【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 共陽(yáng)極段碼03FHC087FH80H106HF996FH90H25BHA4A77H88H34FHB0B7CH83H466H99HC39HC656DH92HD5EHA1H67DH82HE79H86H707HF8F71H8EH在表21中，對(duì)共陽(yáng)極與共陰極的LED顯示器內(nèi)，數(shù)字、字母與顯示代碼之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行了匯總。輸入低電平的情況下將是數(shù)碼管中的段處于截止?fàn)顟B(tài)。例如：想要數(shù)碼管顯示數(shù)字“3”，那么想要顯示這個(gè)數(shù)字的話，只需要把對(duì)應(yīng)的a、b、c、d、g段中輸入高電平信號(hào)即可，與此同時(shí)在其它段內(nèi)輸入低電平信號(hào)。輸入完成以后，就能成功將數(shù)碼管中的數(shù)字“3”實(shí)現(xiàn)點(diǎn)亮。共陰級(jí)以及共陽(yáng)級(jí)結(jié)構(gòu)的LED顯示器中，所有的筆劃段名和安排位置都具有一致性。在二極管導(dǎo)通的情況下，每個(gè)二極管相對(duì)的筆劃段都將被點(diǎn)亮，并通過(guò)點(diǎn)亮的筆劃段進(jìn)行有規(guī)則的組合，并對(duì)各種字符進(jìn)行最終的顯示。8個(gè)筆劃段h、g、f、e、d、c、b、a，分別對(duì)應(yīng)1個(gè)字節(jié)，也就是8位的DDDDDDDD0。所以，通過(guò)8位二進(jìn)制碼就能夠?qū)ο胍@示的字符和字形代碼進(jìn)行表示。LED顯示器的點(diǎn)亮形式主要有以下兩種，第一種是靜態(tài)顯示，還有一種是動(dòng)態(tài)顯示。在本文的電子記分牌系統(tǒng)中，使用的應(yīng)為動(dòng)態(tài)顯示型。靜態(tài)顯示，意思是說(shuō)每個(gè)顯示器必須占有獨(dú)立的，而且能夠?qū)崿F(xiàn)鎖存功能的I/O界面，并將其用在筆劃段字形代碼中。這種情況下，單片機(jī)僅需要將要顯示的字形代碼發(fā)送到界面電路，然后就不必需要更多的關(guān)注了。在顯示新數(shù)據(jù)信息的情況下，系統(tǒng)會(huì)再次發(fā)送新型的字形碼。所以，利用這種方法，在單片機(jī)內(nèi)部，將大幅度的減少CPU開(kāi)銷[12]。靜態(tài)顯示電路的優(yōu)點(diǎn)為：在同一時(shí)間內(nèi)能夠顯示不一樣的字符，然而，它的缺點(diǎn)就是占用端口資源較多[13]。動(dòng)態(tài)顯示，意思是說(shuō)把需要顯示的多位LED顯示器，通過(guò)利用一個(gè)8位的段選端口，并通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描形式，一位一位地輪流點(diǎn)亮各位顯示器。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示接口屬于單片機(jī)應(yīng)用實(shí)踐中最為普遍的一種現(xiàn)實(shí)手段。數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示電路中，它的驅(qū)動(dòng)一般是用把所有數(shù)碼管的8個(gè)顯示筆劃，例如a，b，c，d，e，f，g，dp的同名端相互連接在儀器。然后，讓每個(gè)數(shù)碼管的公共極COM進(jìn)行增加，實(shí)現(xiàn)位選通的控制電路形式。位選通在一般情況下，是為獨(dú)立型的I/O線實(shí)施控制。在單片機(jī)輸出字形碼的情況下，如果能夠?qū)⑷繑?shù)碼管接收到完全一樣的字形碼，哪個(gè)數(shù)碼管能夠顯示出字形，完全由單片機(jī)對(duì)位選通COM端電路的控制實(shí)現(xiàn)。因此，僅需要把需要顯示的數(shù)碼管的選通控制啟動(dòng)，然后借助這點(diǎn)實(shí)現(xiàn)字形的展示。沒(méi)有被選通的數(shù)碼管一般情況下是不會(huì)被點(diǎn)亮的。利用分時(shí)輪換形式，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)碼管的COM端控制，并且通過(guò)全部數(shù)碼管實(shí)現(xiàn)輪流受控的顯示方式。上述所說(shuō)的，這就是動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)型[14]。當(dāng)數(shù)碼管中的字符進(jìn)行輪流顯示的情況下，每位數(shù)碼管的點(diǎn)亮?xí)r間僅僅需要1～2ms，而且人的視覺(jué)暫留現(xiàn)象和發(fā)光二極管的余輝效應(yīng)能夠讓觀察者產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)。雖然，在實(shí)際使用中，所有位的數(shù)碼管并不是在同一時(shí)間被點(diǎn)亮，而是僅僅通過(guò)掃描形式。由于在掃描的過(guò)程比較快，因此使得這種顯示方式具有一定的穩(wěn)定性。本系統(tǒng)的數(shù)碼管顯示器不會(huì)有閃爍感。動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示的顯示效果具有相似性，并且可以節(jié)約大量的I/O端口[15]。每位LED顯示器的單獨(dú)占用8根端口線，其連接形式從圖26所示。所以，當(dāng)數(shù)據(jù)處于較多的情況下，實(shí)際中一般不選用這種設(shè)計(jì)方案，而是選擇數(shù)碼管的動(dòng)態(tài)顯示連接方案。圖26 LED顯示器8根端口線連接形式4位LED顯示器簡(jiǎn)單的動(dòng)態(tài)顯示電路如圖27所示。圖27 4位LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示圖本文設(shè)計(jì)的LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示電路如圖28所示。圖28 LED顯示器動(dòng)態(tài)顯示電路在上圖中，單片機(jī)的P2端口用來(lái)控制4位LED的段選碼。其中，T_T_T_T_4分別對(duì)應(yīng)的是4位LED的位選碼。A_A_A_B_B_B_3分別對(duì)應(yīng)的為兩個(gè)3位LED的位選碼。因?yàn)?，全部的段選碼都是相互連在一起，這就需要在同一瞬間內(nèi)，只允許系統(tǒng)顯示同一種字符。在要顯示不同字符的情況下，可以通過(guò)利用位選碼從而實(shí)現(xiàn)有效的控制。本文中的電子記分牌的相關(guān)數(shù)據(jù)都是利用P2口傳送出去的。輸出的數(shù)據(jù)信息被送入74HC373鎖存器的輸入端口內(nèi)，通過(guò)74HC373鎖存器將數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存，然后再將其送進(jìn)各個(gè)數(shù)碼管進(jìn)行顯示。 74HC373芯片74HC373鎖存器是一種具有三態(tài)緩沖輸出的8D透明鎖存器。74HC373的管腳結(jié)構(gòu)圖如圖29所示。圖29 74HC373鎖存器在三態(tài)允許控制端OE是低電平的情況下，Q0～Q7將會(huì)是正常邏輯狀態(tài)。通過(guò)它能夠驅(qū)動(dòng)負(fù)載或者總線系統(tǒng)。在OE是高電平的情況下，Q0～Q7的狀態(tài)將會(huì)呈現(xiàn)一種高阻態(tài)的形態(tài)。這種形態(tài)將不會(huì)驅(qū)動(dòng)總線，同時(shí)也不會(huì)成為總線的負(fù)載。但是，這種形態(tài)不會(huì)被鎖存器中的邏輯操作干擾。　　在鎖存允許端LE是高電平的情況下，Q將根據(jù)數(shù)據(jù)D的變化而隨之改變。在LE是低電平的情況下，D將被鎖存在已經(jīng)建立的數(shù)據(jù)電平中。在LE端施密特觸發(fā)器的輸入出現(xiàn)滯后作用的情況下，能夠讓交流和直流噪聲抗擾度改善到400mV。 引出端口的表示符號(hào)：　　D0～D7：用于數(shù)據(jù)的輸入端口；　　OE：用于三態(tài)允許控制端（低電平有效）；　　LE：用于鎖存允許端：　　Q0～Q7：用于輸出端。 74HC373的真值表如表22所示：表22 74HC373真值表DnLEOEOnHHLHLHLLXLLQOXXH高阻態(tài)在本系統(tǒng)中使用的報(bào)警器就是蜂鳴器，蜂鳴器屬于一類一體化形式的電子通訊響應(yīng)器。一般情況下，蜂鳴器通常在電子產(chǎn)品領(lǐng)域中，作為發(fā)聲的報(bào)警器件使用。蜂鳴器一般情況下分成2種，分別是壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器。在本文的籃球比賽中使用的電子記分牌中，使用的為電磁式蜂鳴器，通過(guò)這個(gè)蜂鳴器實(shí)現(xiàn)籃球比賽時(shí)間在倒計(jì)時(shí)為零的情況下，實(shí)施報(bào)警發(fā)生功能，告知裁判和運(yùn)動(dòng)員。電磁式蜂鳴器的結(jié)構(gòu)通常包括：振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動(dòng)膜片及外殼。在連接電源成功的情況下，振蕩器通過(guò)電磁線圈以后，將會(huì)發(fā)出音頻信號(hào)的電流。此電流信號(hào)將會(huì)讓電磁線圈產(chǎn)生相應(yīng)的磁場(chǎng)，并帶動(dòng)膜片開(kāi)始振動(dòng)。在電磁線圈以及磁鐵共同作用的情況下，蜂鳴器將會(huì)進(jìn)行周期性振動(dòng)發(fā)聲。電磁式蜂鳴器的外形如圖210所示。圖210 電磁式蜂鳴器因?yàn)?，蜂鳴器的工作電流通常情況下數(shù)值較大，這就會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)的I/O端口不能被直接驅(qū)動(dòng)。要想通過(guò)放大電路實(shí)現(xiàn)蜂鳴器的驅(qū)動(dòng)，通常情況下要通過(guò)三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)電流的放大。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)AT89S52單片機(jī)的片內(nèi)具有ROM/EPROM，所以，此芯片的單片機(jī)最小系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便的特點(diǎn)。在AT89S52單片機(jī)構(gòu)建成最小的應(yīng)用系統(tǒng)情況下，僅僅需要把單片機(jī)連接到時(shí)鐘電路以及復(fù)位電路上就可以了。AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)如圖31所示。圖31 系統(tǒng)最小系統(tǒng)電路圖本系統(tǒng)中的單片機(jī)，需要提供+5V的直流穩(wěn)壓電源。實(shí)際中的電源是220V的交流電，所以，通過(guò)電壓轉(zhuǎn)化將會(huì)獲得5V直流穩(wěn)壓電源。系統(tǒng)的電源電路如圖32所示。圖32 系統(tǒng)電源電路圖7805系列集成穩(wěn)壓器，僅有輸入端、輸出端以及公共端，共3個(gè)引線端子。芯片能夠輸出大于1A的電流。該芯片內(nèi)部具有