【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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(lái)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(lái)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(méi)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(wú)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(gòu)性，沒(méi)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(lái)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(guò)程中，多采用掃描方式，利用人的視覺(jué)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(jué)。LED點(diǎn)陣顯示屏采用1616共256個(gè)象素的點(diǎn)陣，通過(guò)萬(wàn)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(wú)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(lái)選擇控制，這樣一來(lái)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。考慮到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(kù)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(kù)中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來(lái)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(wú)論顯示何種字體或圖像， 都可以用這個(gè)方法來(lái)分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。 不過(guò)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(wú)擴(kuò)充的余地。 實(shí)際應(yīng)用中我們使用416線譯碼器74LS154來(lái)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(méi)有上拉電阻，*8的排阻上拉。 如沒(méi)有排阻， 1/8w電阻。為提供負(fù)載能力，接16個(gè)2n5551的NPN三極管驅(qū)動(dòng)。列方向則由4—16譯碼器74LS154完成掃描。同樣，驅(qū)動(dòng)部分則是16個(gè)2N5401的三極管完成的。電路的供電為一片LM7805三端穩(wěn)壓器，耗電電流為100Ma左右。 采用一塊12*20cm的萬(wàn)能電路板，應(yīng)當(dāng)選用質(zhì)量好些的發(fā)光管，（否則有壞點(diǎn)現(xiàn)象， 更換起來(lái)較麻煩）首先將256個(gè)發(fā)光管插入電路板，注意插入方向，同時(shí)使高度一致，行方向直接焊接起來(lái)， 列方向則搭橋架空焊接，完成后用萬(wàn)用表測(cè)試一下如有不亮的更換掉。 然后找一個(gè)電腦硬盤的數(shù)據(jù)線， 截取所需的長(zhǎng)度，分別將行，列線引出至電路的相關(guān)管腳即可。原理圖為了簡(jiǎn)潔，故只畫出了示意圖，行列方向只畫出了2個(gè)三極管，屏幕只畫出4個(gè)發(fā)光管， 實(shí)際上發(fā)光管為256只，三極管行列方向各16只，一共32只。焊接過(guò)程認(rèn)真仔細(xì)一天時(shí)間即可完成全部制作。將程序編譯后燒寫入89C51, 插入40pin Ic座，即可看到屏幕顯示：“萬(wàn)方科技學(xué)院”。當(dāng)然，你可將程序的漢字代碼部分更換為您所需要的代碼即可顯示你所需要的漢字例如：輸入“寶”寶(16x16,V)0x88,0x00, 0x70,0x03, 0x24,0x02, 0x34,0x46, 0x2C,0x4A, 0x24,0x52, 0xA6,0x62, 0x67,0xFE, 0x24,0xC2, 0x25,0x62, 0x26,0x7E, 0x24,0x5A, 0x2C,0x4A, 0x30,0x06, 0x20,0x02, 0x40,0x01,寶(16x16,H)0x82,0x00, 0x41,0x01, 0x7F,0xFE, 0x50,0x04, 0x88,0x08, 0x3F,0xF8, 0x03,0x20, 0x01,0x40, 0x01,0x80, 0x1F,0xF8, 0x03,0x60, 0x05,0x30, 0x09,0x38, 0x11,0x24, 0x7F,0xFE, 0x40,0x01, 元件清單：表2 名稱數(shù)量規(guī)格4．7k 1/8w32電阻*8排阻1 2n555116小功率NPN三極管led2563mm白發(fā)紅高亮度22P2瓷片電容10uf/50v1電解電容100uf/25v2電解電容AT89C511或