar i。 TL1 0x18。 if a move_speed //move_speed 控制移動速度 if k sziti1 k 0。 run_move 。 void display1 void uchar i。 delay 。 R1 disbuf[i+16][0]。 void timer0 void interrupt 1 //中斷處 理 uchar k。 //掃描左半屏，不掃描右半屏 else c 16。 //關(guān)右屏 CS1 0。 R2 0。 //行信號輸 出 delay 。39。 ET1 1。 32*16LED 顯 示屏 行驅(qū)動電路 列掃描電路 A T 8 9 C 5 2 電源 電平轉(zhuǎn)換 PC 控制 CPU 數(shù)據(jù)存儲器 P0 P2 程序存儲器 特殊 功能 寄存器 P1 串 行口 定時器計數(shù)器 中斷 系統(tǒng) P3 ALE PSEN EA RESET XTAL1 XTAL2 左移顯示開始 定時器初始化 開中斷 裝載數(shù)據(jù)至緩沖區(qū) 設(shè)置漢字循環(huán)顯示 掃描顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容 拉幕開始 定時器初始化 開中斷 設(shè)置全屏顯示時間 列掃描信號輸出 行信號輸出