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正文內(nèi)容

基于單片機(jī)的led顯示器論文(編輯修改稿)

2024-07-20 14:18 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 255與單片機(jī)系統(tǒng)連接方式簡(jiǎn)單,工作方式由程序設(shè)定,圖36為8255的引腳圖。 圖36 8255的引腳圖 圖37 8255的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖8255內(nèi)部有4個(gè)寄存器:分別為寄存器A、B、C和控制寄存器。A、B、C寄存器的數(shù)據(jù)就是引腳PA7~PA0、PB7~PB0、PC7~PC0上輸入或輸出的數(shù)據(jù)。而控制寄存器的數(shù)據(jù)則表明PA、PB、PC的工作方式。通過CS、A0、ARD和WR對(duì)4個(gè)寄存器進(jìn)行操作。 1) CS為低電平時(shí)選通8255;2) AA0為地址選通;3) RD和WR為讀、寫信號(hào):RD為低、WR為高時(shí)為讀方式,RD為高、WR為低時(shí)為寫方式。4)D0~D7為數(shù)據(jù)口。 向控制寄存器寫入不同的數(shù)據(jù)可以使8255工作在三種不同的方式下。這里只介紹應(yīng)用最多的方式0。方式0下8255的PA、PB及PC口上半部分(PC7~PC4)和下半部分(PC3~PC0)中任何一個(gè)端口都可以設(shè)定為輸入或輸出,PC口還可以進(jìn)行位操作。 鍵盤模塊設(shè)計(jì)鍵盤、狀態(tài)顯示模塊:為了使軟件編程簡(jiǎn)單,本設(shè)計(jì)利用可編程芯片8255。PA口接按鍵,PC口則用于控制狀態(tài)顯示所用LED點(diǎn)陣。每個(gè)按鍵都通過一個(gè)10K的上拉電阻接電源+Vcc,按鍵的另一端接地。當(dāng)有鍵按下時(shí),與該鍵相連的PA口的相應(yīng)位變?yōu)榈碗娖?,單片機(jī)檢測(cè)到該變化后即轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵處理程序,同時(shí)在程序中點(diǎn)亮LED點(diǎn)陣。 圖38 鍵盤電路 LED的特點(diǎn)以及常用的參數(shù)LED是一種固體光源,當(dāng)它兩端加上正向電壓,半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子發(fā)生復(fù)合,放出的過剩能量將引起光子發(fā)射。采用不同的材料,可制成不同顏色的發(fā)光二極管。作為一種新的光源,近年來各大公司和研究機(jī)構(gòu)對(duì)LED的研究方興未艾,使其光效得以大大提高,飛利浦與Agilent的合資公司目前已研發(fā)并生產(chǎn)出光效達(dá)到171M/W的白色LED,已達(dá)到白熾燈的水平。和白熾燈的相比較,LED在性能上具有很多優(yōu)點(diǎn),見下表: 表1 白熾燈與白色LED的性能比較 項(xiàng) 目 LED 白 熾 燈色溫 (K)3000—10000 25003000 光效 (1K/W) 15 15 反應(yīng)速度(181。s) 100000 沖擊電流010倍額定電流 耐壓擊性很 強(qiáng)易 斷 裂 壽命(h) >2000 <1000隨著對(duì)LED研究的進(jìn)一步深入,其光效將進(jìn)一步得到提高,而其成本將一步下降,在不久的將來LED取代白熾燈甚至熒光燈而發(fā)展成21世紀(jì)的一種主要的照明光源將成為一種趨勢(shì)。新的光源呼喚新的電子鎮(zhèn)流器,飛利浦照明電子在致力研發(fā)新的LED的同時(shí),已于近年在全球各大開發(fā)中心開始了LED驅(qū)動(dòng)電路的研究,在此研發(fā)領(lǐng)域已占據(jù)了世界領(lǐng)先的地位。LED的電壓和電流的匹配。 I(mA) U(V) 圖39 LED的電壓和電流LED 的正向伏安特性所以,LED伏安特性的數(shù)字模型可用下式表示VF = Vturn – on + RsIF + (ΔVF/ΔT)(T 25℃)其中,Vturn on是LED的啟動(dòng)電壓Rs 表示伏安曲線的斜率T 環(huán)境溫度ΔVF/ΔT 是LED正向電壓的溫度系數(shù),對(duì)于多數(shù)LED而言典型值為2V/℃。從LED的伏安曲線及數(shù)字模型看,LED在正向?qū)ê笃湔螂妷旱募?xì)小變動(dòng)將引起LED電流的很大變化,并且,環(huán)境溫度,LED老化時(shí)間等因素也將改變影響LED的電氣性能。而LED的光輸出直接與LED電流相關(guān),所以LED驅(qū)動(dòng)電路在輸入電壓和環(huán)境溫度等因素發(fā)生變動(dòng)的情況下最好能控制LED電流的大小。否則,LED的光輸出將隨輸入電壓和溫度等因素變化而變化,并且,若LED電流失控,LED長(zhǎng)期工作在大電流下將影響LED的可靠性和壽命,并有可能失效。(LED :Light Emitting Diode)已日趨在固體顯示中占主導(dǎo)地位。LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展,是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來是:高亮度、工作電壓低、功耗小、小型化而與集成電路匹配,目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色LED。而藍(lán)色和純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。從顯示方面講,LED可以顯示文字、數(shù)字(數(shù)碼管),也可以顯示圖形圖象(LED矩陣模塊),從應(yīng)用方面,LED顯示即可以用于室內(nèi)環(huán)境,也可以用于室外環(huán)境。 LED電子顯示屏隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展,各種新型信息媒體,信息相關(guān)設(shè)備及手段不斷涌現(xiàn)。LED電子顯示屏由于具有所顯內(nèi)容信息量大,外形美觀大方,操作方便靈活,是近年來得到廣泛應(yīng)用的重要信息設(shè)備,大致有以下幾類:(1)、條形顯示屏 該系列可用于顯示文字、表格、符號(hào)和簡(jiǎn)單圖形等,控制系統(tǒng)體積較小,嵌入在顯示屏替內(nèi)部,一般采用紅色高亮度點(diǎn)陣模塊,表面可外履深紅色遮光薄膜,適用于多種場(chǎng)合發(fā)布通知、廣告等信息。(2)、圖文顯示屏 該產(chǎn)品主要用計(jì)算機(jī)控制,具有處理速度快、存儲(chǔ)容量大等特點(diǎn),適合顯示面積較大的圖文信息,可適時(shí)顯示系統(tǒng)當(dāng)前日歷、時(shí)間、文件等,被廣泛運(yùn)用在商場(chǎng)、街道、廣場(chǎng)、車站等人群或流動(dòng)量大的場(chǎng)合。(3)、256級(jí)灰度視頻顯示屏該系列具有256級(jí)灰度控制功能,使沒種基色可達(dá)256種顏色,圖象顯示細(xì)膩、柔和、顏色豐富、層次感強(qiáng)等特點(diǎn)。該系列顯示屏可顯示真彩色圖象、電腦動(dòng)畫和電視機(jī)、錄象機(jī)、影碟機(jī)等視頻節(jié)目信息,圖象清晰穩(wěn)定,無噪點(diǎn)和閃爍感。本設(shè)計(jì)用的顯示屏為256級(jí)灰度視頻顯示屏。漢字顯示屏廣泛應(yīng)用與汽車報(bào)站器,廣告屏等。本文介紹一種實(shí)用的漢字顯示屏的制作,考慮到電路元件的易購性,沒有使用8*8的點(diǎn)陣發(fā)光管模塊,而是直接使用了256個(gè)高量度發(fā)光管,組成了16行16列的發(fā)光點(diǎn)陣。同時(shí)為了降低制作難度, 僅作了一個(gè)字的輪流顯示,實(shí)際使用時(shí)可根據(jù)這個(gè)原理自行擴(kuò)充顯示的字?jǐn)?shù)。 LED電子顯示屏顯示字符原理下圖所示為單基色8*8的點(diǎn)陣屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖310 單基色8*8的點(diǎn)陣屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖圖311 LED顯示屏內(nèi)部電路從結(jié)構(gòu)上可知,它的每一列共用一根列線,每一行共用一根行線。當(dāng)相應(yīng)的行接高電平,列接低電平時(shí),對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管被點(diǎn)亮。通常情況下,一塊8*8像素的LED顯示屏是不能用來顯示一個(gè)漢字的,因此,按照其原理結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展為16*16,就足以顯示一個(gè)完整的漢字。在顯示過程中,多采用掃描方式,利用人的視覺暫停效應(yīng),只要刷新速率不小于25幀/秒,就不會(huì)有閃爍的感覺。LED點(diǎn)陣顯示屏采用1616共256個(gè)象素的點(diǎn)陣,通過萬用表檢測(cè)發(fā)光二極管的方法測(cè)試判斷出該點(diǎn)陣的引腳分布,如圖312所示。16帶方框的為列-帶圈的為行+15141312910321117654114131211109155431762816圖312 LED點(diǎn)陣顯示屏底視圖我們把行列總線接在單片機(jī)的IO口,然后把上面分析到的掃描代碼送人總線,就可以得到顯示的漢字了。但是若將LED點(diǎn)陣的行列端口全部直接接入89C51單片機(jī),則需要使用32條IO口,這樣會(huì)造成IO資源的耗盡,系統(tǒng)也再無擴(kuò)充的余地。因此,我們?cè)趯?shí)際應(yīng)用中只是將LED點(diǎn)陣的16條行線直接接在P0口和P2口,至于列選掃描信號(hào)則是由416線譯碼器74HC154來選擇控制,這樣一來列選控制只使用了單片機(jī)的4個(gè)IO口,節(jié)約了很多IO資源,為單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)充使用功能提供了條件??紤]到P0口必需設(shè)置上拉電阻, kΩ排電阻作為上拉電阻。 漢字顯示的原理我們以UCDOS中文宋體字庫為例,每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國(guó)標(biāo)漢字庫中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素,而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字, 也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。圖313 16行16列的點(diǎn)陣組成顯示圖用8位的AT89C51單片機(jī)控制, 由于單片機(jī)的總線為8位,一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分。 一般我們把它拆分為上部和下部,上部由8*16點(diǎn)陣組成, 下部也由8*16點(diǎn)陣組成。在本例中單片機(jī)首先顯示的是左上角的第一列的上半部分,即第0列的p00p07口。方向?yàn)閜00到p07 ,顯示漢字“大”時(shí),p05點(diǎn)亮,由上往下排列, 滅, 滅, 滅, 滅, 亮, 滅, 滅。即二進(jìn)制00000100,轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制為 04h.。上半部第一列完成后,繼續(xù)掃描下半部的第一列,為了接線的方便,我們?nèi)栽O(shè)計(jì)成由上往下掃描,即從p27向p20方向掃描,從上圖可以看到,這一列全部為不亮, 即為00000000,16進(jìn)制則為00h。 然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列,仍為p05點(diǎn)亮,為00000100,即16進(jìn)制04h.這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分的掃描,p21點(diǎn)亮,為二進(jìn)制00000010,即16進(jìn)制02h. 依照這個(gè)方法,繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描,一共掃描32個(gè)8位, 可以得出漢字“大”的掃描代碼為:04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,04H04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08H04H,04H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H由這個(gè)原理可以看出, 無論顯示何種字體或圖像, 都可以用這個(gè)方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。 不過現(xiàn)在有很多現(xiàn)成的漢字字模生成軟件, 我們就不必自己去畫表格算代碼了。軟件打開后輸入漢字,點(diǎn)“檢取”,十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動(dòng)生成,把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到我們的程序中即可。圖314 漢字字模生成界面我們把行列總線接在單片機(jī)的i0口,然后把上面分析到的掃描代碼送入總線, 就可以得到顯示的漢字了。 在這個(gè)例子里,由于一共用到16行,16列, 如果將其全部接入89C51單片機(jī), 一共使用32條io口,這樣造成了io資源的耗盡,系統(tǒng)也再無擴(kuò)充的余地。 實(shí)際應(yīng)用中我們使用416線譯碼器74LS154來完成列方向的顯示。 而行方向16條線則接在p0口和p2口。電路中行方向由p0口和p2口完成掃描,由于p0口沒有上拉電阻,*8的排阻上拉。 如沒有排
點(diǎn)擊復(fù)制文檔內(nèi)容
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