【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和宣傳等。目前，對(duì)于那些需要顯示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相對(duì)比較低的場(chǎng)合，使用大、小屏幕LED點(diǎn)陣顯示器是比較經(jīng)濟(jì)適用的，它可以用單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)顯示字符、數(shù)字、漢字和簡(jiǎn)單圖形，可以根據(jù)需要使用不同字號(hào)、字型。第3章 硬件電路的設(shè)計(jì)硬件電路大致上可以分成單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動(dòng)電路和行驅(qū)動(dòng)電路三部分。 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路 AT89C51單片機(jī)介紹AT89C51是一種低功耗、高性能的片內(nèi)含有4KB快閃可編程/擦除只讀存儲(chǔ)器(Flash Programmable and Erasable Read only Memory, FPEROM)的8位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存儲(chǔ)技術(shù)制造，并且與AT80C51引腳和指令系統(tǒng)完全兼容。芯片上的FPEROM允許在線編程或采用通用的非易失存儲(chǔ)編程器對(duì)程序存儲(chǔ)器重復(fù)編程。AT89C51將具有多種功能的8位CPU與FPEROM結(jié)合在一個(gè)芯片上，為很多嵌入式控制應(yīng)用提供了非常靈活而又價(jià)格較低的方案，其性價(jià)比較高。AT89C51的主要性能如下：1) 與MCS51微控制器產(chǎn)品系列兼容。2) 片內(nèi)有4KB可在線重復(fù)編程的快閃擦寫存儲(chǔ)器，又稱片內(nèi)快閃存儲(chǔ)器（Flash Memory）。3) 存儲(chǔ)器可循環(huán)寫入/擦除1000次。4) 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)保存時(shí)間為10年。5) 工作電壓范圍寬，～6V。6) 全靜態(tài)工作，工作頻率為0～16MHz。7) 程序存儲(chǔ)器具有3級(jí)加密保護(hù)。8) 1288位內(nèi)部RAM。9) 32條可編程I/O線。10) 兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。11) 中斷結(jié)構(gòu)具有5個(gè)中斷源和2個(gè)優(yōu)先級(jí)。12) 可編程全雙工串行通道。13) 空閑狀態(tài)維持低功耗和掉電狀態(tài)保存存儲(chǔ)內(nèi)容。圖31 AT89C51外形及引腳AT89C51的引腳也是完全兼容的，各引腳對(duì)應(yīng)的功能簡(jiǎn)要介紹如下：GND——接地；Vcc——電源端，接+5V電源?！狿0接口是開漏雙向接口，可以寫為1，使其狀態(tài)為懸浮，用作高阻輸入；P0也可以在訪問外部程序存儲(chǔ)器時(shí)作地址的低字節(jié)，在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)作數(shù)據(jù)總線，此時(shí)通過內(nèi)部強(qiáng)上拉輸出1。P0接口每位可以驅(qū)動(dòng)8個(gè)LS型TTL負(fù)載?！狿1接口是帶內(nèi)部上拉的雙向I/O接口，向P1接口寫入1時(shí)，P1接口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入接口。當(dāng)作為輸入引腳時(shí)被外部拉低的P1接口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流。P1接口每位可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載?！狿2接口是帶內(nèi)部上拉的雙向I/O接口，向P2接口寫入1時(shí)，P2接口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入接口。當(dāng)作為輸入引腳時(shí)，被外部拉低的P2接口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流。在訪問外部程序存儲(chǔ)器和外部數(shù)據(jù)時(shí)分別作為地址高位字節(jié)和16位地址，此時(shí)通過內(nèi)部強(qiáng)上拉傳送1。P2接口每位可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。～——P3接口是帶內(nèi)部上拉的雙向I/O接口，向P3接口寫入1時(shí)，P3接口被內(nèi)部上拉為高電平，可用作輸入接口。當(dāng)作為輸入引腳時(shí)，被外部拉低的P3接口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流。P3接口每位可以驅(qū)動(dòng)4個(gè)LS型TTL負(fù)載。P3接口還具有以下特殊功能。RXD()——串行輸入接口。TXD()——串行輸出接口。/INT0()——外部中斷0。/INT1（）——外部中斷1。T0（）——定時(shí)器0外部輸入。T1（）——定時(shí)器1外部輸入。/WR（）——外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的寫信號(hào)。/RD（）——外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的讀信號(hào)。RST——復(fù)位。晶振在運(yùn)行中，只要復(fù)位引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期的高電平，即可復(fù)位內(nèi)部。有擴(kuò)散電阻器連接到Vss端，僅需要外接一個(gè)電容器到Vcc端，即可實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位。ALE——地址鎖存使能。在訪問外部存儲(chǔ)器時(shí)，輸出脈沖鎖存地址的低字節(jié)，在正常情況下，ALE輸出信號(hào)恒定為1/6振蕩頻率并可用作外部時(shí)鐘或定時(shí)器。PSEN——程序存儲(chǔ)使能。當(dāng)執(zhí)行外部程序存儲(chǔ)器代碼時(shí)，PSEN在每個(gè)機(jī)器周期被激活兩次。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN無效。訪問內(nèi)部程序存儲(chǔ)器時(shí)，PSEN無效。/EA/Vpp——外部尋址使能/編程電壓。在訪問整個(gè)外部程序存儲(chǔ)器時(shí)，/EA必須外部置低，如果/EA為高，將執(zhí)行內(nèi)部程序，除非程序計(jì)數(shù)器包含大于片內(nèi)閃存的地址。該引腳在對(duì)閃存編程時(shí)，接5V/12V編程電壓（Vpp）。如果保密位1已編程，/EA在復(fù)位時(shí)由內(nèi)部鎖存。XTAL1——反相振蕩放大器輸入和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路輸入端。XTAL2——反相振蕩放大器輸出端。 MCS51系列單片機(jī)及其特點(diǎn)①可靠性高：因?yàn)樾酒前垂I(yè)測(cè)控環(huán)境要求設(shè)計(jì)的，故抗干擾的能力優(yōu)于PC機(jī)。系統(tǒng)軟件(如：程序指令，常數(shù)，表格)固化在ROM中，不易受病毒破壞。許多信號(hào)的通道均在一個(gè)芯片內(nèi)，故運(yùn)作時(shí)系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。②便于擴(kuò)展：片內(nèi)具有計(jì)算機(jī)正常運(yùn)行所必需的部件，片外有很多供擴(kuò)展用的(總線，并行和串行的輸入/輸出)管腳，很容易組成一定規(guī)模的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。③控制功能強(qiáng)：具有豐富的控制指令：如：條件分支轉(zhuǎn)移指令，I/O口的邏輯操作指令，位處理指令。④實(shí)用性好：體積小，功耗低，價(jià)格便宜，易于產(chǎn)品化。 單片機(jī)系統(tǒng)外圍電路單片機(jī)采用AT89C51，采用24MHz或更高頻率的晶振，以獲得較高的刷新頻率，使顯示更穩(wěn)定。單片機(jī)的串口與列驅(qū)動(dòng)器相連，用來送顯示數(shù)據(jù)。P1口低4位與行驅(qū)動(dòng)器相連，送出行選信號(hào)；～。P0和P2口空著，在有必要時(shí)可以擴(kuò)展系統(tǒng)的ROM和RAM。 列驅(qū)動(dòng)電路 74HC595簡(jiǎn)介74HC595的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖32所示。它的輸入側(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到輸出鎖存器。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)是移位寄存器的清0輸入端，當(dāng)其為低時(shí)移位寄存器的輸出全部為0。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QH受輸出鎖存器打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出了QH’，作為與移位寄存器完全同步的級(jí)聯(lián)輸出。 列驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成列驅(qū)動(dòng)電路由集成電路74HC595構(gòu)成。它具有一個(gè)8位串入并出的移位寄存器和一個(gè)8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達(dá)到重疊處理的目的。 行驅(qū)動(dòng)電路 74LS154譯碼器簡(jiǎn)介74LS154特點(diǎn): 將4 個(gè)二進(jìn)制編碼輸入譯成16 個(gè)彼獨(dú)立的輸出之一 將數(shù)據(jù)從一個(gè)輸入線分配到16 個(gè)輸出的任意一個(gè)而實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能 輸入箝位二極管簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì) 與大部分TTL 和DTL 電路完全兼容 原理：這種單片4 線—16 線譯碼器非常適合用于高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。當(dāng)兩個(gè)選通輸入G1 和G2 為低時(shí), 它可將4 個(gè)二進(jìn)制編碼的輸入譯成16 個(gè)互相獨(dú)立的輸出之一。實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能的辦法是：用4 個(gè)輸入線寫出輸出線的地址，使得在一個(gè)選通輸入為低時(shí)數(shù)據(jù)通過另一個(gè)選通輸入。當(dāng)任何一個(gè)選通輸入是高時(shí)，所有輸出都為高。 行驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成單片機(jī)P1口低4位輸出的行號(hào)經(jīng)4/16線譯碼器74LS154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。一條行線上要帶動(dòng)16列的LED進(jìn)行顯示，按每一LED器件20mA電流計(jì)算，16個(gè)LED同時(shí)發(fā)光時(shí)，需要320mA電流，選用三極管8550作為驅(qū)動(dòng)管可滿足要求。圖33行驅(qū)動(dòng)電路 軟件設(shè)計(jì)單片機(jī)方的程序設(shè)計(jì) 單片機(jī)在LED點(diǎn)陣漢字顯示系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的接收、存儲(chǔ)和掃描顯示 LED點(diǎn)陣屏三大主要功能。串行移動(dòng)的子程序設(shè)計(jì) 這是一個(gè)通用子程序，在顯示子程序中都要被調(diào)用，功能是移位寄存器 74HC595接收單片機(jī)發(fā)出的點(diǎn)陣行數(shù)據(jù)，逐位移動(dòng)到對(duì)應(yīng)位置后再進(jìn)行鎖存和輸出工作，同時(shí)對(duì)四六譯碼器進(jìn)行開關(guān)工作，控制屏幕的顯示。 部分程序：初始化程序： include define uchar unsigned char define uint unsigned int define SPEED 3 uchar col,disrow。 uint word。 uchar code HZ[]。 uchar BUFF[6]。 void loadoneline(void)。 void sendoneline(void)。 發(fā)送部分程序： void sendoneline(void) { char s。uchar inc。 if(col8)inc=0。else inc=1。 for(s=4+inc。s=0+inc。s) { SBUF=two_onebyte(BUFF[s],BUFF[s+1])。 while(!TI)。TI=0。 } } 第4章 顯示驅(qū)動(dòng)程序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。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