【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 P2. 5SRCLK11 P3. 1VCC16GND8SER14 P3. 0QA15QB1QC2QD3QE4QF5QG6QH7QH19CE13RCLK12 P2. 6SRCLR10 P2. 5SRCLK11 P3. 1VCC16GND8SER14 P3. 0161514131211109123456781615141312111091 2 3 4 5 6 7 8 1615141312111091234567816151413121110912345678470K470K470K470K470K470K470K470K470K470K470K470K470K470K470K470KGNDGNDVCCVCC8X8LED8X8LED8X8LED8X8LEDQ9Q10Q11Q12Q13Q14Q15Q16Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q1Q8Q9Q10Q11Q12Q13Q14Q15Q16Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8Q1 圖 34 74HC595 構(gòu)成的電路圖 行驅(qū)動(dòng)器部分 單片機(jī) P3 口低 4 位輸出的行號(hào)經(jīng)一個(gè)線(xiàn)譯碼器 74HC154 譯碼后生成 16 條行選通信號(hào)線(xiàn)，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的行線(xiàn)。一條行線(xiàn)上要帶動(dòng) 16 列的 LED 進(jìn)行顯示，按每一德州學(xué)院 物理與電子信息學(xué)院 2020 屆 電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 LED 器件 20 mA 電流計(jì)算， 16 個(gè) LED 同時(shí)發(fā)光時(shí)，需要 320 mA 電流，選用三極管作為驅(qū)動(dòng)管可滿(mǎn)足要求。當(dāng)選通端 G G2 均為低電平時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)，可將地址輸入端（ A、 B、 C、 D）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。否則，譯碼器被禁止，所有的 輸出端被封鎖在高電平。 Y0～ Y15 為譯碼輸出端，輸出是低電平有效，即在選通時(shí)，每輸入一個(gè)二進(jìn)制代碼將使對(duì)應(yīng)的一個(gè)輸出端為低電平，而其它輸出端均為高電平的無(wú)效信號(hào)。連接過(guò)程 :74HC154 的輸入端 A、 B、 C、 D 分別與芯片 AT89C51 的 、 、 管腳相連，輸出端 Y0～ Y15 與電阻相連。 系統(tǒng)的行驅(qū)動(dòng)電路 如 圖 35 所示 [9]。 Y01Y12Y23Y34Y45Y56Y67Y78Y89Y910Y1011Y1112Y1213Y1314Y1415Y1516VCC24A23B22C21D20G219G118GND1274HC154 圖 35 74HC154 的引腳圖 LED 顯示模塊 將 LED 像素模塊按照實(shí)際需要大小拼裝排列成矩陣，配以專(zhuān)用顯示驅(qū)動(dòng)電路、直流穩(wěn)壓電源、軟件、框架以 及外裝飾燈，即構(gòu)成一臺(tái) LED 顯示屏，用來(lái)顯示文字、圖形、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像等各種信息的顯示屏幕。 LED 顯示屏是將發(fā)光二極管按行按列布置的，驅(qū)動(dòng)時(shí)也就按行按列驅(qū)動(dòng)。在掃描驅(qū)動(dòng)方式下可以按行掃描按列控制，也可以按列掃描按行控制。 LED 顯示屏現(xiàn)多采用多 88 點(diǎn)陣顯示單元拼接而成。本文就是使用 采用 4 塊 88 點(diǎn)陣 LED 顯示模塊來(lái)組成 1616 點(diǎn)陣 [10]顯示模式 ，以滿(mǎn)足漢字顯示的要求。漢字顯示的原理： 我們以 UCDOS 中文宋體字庫(kù)為例，每一個(gè)字由 16 行 16 列的點(diǎn)陣組成顯示。即國(guó)標(biāo)漢字庫(kù)中的每一個(gè)字均由 256 點(diǎn)陣來(lái) 表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在 256 像素范圍內(nèi)的任何圖形。用 8 位的 AT89C51 單片機(jī)控制， 由于單片機(jī)的總線(xiàn)為 8 位，一個(gè)字需要拆分為 2 個(gè)部分。 一般我們把它拆分為上部和下部，上部由 816 點(diǎn)陣組成，下部也由 816 點(diǎn)陣組成。 漢字顯示圖 如 德州學(xué)院 物理與電子信息學(xué)院 2020 屆 電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 36 所示。 圖 36 漢字的顯示圖 在本例中單片機(jī)首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第 0 列的 p00~p07 口。方向?yàn)?p00 到 p07 ,顯示漢字 “ 大 ” 時(shí)， p05 點(diǎn)亮 ,由上往下排列，為 滅， 滅 ， p0.2 滅 滅 , 滅 , 亮 ， 滅 ， 滅。即二進(jìn)制 00000100，轉(zhuǎn)換為 16 進(jìn)制為 04h。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線(xiàn)的方便，我們?nèi)栽O(shè)計(jì)成由上往下掃描，即從 p27 向 p20 方向掃描，從上圖可以看到，這一列全部為不亮，即為 00000000， 16 進(jìn)制則為 00h。然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列，仍為 p05 點(diǎn)亮，為 00000100，即 16 進(jìn)制 04h。這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分的掃描， p21 點(diǎn)亮，為二進(jìn)制 00000010，即 16 進(jìn)制 02h。依照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描 32 個(gè) 8 位， 可以得出漢字 “ 大 ” 的掃描代碼為： 04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,04H， 04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H， 05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08H， 04H,04H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H由這個(gè)原理可以看出，無(wú)論顯示何種字體或圖像，都可以用這個(gè)方法來(lái)分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。 因?yàn)楸鞠到y(tǒng)所設(shè)計(jì)的 LED 顯示屏只能顯示一個(gè)或幾個(gè)漢字，如果想要顯示多個(gè)漢字，就需要多個(gè) 88 點(diǎn)陣模塊組成多個(gè) 1616 點(diǎn)陣，當(dāng)然還需要多個(gè)列驅(qū)動(dòng)器級(jí)聯(lián)，這樣可以顯示更多的文字。 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì) AT89C51 單片機(jī)具有全雙工串行 UART 通道，支持單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行傳輸。除了單片機(jī)要與 PC 機(jī)制定通信協(xié)議確定發(fā)送速率外，還需要解決的問(wèn)題就是信號(hào)電平的問(wèn)題。德州學(xué)院 物理與電子信息學(xué)院 2020 屆 電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 RS232C 標(biāo)準(zhǔn) 規(guī)定了 PC 機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)總線(xiàn) TXD 和接收數(shù)據(jù)總線(xiàn) RXD 采用 EIA 電平，即傳送數(shù)字“ 1”時(shí)傳輸線(xiàn)上的電平在 3V~15V 之間；傳送數(shù)字“ 0”時(shí)，傳輸線(xiàn)上的電平 +3V~+15V 之間。但單片機(jī)串行口采用正邏輯 TTL 電平，即數(shù)字“ 1”時(shí)為 +5V，數(shù)字“ 0”時(shí)為 5V，所以單片機(jī)與計(jì)算機(jī)不能直接相連進(jìn)行通信，必須將 RS232C 與 TTL 電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 在通用的電平轉(zhuǎn)換芯片中 MAX232 系列的芯片以集成度高， +5V 電源工作，只需外接5 個(gè)小電容即可完成電平之間的轉(zhuǎn)換，在該顯示系統(tǒng)中，操作人員可以通過(guò)它改寫(xiě)程序來(lái)控制顯示屏顯 示的漢字等等，電路如圖 37 所示。 圖 37 通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路圖 4 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 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)的要求顯示文字、圖像或其他信息。根據(jù)軟件分層次設(shè)計(jì)的原理，可把顯示屏的軟件系統(tǒng)分成兩大層：第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)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，顯示驅(qū)動(dòng)程序由定時(shí)器 T0 中斷程序?qū)崿F(xiàn)。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(lái)實(shí)現(xiàn) [11]。 顯示驅(qū)動(dòng)程序 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 )=1/16T0 溢出率 德州學(xué)院 物理與電子信息學(xué)院 2020 屆 電子信息科學(xué)與技術(shù)專(zhuān)業(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 =1/16fosc/12(65536—to) （ 41） 其中 fosc 為晶振頻率 [12]， to 為定時(shí)器 T0 初值 (工作在 16 位定時(shí)器模式 )。 然后顯示驅(qū)動(dòng)程序查詢(xún)當(dāng)前燃亮的行號(hào)，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口發(fā)送給移位寄存器。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