【文章內(nèi)容簡介】 ，采用片內(nèi)振蕩方式。 時鐘電路圖 復位電路復位電路的基本功能是：系統(tǒng)上電時提供復位信號，直至系統(tǒng)電源穩(wěn)定后，撤銷復位信號。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關(guān)或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位。本設(shè)計采用簡易的上電復位電路，主要由電阻R1，R2，電容C1，按鍵開關(guān)組成，分別接至AT89C51的RST復位輸入端。 復位電路圖 驅(qū)動電路設(shè)計 行驅(qū)動電路設(shè)計 為節(jié)省I/O口資源，方便于擴展，行驅(qū)動電路采用串口輸入。本設(shè)計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15個TTL的負載。該器件包含一個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型存儲器。移位寄存器和存儲器分別由獨立的時鐘提供信號。移位寄存器內(nèi)置直接清零，串行輸入和用于級聯(lián)的串行輸出功能。時鐘的上升沿觸發(fā)移位寄存器和存儲器。如果同一個時鐘提供信號，則移位寄存器的狀態(tài)必須比存儲器提前一個脈沖信號。74HC595的主要優(yōu)點是具有數(shù)據(jù)存儲寄存器，在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在串行速度慢的場合很有用處，數(shù)碼管顯示不會產(chǎn)生閃爍感。74HC595有很多功能，在點陣顯示中用到的串行輸入并行輸出是其中的一個功能，是通過寄存器選擇的。對于動態(tài)顯示，行掃描主要處理字模，需要把整個字的字模都打入到595芯片，通過595來處理，通過子模各個位的移動來實現(xiàn)要顯示的字。在LED點陣顯示屏中，74HC595 的主要作用應該為：（1）驅(qū)動，CMOS的74HC595 驅(qū)動LED點陣顯示屏沒有問題。（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）多個級聯(lián)，可以很方便的用于更大的LED點陣屏驅(qū)動。 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個段。Q739。: 級聯(lián)輸出端，它可接下一個595的SI端。/MR：主復位端，低電平有效位端，低點平時將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。SHCP：移位寄存器時鐘輸入，上升沿時數(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：存儲寄存器時鐘輸入，上升沿時移位寄存器的數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)存儲寄存器，下降沿時存儲寄存器數(shù)據(jù)不變。通常將RCK置為低電平，當移位結(jié)束后，在RCK端產(chǎn)生一個正脈沖，更新顯示數(shù)據(jù)。/OE：低電平時輸出，高電平時禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機的引腳不緊張，用一個引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時省力。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)動電路設(shè)計列驅(qū)動電路的選擇如果采取并口輸入，會占用大量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器的譯碼器。只要控制端/E/E2任意一個為高電平，A、B、C、D任意電平輸入都無效。/E/E2必須都為低電平才能操作芯片。當兩個選通輸入/E1 和/E2 為低時, 它可將4 個二進制編碼的輸入譯成16 個互相獨立的輸出之一。實現(xiàn)解調(diào)功能的辦法是：用4 個輸入線寫出輸出線的地址，使得在一個選通輸入為低時數(shù)據(jù)通過另一個選通輸入。當任何一個選通輸入是高時，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個二進制編碼輸入譯成16個彼此獨立的輸出之一。（2）將數(shù)據(jù)從一個輸入線分配到16個輸出的任意一個而實現(xiàn)解調(diào)功能。（3）輸入箝位二極管簡化了系統(tǒng)設(shè)計。（4）與大部分TTL和DTL電路完全兼容。 電源模塊設(shè)計由于點陣系統(tǒng)耗電量較大,如果采用干電池作為LED點陣系統(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 點陣式LED漢字顯示屏設(shè)計 點陣式LED顯示屏設(shè)計顯示部分是本次設(shè)計最核心的部分，本設(shè)計的16*16LED點陣顯示屏通過四個8*8LED點陣顯示屏擴展而成。 16*16LED顯示屏圖對于8*8 LED點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二極管的狀態(tài)分別用0 和1 表示,若為0 ,則表示LED 無電流,即暗狀態(tài)。若為1 則表示二極管被點亮。若給每一個發(fā)光二極管一個驅(qū)動電路,一幅畫面輸入以后,所LED的狀態(tài)保持到下一幅畫。對于靜態(tài)顯示方式,所需的譯碼驅(qū)動裝置很多,引線多而復雜,成本高,且可靠性也較低。動態(tài)顯示，對一幅畫面進行分割,對組成畫面的各部分分別顯示,是動態(tài)顯示方式。動態(tài)顯示方式,可以避免靜態(tài)顯示的問題。但設(shè)計上如果處理不當,易造成亮度低,閃爍問題。因此合理的設(shè)計既應保證驅(qū)動電路易實現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定,無閃爍。動態(tài)顯示采用多路復用技術(shù)的動態(tài)掃描顯示方式, 復用的程度不是無限增加的, 因為利用動態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實質(zhì)是利用了人眼的暫留效應和發(fā)光二極管發(fā)光時間的長短, 發(fā)光的亮度等因素。通過實驗發(fā)現(xiàn), 當掃描刷新頻率(發(fā)光二極管的停閃頻率) 為50Hz, 發(fā)光二極管導通時間≥1m s 時, 顯示亮度較好, 無閃爍感。 由于靜態(tài)顯示方式,所需的譯碼驅(qū)動裝置很多,引線多而復雜,成本高,且可靠性也較低。而動態(tài)顯示可以避免靜態(tài)顯示的問題，只是在設(shè)計時應注意合理的設(shè)計既應保證驅(qū)動電路易實現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定,無閃爍。且動態(tài)顯示易于制作和理解，又能鞏固所學知識，達到畢業(yè)設(shè)計的目標，所以我采用動態(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的點陣屏每一列共用一根列線，每一行共用一根行線。當相應的行接高電平，列接低電平時，對應的發(fā)光二極管被點亮。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漢字的，因此，按照其原理結(jié)構(gòu)進行擴展為16*16，就足以顯示一個完整的漢字。在顯示過程中，多采用掃描方式，利用人的視覺暫停效應，只要刷新速率不小于25幀/秒，就不會有閃爍的感覺。LED點陣顯示屏采用1616共256個象素的點陣，通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點陣的引腳分布。 把行列總線接在單片機的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點陣的行列端口全部直接接入AT89C51單片機，則需要使用32條I/O口，這樣會造成I/O資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余地。因此，將LED點陣的16條行線接兩片74HC595輸出端引腳上，列選掃描信號是由416線譯碼器74HC154來選擇控制，節(jié)約了很多I/O口資源，方便于系統(tǒng)擴展。 漢字顯示原理以UCDOS中文宋體字庫為例，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。即國標漢字庫中的每一個字均由256點陣來