【文章內(nèi)容簡介】 掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多行（比如16行）的同名列共用一套驅(qū)動器。具體就16ｘ16的點陣來說，把所有同1行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同1列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽極的接法），先送出對應(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。采用掃描方式進行顯示時，每一行有一個行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個驅(qū)動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中，按8位一個字節(jié)的形式順序排放。顯示時要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動器上去，這就存在一個顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。從控制電路到列驅(qū)動器的數(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，從控制電路到列驅(qū)動器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當列數(shù)很多時，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?。采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信號線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟的。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動器，只有當一行的各列數(shù)據(jù)都傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進行顯示。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準備時間可能相當長，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時間就太少了，以致影響到LED的亮度。解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾問題，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，傳送下一列數(shù)據(jù)。為了達到重疊處理的目的，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)動器電路應(yīng)具有的功能。對于列數(shù)據(jù)準備來說，它應(yīng)能實現(xiàn)串入并處的移位功能；對于列數(shù)據(jù)顯示來說，應(yīng)具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進行顯示時，串并移位寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。（三） 本章小結(jié)課題以AT89C52單片機為控制核心設(shè)計一個簡單的數(shù)字時鐘系統(tǒng)，用單片機、點陣顯示屏等設(shè)計4個1616點陣LED電子顯示屏。顯示電路采用動態(tài)掃描方式進行顯示，每行有一個行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個列驅(qū)動器。由行譯碼器74HC154給出的行選通信號，從第一行開始，按順序依次對各行進行掃描。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，就在該行該列點燃相應(yīng)的LED；末接通的列所對應(yīng)的LED熄滅。當一行的掃描持續(xù)時間結(jié)束后，下一行又以同樣的方法進行顯示[2]。系統(tǒng)的整體方案設(shè)計圖如圖21所示。時鐘電路復(fù)位電路單片機1616點陣LED1616點陣LED1616點陣LED1616點陣LED74HC15474HC59574HC59574HC59574HC595圖21 系統(tǒng)的整體方案框圖三 系統(tǒng)的硬件設(shè)計（一） 硬件電路及工作原理硬件電路主要由LED顯示屏、單片機系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動電路和行驅(qū)動電路四部分組成。單片機的選型該控制系統(tǒng)選用AT89C52單片機作為系統(tǒng)的控制核心。 AT89C52單片機具有價格低、編程靈活和布線簡單等特點[3]。行驅(qū)動電路單片機P3口低4位輸出的行號經(jīng)4/16線譯碼器74HC154譯碼后生成16條行選通信號線，再經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動對應(yīng)的行線[4]。行掃描驅(qū)動電路原理圖如圖31所示。 圖31 行驅(qū)動電路列驅(qū)動電路列顯示數(shù)據(jù)是以字節(jié)為單位存儲的，使用時以8位并行讀出。為了適應(yīng)列顯示驅(qū)動電路串行輸入的需求，就要進行并串交換。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)動電路如圖32所示。圖32 列驅(qū)動電路74HC595的輸入側(cè)有8個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。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鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個數(shù)據(jù)打入最低位。移位后的各位信號出現(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，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，只有當其為低時鎖存器的輸出才開放，否則為高阻態(tài)。SCLR信號是移位寄存器清零輸入端，當其為低時移位寄存器的輸出全部為零。由于SCK和RCK兩個信號是互相獨立的，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級聯(lián)應(yīng)用時，向上一級的級聯(lián)輸出。但因為QH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聯(lián)輸出。其與單片機的連接簡單方便，只需三個I/O口即可。芯片的輸出端最高位QHT可作為多片74HC595級聯(lián)應(yīng)用時向上一級的級聯(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，可以實現(xiàn)完全同步的級聯(lián)輸出[6]。 74HC595引腳說明符號引腳描述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移位寄存器時鐘輸入RCK12輸出鎖存器時鐘輸入/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為低電平時移位寄存器輸出全0↑LLLL移位寄存器到輸出信號輸入到輸出鎖存器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，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像素模塊按照實際需要大小拼裝排列成矩陣，配以專用顯示驅(qū)動電路，直流穩(wěn)壓電源，軟件，框架以及外裝飾燈，即構(gòu)成一臺LED顯示屏，用來顯示文字、圖形、動畫、行情、視頻、錄像等各種信息的顯示屏幕。（二） 單片機的結(jié)構(gòu)1） 單片機的基本結(jié)構(gòu)AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲