【文章內(nèi)容簡介】 G2 引腳接地，然后以 A、 B、 C、 D 四腳為輸入端，就會形成 16 種不同的輸入狀態(tài)，分別為0000~1111，然后使每種狀態(tài)只控制一路輸出，即會有 16 路輸出。 如果一行 64 點全部點亮，則通過 74LS154 的電流將 達 640 mA，而實際上，74LS154 譯碼器提供不了足夠的吸收電流來同時驅(qū)動 64 個 LED 同時點亮，因此，應(yīng)在 74LS154 每一路輸出端與 16 64點陣顯示器對應(yīng)的每一行之間用一個三極管來將電流信號放大，本文選用的是達林頓三極管 TIP127。這樣， 74LS154 某一輸出腳為低電平時，對應(yīng)的三極管發(fā)射極為高電平，從而使點陣顯示器的對應(yīng)行也為高電平。其引腳如圖 所示。圖 顯示了 74LS154 的輸入輸出邏輯關(guān)系圖。 圖 74LS154 引腳圖 圖 74LS154 邏輯功能圖 行驅(qū)動電 路設(shè)計 上面已經(jīng)論述過行掃描原理，下圖 顯示了行驅(qū)動電路的具體連接方式，圖中只畫出了兩行的驅(qū)動電路，但足以 題。 74LS154 的輸入引腳 A、 B、 C、 D 分別和單片機的四個 I/O 口相連，單片機控制 I/O 口產(chǎn)生 16 種不同的輸入狀態(tài)，進而使得 74LS154 分別驅(qū)動 16 64 點陣 LED 的 16 行。 圖 行掃描示意電路圖 16 64 點陣列掃描電路 74HC595 介紹 系統(tǒng)采用 74HC595[9]作為數(shù)據(jù)鎖存。 74HC595 是一個八位串行輸入三態(tài)并行輸出的移位寄存器，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)原理如圖 所示。其引腳如圖 所示包括：A 串行數(shù)據(jù)輸入端口； LATCH CLOCK 存儲寄存器的輸入時鐘； SHIFT CLOCK 移位寄存器的輸入時鐘； OUTPUT ENABLE 對輸入數(shù)據(jù)的輸出使能控制；串入數(shù)據(jù)的輸出； 是串入數(shù)據(jù)的并行輸出。從 A 口輸入的數(shù)據(jù)可在移位寄存器的 SHIFT CLOCK腳上升沿的作用下輸入到 74HC595 中，并在 LATCH CLOCK 腳的上升沿作用下將輸入的數(shù)據(jù)鎖存在 74HC595 中，這樣，當 OUTPUT ENABLE 為低電平時，數(shù)據(jù)便可并行輸出。為了避免與 PC 機串口輸入的數(shù)據(jù)相互干擾， 系統(tǒng)使用模擬串口 ～ 來分別輸出串行數(shù)據(jù)、移位時鐘 SHIFT CLOCK、存儲信號 LATCH CLOCK 和并行輸出的使能信號 OUTPUT ENABLE。 圖 74HC595 功能結(jié)構(gòu)圖 圖 74HC595 引腳圖 列掃描電路設(shè)計 列掃描電路 [10]的實現(xiàn)是將 8 片 74HC595 進行級連，通過共用一個移位時鐘SHIFT CLOCK 及數(shù)據(jù)鎖存信號 LATCH CLOCK。這樣，當?shù)谝恍行枰@示的數(shù)據(jù)經(jīng)過 8 8 64 個 SHIFT CLOCK 時鐘后便可將其全部移入 74HC595 中，此 時還將產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)鎖存信號 LATCH CLOCK 將數(shù)據(jù)鎖存在 74HC595 中，并在使能信號 OUTPUT ENABLE 的作用下，使串入數(shù)據(jù)并行輸出；同時由行掃描控制電路產(chǎn)生信號使第一行掃描管導通，相當于第一行 LED 的正端都接高，顯然，第一行 LED 管的亮滅就取決于 74HC595 中的鎖存信號；此外，在第一行 LED 管點亮的同時，再在74HC595 中移入第二行需要顯示的數(shù)據(jù)，隨后將其鎖存，同時由行掃描控制電路將第一行掃描管關(guān)閉而接通第二行，使第二行 LED 管點亮，以此類推，當?shù)谑袙呙柽^后再回到第一行，這樣，只要掃描 速度足夠高，就可形成一幅完整的文字或圖像。 圖 列掃描電路原理示意圖 具體列掃描電路連接方式如圖 所示，為了說明問題，上圖只畫了兩片74HC595 級聯(lián)控制 16 列點陣 LED 顯示，對于 16 64 點陣的 64 列掃描電路，同樣是由 8 片 74HC595 級聯(lián)而成，這 8 片 74HC595 有同一個 SHIFT CLOCK 移位寄存器的輸入時鐘、同一個 LATCH CLOCK 存儲寄存器的輸入時鐘和同一個 OUTPUT ENABLE 對輸入數(shù)據(jù)的輸出使能控制端。 串口通信電路 圖 RS232 串口擴展電路圖 為 了方便地更新 16 64 點陣 LED 顯示數(shù)據(jù)，系統(tǒng)設(shè)計了專門和上位機進行通信的 RS232 串行接口 [11][12]（圖 ）。采用美信公司專門為電腦的 RS232標準串口設(shè)計的單電源電平轉(zhuǎn)換芯片 232 芯片 1）、符合所有的 RS232C 技術(shù)標準 2）、只需要單一 +5V 電源供電 3）、片載電荷泵具有升壓、電壓極性反轉(zhuǎn)能力，能夠產(chǎn)生 +10V 和 10V 電壓V+、 V 4）、功耗低，典型供電電流 5mA 5）、內(nèi)部集成 2 個 RS232C 驅(qū)動器 6）、內(nèi)部集成兩個 RS232C 接收器 7）、高集成度，片外最 低只需 4 個電容即可工作。第一部分是電荷泵電路。由 6 腳和 4 只電容構(gòu)成。功能是產(chǎn)生 +12v 和 12v 兩個電源，提供給 RS232 串口電平的需要。 第二部分是數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換通道。由 1 1 1 14 腳構(gòu)成兩個數(shù)據(jù)通道。 其中 13 腳（ R1IN）、 12 腳（ R1OUT）、 11 腳（ T1IN）、 14 腳（ T1OUT）為第一數(shù)據(jù)通道。 8 腳（ R2IN）、 9 腳（ R2OUT）、 10 腳（ T2IN）、 7 腳（ T2OUT）為第二數(shù)據(jù)通道。 TTL/CMOS 數(shù)據(jù)從 T1IN、 T2IN 輸入轉(zhuǎn)換成 RS232 數(shù)據(jù)從 T1OUT、T2OUT 送到電腦 DB9 插頭； DB9 插頭的 RS232 數(shù)據(jù)從 R1IN、 R2IN 輸入轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS 數(shù)據(jù)后從 R1OUT、 R2OUT 輸出。 第三部分是供電。 15 腳 GND、 16 腳 VCC（ +5v）。 Keil C51[13]是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機 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、可維護性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。 Keil提供了包括 C 編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完 整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。運行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、 WIN20 WINXP 等操作系統(tǒng)。 使用獨立的 Keil 仿真器時，注意事項 （ 1）仿真器標配 的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。 仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標系統(tǒng)。 仿真芯片的 31 腳（ /EA）已接至高電平，所以仿真時只能使用片內(nèi) ROM，不能使用片外 ROM；但仿真器外引插針中的 31 腳并不與仿真芯片的 31 腳相連，故該仿真器仍可插入到擴展有 外部 ROM（其 CPU 的 /EA 引腳接至低電平）的目標系統(tǒng)中使用。 Proteus 軟件是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件（該軟件中國總代理為廣州風標電子技術(shù)有限公司）。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。受到單片機愛好者、從事單片機教學的教師、致力于單片機開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。 Proteus 是世界上著名的 EDA 工具 仿真軟件 ，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB 設(shè)計， 真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB 設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持 805 HC1PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等 其主要功能模塊包括：（ 1）智能原理圖設(shè)計（ ISIS）（ 2）完善的電路仿真功能（ Prospice）（ 3）獨特的單片機協(xié)同仿真功能（ VSM）（ 4）實用的 PCB 設(shè)計平臺 具體仿真實驗就是在 PROTEUS 繪制好原理圖后，調(diào)入已編譯好的目標代碼文件： *.HEX，可以在 PROTEUS 的原理圖中看到模擬的實物運行狀態(tài)和過程。 Proteus工作界面圖 單片機 C 語言介紹 C 語言是一種面向過程的計算機程序設(shè)計語言，它是目前眾多計算機語言中舉世公認的優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)程序設(shè)計語言之一。它由美國貝爾研究所的 于 1972 年推出。 1978 后， C 語言已先后被移植到大、中、小及微型機上。 1 語言簡潔、緊湊，使用方便、靈活。 2 運算符豐富。 3 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富，具有現(xiàn)代化語言的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 4 具有結(jié)構(gòu)化的控制語言 如 if? else 語句、 while 語句、 do? while 語句、 switch 語句、 for 語句 。 5 語法限制不太嚴格，程序沒計自由度大。 6 C 語言能進行位 bit 操作。 7 生成目標代碼質(zhì)量高，程序執(zhí)行效率高。 8 用 C 語言寫的程序可移植性好 與匯編語言相比 。 C51 是一種專門針對 51 系列微處理器的 C 開發(fā)工具，它提供了豐富的庫函數(shù)，具有很強的數(shù)據(jù)處理能力，編程中對 8051 寄存器和存儲器的分配均由編譯器自動管理，因而通常用 C51 來編寫主程序。當然，有時也需要在 C 程序中調(diào)用一些用匯編 A51 編寫的子程序。例如，以前用匯編語言編寫的子程序、要 求較高的處理速度而必須用更簡練的匯編語言編寫的特殊函數(shù)或因時序要求嚴格而不得不使用靈活性更強的匯編語言編寫的某些接口程序等等。另一方面，在以匯編語言為主體的程序開發(fā)過程中，如果涉及到復(fù)雜的數(shù)學運算，往往需要借助 C語言工具所提供的運算庫函數(shù)和強大的數(shù)據(jù)處理能力，這樣就要求在匯編中調(diào)用C 函數(shù)。 系統(tǒng)軟件流程圖 主程序流程圖 圖 主程序流程圖 圖 顯示了系統(tǒng)正常工作的主要流程。 串行中斷子程序流程圖 圖 串行中斷子程序流程圖 圖 顯示了系統(tǒng)的串行中斷子程序流 程。 顯示程序流程圖 圖 顯示模塊子程序流程圖 圖 顯示了系統(tǒng)顯