【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，采用片內(nèi)振蕩方式。 時(shí)鐘電路圖 復(fù)位電路復(fù)位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時(shí)提供復(fù)位信號(hào)，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)。為可靠起見(jiàn)，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時(shí)才撤銷(xiāo)復(fù)位信號(hào)，以防電源開(kāi)關(guān)或電源插頭分合過(guò)程中引起的抖動(dòng)而影響復(fù)位。本設(shè)計(jì)采用簡(jiǎn)易的上電復(fù)位電路，主要由電阻R1，R2，電容C1，按鍵開(kāi)關(guān)組成，分別接至AT89C51的RST復(fù)位輸入端。 復(fù)位電路圖 驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 行驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 為節(jié)省I/O口資源，方便于擴(kuò)展，行驅(qū)動(dòng)電路采用串口輸入。本設(shè)計(jì)電路中行方向由兩片74HC595完成掃描。74HC595是一款低噪聲、低功耗、高速的COMS移位寄存器，能夠驅(qū)動(dòng)15個(gè)TTL的負(fù)載。該器件包含一個(gè)8位串行輸入，并行輸出的移位寄存器及帶有三態(tài)輸出控制的8位D型存儲(chǔ)器。移位寄存器和存儲(chǔ)器分別由獨(dú)立的時(shí)鐘提供信號(hào)。移位寄存器內(nèi)置直接清零，串行輸入和用于級(jí)聯(lián)的串行輸出功能。時(shí)鐘的上升沿觸發(fā)移位寄存器和存儲(chǔ)器。如果同一個(gè)時(shí)鐘提供信號(hào)，則移位寄存器的狀態(tài)必須比存儲(chǔ)器提前一個(gè)脈沖信號(hào)。74HC595的主要優(yōu)點(diǎn)是具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器，在移位的過(guò)程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在串行速度慢的場(chǎng)合很有用處，數(shù)碼管顯示不會(huì)產(chǎn)生閃爍感。74HC595有很多功能，在點(diǎn)陣顯示中用到的串行輸入并行輸出是其中的一個(gè)功能，是通過(guò)寄存器選擇的。對(duì)于動(dòng)態(tài)顯示，行掃描主要處理字模，需要把整個(gè)字的字模都打入到595芯片，通過(guò)595來(lái)處理，通過(guò)子模各個(gè)位的移動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)要顯示的字。在LED點(diǎn)陣顯示屏中，74HC595 的主要作用應(yīng)該為：（1）驅(qū)動(dòng)，CMOS的74HC595 驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣顯示屏沒(méi)有問(wèn)題。（2）串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出，非常節(jié)約資源，從而可以降低對(duì)處理器的I/O資源的需求量。（3）具有三態(tài)輸出鎖存。 （4）多個(gè)級(jí)聯(lián)，可以很方便的用于更大的LED點(diǎn)陣屏驅(qū)動(dòng)。 74HC595引腳圖 74HC595的真值表 輸入輸出 功能SHCPSTCP/OE/MRDSQ7’QnX X L↓XLNCMR為低電平時(shí)僅影響移位寄存器空移位寄存器到輸出寄存器X↑ LLXLL空移位寄存器到輸出寄存器清空移位寄存器，并行輸出為高阻態(tài)XX HLXLZ清空移位寄存器，并行輸出為高阻態(tài)↑XLHHQ6’NC邏輯高電平移入移位寄存器狀態(tài)0，包含所有的移位寄存器狀態(tài)移入，例如，以前的狀態(tài)為Q6出現(xiàn)在串行輸出位。X↑LHXNCQn移位寄存器的內(nèi)容到達(dá)保持寄存器并從并口輸出↑↑LHXQ6’Qn移位寄存器內(nèi)容移入，先前的內(nèi)容到達(dá)保持寄存器并輸出，其引腳功能為:Q1～Q7: 八位并行輸出端，可以直接控制數(shù)碼管的8個(gè)段。Q739。: 級(jí)聯(lián)輸出端，它可接下一個(gè)595的SI端。/MR：主復(fù)位端，低電平有效位端，低點(diǎn)平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。SHCP：移位寄存器時(shí)鐘輸入，上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位，下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。STCP：存儲(chǔ)寄存器時(shí)鐘輸入，上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器，下降沿時(shí)存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變。通常將RCK置為低電平，當(dāng)移位結(jié)束后，在RCK端產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，更新顯示數(shù)據(jù)。/OE：低電平時(shí)輸出，高電平時(shí)禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機(jī)的引腳不緊張，用一個(gè)引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過(guò)數(shù)據(jù)端移位控制要省時(shí)省力。DS：串行數(shù)據(jù)輸入。SI: 串行數(shù)據(jù)輸入端。Q0：鎖存器輸出端。VCC：接電源。GND：接地。 列驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)列驅(qū)動(dòng)電路的選擇如果采取并口輸入，會(huì)占用大量I/O口資源。而選取串口輸入，I/O口資源使用較少。所以我選用串口輸入。本設(shè)計(jì)中列方向由4—16譯碼器74HC154完成掃描。74HC154是一種單片4 線—16 線譯碼器，非常適合用于高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。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的真值表 輸入選定輸出（L）/E1/E2DCBALLLLLLY0LLLLLHY1LLLLHLY2LLLLHHY3LLLHLLY4LLLHLHY5LLLHHLY6LLLHHHY7LLHLLLY8LLHLLHY9LLHLHLY10LLHLHHY11LLHHLLY12LLHHLHY13LLHHHLY14LLHHHLY15XHXXXXNONEHXXXXXNONE 74HC154引腳圖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引腳圖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。 電源模塊設(shè)計(jì)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。 電源模塊圖 點(diǎn)陣式LED漢字顯示屏設(shè)計(jì) 點(diǎn)陣式LED顯示屏設(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。 LED電子顯示屏顯示字符原理在結(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)