【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 掃描的意思簡(jiǎn)單地說就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行（比如16行）的同名列共用一套驅(qū)動(dòng)器。具體就16ｘ16的點(diǎn)陣來說，把所有同1行的發(fā)光管的陽(yáng)極連在一起，把所有同1列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽(yáng)極的接法），先送出對(duì)應(yīng)第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1行使其燃亮一定時(shí)間，然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時(shí)間，然后熄滅；以此類推，第16行之后，又重新燃亮第1行，反復(fù)輪回。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。采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每一行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，按8位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。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}。從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯然，采用并行方式時(shí)，從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?。采用串行傳輸?shù)姆椒ǎ刂齐娐房梢灾挥靡桓盘?hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟(jì)的。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)都傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。這樣，對(duì)于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。對(duì)于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時(shí)間就太少了，以致影響到LED的亮度。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。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一列數(shù)據(jù)。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。經(jīng)過上述分析，就可以歸納出列驅(qū)動(dòng)器電路應(yīng)具有的功能。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來說，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并處的移位功能；對(duì)于列數(shù)據(jù)顯示來說，應(yīng)具有并行鎖存的功能。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。（三） 本章小結(jié)課題以AT89C52單片機(jī)為控制核心設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)，用單片機(jī)、點(diǎn)陣顯示屏等設(shè)計(jì)4個(gè)1616點(diǎn)陣LED電子顯示屏。顯示電路采用動(dòng)態(tài)掃描方式進(jìn)行顯示，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。由行譯碼器74HC154給出的行選通信號(hào)，從第一行開始，按順序依次對(duì)各行進(jìn)行掃描。另一方面根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)，確定相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器是否將該列與電源的另一端接通。接通的列，就在該行該列點(diǎn)燃相應(yīng)的LED；末接通的列所對(duì)應(yīng)的LED熄滅。當(dāng)一行的掃描持續(xù)時(shí)間結(jié)束后，下一行又以同樣的方法進(jìn)行顯示[2]。系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì)圖如圖21所示。時(shí)鐘電路復(fù)位電路單片機(jī)1616點(diǎn)陣LED1616點(diǎn)陣LED1616點(diǎn)陣LED1616點(diǎn)陣LED74HC15474HC59574HC59574HC59574HC595圖21 系統(tǒng)的整體方案框圖三 系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)（一） 硬件電路及工作原理硬件電路主要由LED顯示屏、單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動(dòng)電路和行驅(qū)動(dòng)電路四部分組成。單片機(jī)的選型該控制系統(tǒng)選用AT89C52單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心。 AT89C52單片機(jī)具有價(jià)格低、編程靈活和布線簡(jiǎn)單等特點(diǎn)[3]。行驅(qū)動(dòng)電路單片機(jī)P3口低4位輸出的行號(hào)經(jīng)4/16線譯碼器74HC154譯碼后生成16條行選通信號(hào)線，再經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的行線[4]。行掃描驅(qū)動(dòng)電路原理圖如圖31所示。 圖31 行驅(qū)動(dòng)電路列驅(qū)動(dòng)電路列顯示數(shù)據(jù)是以字節(jié)為單位存儲(chǔ)的，使用時(shí)以8位并行讀出。為了適應(yīng)列顯示驅(qū)動(dòng)電路串行輸入的需求，就要進(jìn)行并串交換。用74HC595串入并出位移寄存器，可以滿足這一要求[5]。由74HC595構(gòu)成的驅(qū)動(dòng)電路如圖32所示。圖32 列驅(qū)動(dòng)電路74HC595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。引腳SI是串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SCK是移位寄存器的移位時(shí)鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個(gè)數(shù)據(jù)打入最低位。移位后的各位信號(hào)出現(xiàn)在各移位寄存器的輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。RCK是輸出鎖存器的打入信號(hào)，其上升沿將移位寄存器的輸出打入輸出鎖存器。引腳G是輸出三態(tài)門的開放信號(hào)，只有當(dāng)其為低時(shí)鎖存器的輸出才開放，否則為高阻態(tài)。SCLR信號(hào)是移位寄存器清零輸入端，當(dāng)其為低時(shí)移位寄存器的輸出全部為零。由于SCK和RCK兩個(gè)信號(hào)是互相獨(dú)立的，所以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。芯片的輸出端為QA～QH，最高位QH可作為多片74HC595級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)，向上一級(jí)的級(jí)聯(lián)輸出。但因?yàn)镼H受輸出鎖存器的打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出QH，作為與移位寄存器完全同步的級(jí)聯(lián)輸出。其與單片機(jī)的連接簡(jiǎn)單方便，只需三個(gè)I/O口即可。芯片的輸出端最高位QHT可作為多片74HC595級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)向上一級(jí)的級(jí)聯(lián)輸出，然而，QHT受輸出鎖存器輸入控制，所以74HC595還從輸出鎖存器前引出QHT，通過芯片的QHT引腳和SI引腳，可以實(shí)現(xiàn)完全同步的級(jí)聯(lián)輸出[6]。 74HC595引腳說明符號(hào)引腳描述QA…QH11,7并行數(shù)據(jù)輸出GND8地QHT9串行數(shù)據(jù)輸出/SCLR10主復(fù)位（低電平）SCK11移位寄存器時(shí)鐘輸入RCK12輸出鎖存器時(shí)鐘輸入/G13輸出有效（低電平）SI14串行數(shù)據(jù)輸入Vcc16電源 74HC595功能表輸入 輸出 功能 SCKRCK/G/SCLRSIQHTQnL↓LNCSCLR為低電平時(shí)移位寄存器輸出全0↑LLLL移位寄存器到輸出信號(hào)輸入到輸出鎖存器HLLZ清空移位寄存器，并行輸出為高阻狀態(tài) ↑LHHQ6NC邏輯高電平移入移位寄存器最低位（QA），其余各位依次移動(dòng)，例如以前的內(nèi)部QG狀態(tài)出現(xiàn)在串行輸出位↑LNC Qn移位寄存器內(nèi)容到達(dá)輸出鎖存器從并口輸出↑↑LQ6Q 移位寄存器內(nèi)容移入，先前的移位寄存器的內(nèi)容到輸出鎖存器并輸出 注 H高電平狀態(tài)；L低電平狀態(tài)；↑上升沿；↓下降沿；Z高阻；NC無變化；無效LED顯示屏將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，用來顯示文字、圖形、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像等各種信息的顯示屏幕。（二） 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)1） 單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)AT89C52是一個(gè)低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲(chǔ)