【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 譯碼器，非常適合用于高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。只要控制端/E/E2任意一個(gè)為高電平，A、B、C、D任意電平輸入都無(wú)效。/E/E2必須都為低電平才能操作芯片。當(dāng)兩個(gè)選通輸入/E1 和/E2 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(xiě)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(guò)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。 74HC154引腳說(shuō)明：/Y0/Y15：輸出端。 GND：接地。 /E1，/E2：使能輸入端，低電平有效。 AOA3：地址輸入端。 VCC：接電源。74HC154 是4線16線譯碼器/解調(diào)器，其功能為：（1）將4個(gè)二進(jìn)制編碼輸入譯成16個(gè)彼此獨(dú)立的輸出之一。（2）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。（3）輸入箝位二極管簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。（4）與大部分TTL和DTL電路完全兼容。由于點(diǎn)陣系統(tǒng)耗電量較大,如果采用干電池作為L(zhǎng)ED點(diǎn)陣系統(tǒng)的電源，使用干電池需經(jīng)常換電池，不符合節(jié)約型社會(huì)的要求。采用一片LM7805三端穩(wěn)壓器，耗電電流為100Ma左右的電源作為系統(tǒng)電源，功率上可以滿足系統(tǒng)需要，不需要更換電源，并且比較輕便，使用更加安全可靠?；谝陨戏治觯覜Q定采用LM7805三端穩(wěn)壓器電源作為系統(tǒng)電源。 電源電路的設(shè)計(jì)顯示部分是本次設(shè)計(jì)最核心的部分，本設(shè)計(jì)的16*16LED點(diǎn)陣顯示屏通過(guò)四個(gè)8*8LED點(diǎn)陣顯示屏擴(kuò)展而成。 16*16LED顯示屏圖對(duì)于8*8 LED點(diǎn)陣顯示有以下兩種方案：靜態(tài)顯示，將一幀圖像中的每一個(gè)二極管的狀態(tài)分別用0 和1 表示,若為0 ,則表示LED 無(wú)電流,即暗狀態(tài)。若為1 則表示二極管被點(diǎn)亮。若給每一個(gè)發(fā)光二極管一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路,一幅畫(huà)面輸入以后,所LED的狀態(tài)保持到下一幅畫(huà)。對(duì)于靜態(tài)顯示方式,所需的譯碼驅(qū)動(dòng)裝置很多,引線多而復(fù)雜,成本高,且可靠性也較低。動(dòng)態(tài)顯示，對(duì)一幅畫(huà)面進(jìn)行分割,對(duì)組成畫(huà)面的各部分分別顯示,是動(dòng)態(tài)顯示方式。動(dòng)態(tài)顯示方式,可以避免靜態(tài)顯示的問(wèn)題。但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng),易造成亮度低,閃爍問(wèn)題。因此合理的設(shè)計(jì)既應(yīng)保證驅(qū)動(dòng)電路易實(shí)現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定,無(wú)閃爍。動(dòng)態(tài)顯示采用多路復(fù)用技術(shù)的動(dòng)態(tài)掃描顯示方式, 復(fù)用的程度不是無(wú)限增加的, 因?yàn)槔脛?dòng)態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫(huà)面的實(shí)質(zhì)是利用了人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時(shí)間的長(zhǎng)短, 發(fā)光的亮度等因素。通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 當(dāng)掃描刷新頻率(發(fā)光二極管的停閃頻率)為50Hz, 發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)間≥1m s 時(shí), 顯示亮度較好, 無(wú)閃爍感。 由于靜態(tài)顯示方式,所需的譯碼驅(qū)動(dòng)裝置很多,引線多而復(fù)雜,成本高,且可靠性也較低。而動(dòng)態(tài)顯示可以避免靜態(tài)顯示的問(wèn)題，只是在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意合理的設(shè)計(jì)既應(yīng)保證驅(qū)動(dòng)電路易實(shí)現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定,無(wú)閃爍。且動(dòng)態(tài)顯示易于制作和理解，又能鞏固所學(xué)知識(shí)，達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的目標(biāo)，所以我采用動(dòng)態(tài)顯示。在結(jié)構(gòu)上，單基色8*8的點(diǎn)陣屏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。 把行列總線接在單片機(jī)的I/O口，然后把掃描代碼送人總線，就可以得到顯示的漢字了。若將LED點(diǎn)陣的行列端口全部直接接入AT89C51單片機(jī)，則需要使用32條I/O口，這樣會(huì)造成I/O資源的耗盡，系統(tǒng)也再無(wú)擴(kuò)充的余地。因此，將LED點(diǎn)陣的16條行線接兩片74HC595輸出端引腳上，列選掃描信號(hào)是由416線譯碼器74HC154來(lái)選擇控制，節(jié)約了很多I/O口資源，方便于系統(tǒng)擴(kuò)展。 漢字顯示原理以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。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)镻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。 16行16列的點(diǎn)陣組成顯示圖依照這個(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?，F(xiàn)在有很多現(xiàn)成的漢字字模生成軟件，軟件打開(kāi)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，把所需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到我們的程序中即可。 LED顯示屏是將發(fā)光二極管按行按列布置的，驅(qū)動(dòng)時(shí)也就按行按列驅(qū)動(dòng)。在掃描驅(qū)動(dòng)方式下可以按行掃描按列控制，當(dāng)然也可以按列掃描按行控制。LED顯示屏現(xiàn)多采用多塊88點(diǎn)陣顯示單元拼接而成。本文就是使用4塊SBM1388型號(hào)的實(shí)驗(yàn)?zāi)K組成1616點(diǎn)陣，以滿足漢字顯示的要求。88 LED點(diǎn)陣是最基本的點(diǎn)陣顯示模塊，理解了88 LED點(diǎn)陣的工作原理就可以基本掌握LED點(diǎn)陣顯示技術(shù)。8，： 88點(diǎn)陣LED外觀及引腳圖 88點(diǎn)陣LED等效電路圖從圖中（本圖的LED陣列采用共陽(yáng)的接法）可以看出，88點(diǎn)陣共需要64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上。要實(shí)現(xiàn)顯示圖形或字體，只需考慮其顯示方式，通過(guò)編程控制各顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng)LED陽(yáng)極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點(diǎn)的亮滅。當(dāng)采用按行掃描按列控制的驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，LED顯示屏8行的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。行驅(qū)動(dòng)器一行的行線連接到電源的一端，列驅(qū)動(dòng)器一列的列線連接到電源的另一端。應(yīng)用時(shí)還應(yīng)在各條行線或列線上接上限流電阻。掃描中控制電路將行線的1到 8輪流接通高電位，使連接到各該行的全部LED器件接通正電源，但具體那一個(gè)LED導(dǎo)通，還要看它的負(fù)電源是否接通，這就是列控制的任務(wù)了。當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一列置0電平，則相應(yīng)的二極管就亮；反之則不亮。例如：如果想使屏幕左上角LED點(diǎn)亮，左下角LED熄滅的話，在掃描到第一行時(shí)，第一列的電位就應(yīng)該為低，而掃描到第八行時(shí)第一列的電位就應(yīng)該為高。這樣行線上只管一行一行的輪流導(dǎo)通，列線上進(jìn)行通斷控制，實(shí)現(xiàn)了行掃描列控制的驅(qū)動(dòng)方式。 以上就是1616點(diǎn)陣LED電子顯示屏系統(tǒng)硬件部分的各功能模塊分述，經(jīng)過(guò)合理的設(shè)計(jì)論證后和就可以整體結(jié)合在一起，再根據(jù)設(shè)計(jì)配備好各元器件實(shí)物，通過(guò)組裝后等在單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器里放入編制好的程序即可成為一個(gè)完整的應(yīng)用系統(tǒng)。4系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 主程序設(shè)計(jì)主程序中，同一幀的反復(fù)掃描次數(shù)的設(shè)定，決定了顯示移動(dòng)的速度，延時(shí)程序至關(guān)重要，如果刷新速率設(shè)置不當(dāng)，就會(huì)有閃爍感，這樣會(huì)影響視覺(jué)效果。在顯示過(guò)程中，多采用掃描方式，利用人眼的視覺(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)。開(kāi)始初始化調(diào)用顯示程序調(diào)用數(shù)據(jù)指針是否顯示完否是 主程序流程圖 設(shè)計(jì)思路，首先是頭文件設(shè)置，然后對(duì)硬件電路中用到的單片機(jī)端口進(jìn)行初始化定，確定緩存字節(jié)量大小，顯示六個(gè)字符，每個(gè)字符32個(gè)字節(jié)。另外還有漢字字模部分，延遲時(shí)間設(shè)置，顯示次數(shù)和周期，顯示程序設(shè)計(jì)。 子程序設(shè)計(jì)開(kāi)始設(shè)1幀顯示時(shí)間設(shè)片選及數(shù)據(jù)指針查漢字上部數(shù)據(jù)及顯示查漢字下部數(shù)據(jù)及顯示延時(shí)1ms1幀時(shí)間是否到結(jié)束是否顯示完漢字否是否是關(guān)顯示并調(diào)整指針 子程序流程圖延時(shí)子程序，協(xié)調(diào)字符顯示速度：void delayXms(uchar ms) // 延時(shí)毫秒@12M,ms最大值255 { uchar i。 while(ms) for(i = 0。 i 124。 i++)。 }LED點(diǎn)陣顯示子程序:void delayXms(uchar ms)；void main(){ uchar base=0。 //在bmp地址中移動(dòng)，從0 到 rows 15,每次加2，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)效果// uchar cur=0。 //顯示base位置以后的一個(gè)字符寬度，16列,每列16bit uchar tmp=0。 //臨時(shí)變量 uchar rows=sizeof(bmp)。 // ,單,片,機(jī),仿,真共6個(gè)字符塊，每個(gè)16*16，共rows=96列 uchar col=0。 //列選線 SCON = 0x00。 //串口工作模式0；移位寄存器方式 MR=1。 while(1) { for(base=0。base=rows。base=base+2) { for(tmp=0。tmp5。tmp++) //每個(gè)字塊顯示5次 { for(col=0。col16。col++) { E1=0。 //開(kāi)154移位 MR=0。 //清理行輸出，將移位寄存器的數(shù)據(jù)清0 MR=1。 ST_CP=0。 //上升沿 ST_CP=1。 SBUF=bmp[base+col*2]。 while(TI==0)。 //等待發(fā)送完畢 T1 = 0。 SBUF=bmp[base+col*2+1]。 while(TI==0)。 //等待發(fā)送完畢 T1 = 0。 P1=col。 //列控制 ST_CP=0。 //上升沿 ST_CP=1。 delayXms(2)。 //顯示2ms } } } }}5 基于Proteus的系統(tǒng)仿真 Proteus軟件簡(jiǎn)要介紹 Proteus 是英國(guó)Labcenter公司開(kāi)發(fā)的電路分析與實(shí)物仿真軟件。它運(yùn)行于Windows操作系統(tǒng)上，可以仿真，分析(SPICE)各種模擬器件和集成電路，該軟件的特點(diǎn)是：。具有模擬電路仿真、數(shù)字電路仿真、單片機(jī)及其外圍電路組成的系統(tǒng)的仿真、RS232動(dòng)態(tài)仿真、I2C調(diào)試器、SPI調(diào)試器、鍵盤(pán)和LCD系統(tǒng)仿真的功能；有各種虛擬儀器，如示波器、邏輯分析儀、信號(hào)發(fā)生器等。目前支持的單片機(jī)類(lèi)型有：ARM7(LPC21xx)、 8051/52系列、AVR系列、PIC10/12/16/18系列、HC11系列以及多種外圍芯片。在硬件仿真系統(tǒng)中具有全速、單步、設(shè)置斷點(diǎn)等調(diào)試功能，同時(shí)可以觀察各個(gè)變量、寄存器等的當(dāng)前狀態(tài)，因此在該軟件仿真系統(tǒng)中，也必須具有這些功能；同時(shí)支持第三方的軟件編譯和調(diào)試環(huán)境，如Keil C51 uVisionMPLAB等軟件?？傊?，該軟件是一款集單片機(jī)和SPICE分析于一身的仿真軟件，功能極其強(qiáng)大。Proteus與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)外圍電路或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況，也能仿真單片機(jī)CPU的工作情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過(guò)程和結(jié)果。從某種意義上講Proteus仿真， X 16LED漢字滾動(dòng)顯示屏的設(shè)計(jì)己運(yùn)用Proteus軟件仿真實(shí)現(xiàn)，本系統(tǒng)就是在該軟件仿真環(huán)境下進(jìn)行設(shè)計(jì)研發(fā)的，仿真結(jié)果與實(shí)際結(jié)果差別較小，操作靈活。雖然本設(shè)計(jì)只使用了一塊16 X 16 LED點(diǎn)陣，電路簡(jiǎn)單，但是己經(jīng)包涵了LED漢字滾動(dòng)顯示屏的電路基本原理、基本程序和Proteus軟件仿真，只要擴(kuò)展單片機(jī)的I/O接口，并增加一些LED點(diǎn)陣和相關(guān)芯片，就能設(shè)計(jì)出更大面積、更多花樣的LED顯示屏。 本設(shè)計(jì)是以單片機(jī)為核心，設(shè)計(jì)時(shí)采用Keil ，實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能，在研究階段硬件部分在Proteus 7 professional環(huán)境下進(jìn)行仿真。Keil Software公司推出的51系列兼容單片機(jī)C語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，即8051開(kāi)發(fā)工具套件，具有編輯、編譯、鏈接、定位、庫(kù)管理、HEX文件創(chuàng)建、仿真調(diào)試等多種功能，并支持匯編、PL/M等多種語(yǔ)言，Proteus軟件使用戶(hù)僅用一臺(tái)PC在純軟件環(huán)境中完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試。目前Proteus支持805AVR、 PIC等多種單片機(jī)，系統(tǒng)庫(kù)中包含有大量的模擬、數(shù)字、光電和機(jī)電類(lèi)元器件，系統(tǒng)還提供了多種虛擬儀器，用Keil C開(kāi)發(fā)