【文章內(nèi)容簡介】 硬件概述整個(gè)電路由單片機(jī) 89C51，8 個(gè) 74LS373，1 個(gè) 74HC154，1 個(gè) 74LS138,4個(gè) 1616的 LED。該電路所設(shè)計(jì)的電子屏可顯示多個(gè)漢字，需要 4個(gè) 1616 LED點(diǎn)陣模塊，可組成 1664的條形點(diǎn)陣。AT89C51是 一 種 帶 4KB 可 編 程 可 擦 除 只 讀 存 儲(chǔ) 器 的 低 電 壓 ， 高 性 能 微 處理 器 ， 俗 稱 單 片 機(jī) 。 單 片 機(jī) 的 可 擦 除 只 讀 存 儲(chǔ) 器 可 以 反 復(fù) 擦 除 100 次 。 該器 件 采 用 ATMEL 高 密 度 非 易 失 存 儲(chǔ) 器 制 造 技 術(shù) 制 造 ， 與 工 業(yè) 標(biāo) 準(zhǔn) 的 MCS51指 令 集 和 輸 出 管 腳 相 兼 容 。 由 于 將 多 功 能 8 位 CPU 和 閃 爍 存 儲(chǔ) 器 組 合 在 單個(gè) 芯 片 中 ， ATMEL 的 AT89C51 是 一 種 高 效 微 控 制 器 ， AT89C2051 是 它 的 一 種精 簡 版 本 。 AT89C51 單 片 機(jī) 為 很 多 嵌 入 式 控 制 系 統(tǒng) 提 供 了 一 種 靈 活 性 高 且 價(jià)廉 的 方 案 。 AT89C51 引 腳 即 外 觀 如 圖 所 示 。13 / 35圖 AT89C51的管腳圖譯 碼 器 是 組 合 邏 輯 電 路 的 一 個(gè) 重 要 的 器 件 ， 74LS138 的 輸 出 是 低 電 平 有效 ， 故 實(shí) 現(xiàn) 邏 輯 功 能 時(shí) ， 輸 出 端 不 可 接 或 門 及 或 非 門 ， 74LS138 與 前 面 不同 ， 其 有 使 能 端 ， 故 使 能 端 必 須 加 以 處 理 ， 否 則 無 法 實(shí) 現(xiàn) 需 要 的 邏 輯 功 能 。發(fā) 光 二 極 管 點(diǎn) 亮 只 須 使 其 正 向 導(dǎo) 通 即 可 ， 根 據(jù) LED 的 公 共 極 是 陽 極 還 是 陰極 分 為 兩 類 譯 碼 器 ， 即 針 對 共 陽 極 的 低 電 平 有 效 的 譯 碼 器 ； 針 對 共 陰 極LED 的 高 電 平 輸 出 有 效 的 譯 碼 器 。74LS373是低功耗肖特基 TTL8D鎖存器，內(nèi)有 8個(gè)相同的 D型(三態(tài)同相)鎖存器，由兩個(gè)控制端(11 腳 G或 EN；1 腳 OUT、CONT、OE)控制。當(dāng) OE接地時(shí)，若 G為高電平，74LS373 接收由 PPU輸出的地址信號；如果 G為低電平，則將地址信號鎖存。工作原理：74LS373 的輸出端 O0—O7可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE為低電平時(shí)，O0—O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng) OE為高電平時(shí)，O0—O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 當(dāng)鎖存允許端 LE為高電平時(shí)，O 隨數(shù)據(jù)D而變。當(dāng) LE為低電平時(shí)，O 被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。7 4LS373 引 腳 即 外觀 如 圖 所 示圖 74LS373引腳圖14 / 3574HC154為 4 線－12 線譯碼器，當(dāng)選通端（ GG2）均為低電平時(shí)，可將地址端（ABCD）的二進(jìn)制 編碼在一個(gè)對應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。若將 G1 和 G2 中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端，由 ABCD 對輸出尋址， 還可作 1 線－16 線數(shù)據(jù)分配器。工作環(huán)境溫度為 0～70℃，對社會(huì)的要求非常適合。 LED,50 年 前 人 們 已 經(jīng) 了 解 半 導(dǎo) 體 材 料 可 產(chǎn) 生 光線 的 基 本 知 識(shí) ， 第 一 個(gè) 商 用 二 極 管 產(chǎn) 生 于 1960 年 。 LED 是 英 文 light emitting diode（ 發(fā) 光 二 極 管 ） 的 縮 寫 ， 它 的 基 本 結(jié) 構(gòu) 是 一 塊 電 致 發(fā) 光 的 半導(dǎo) 體 材 料 ， 置 于 一 個(gè) 有 引 線 的 架 子 上 ， 然 后 四 周 用 環(huán) 氧 7 樹 脂 密 封 ， 即 固體 封 裝 ， 所 以 能 起 到 保 護(hù) 內(nèi) 部 芯 線 的作 用 ， 所 以 LED 的 抗 震 性 能 好 該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時(shí)，由單片機(jī)取出第一行需要顯示的內(nèi)容經(jīng)延時(shí)一段時(shí)間后再進(jìn)行下一行點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的顯示。需要注意的是，每次只能選通一行數(shù)據(jù)，即要通過不斷的逐行掃描來實(shí)現(xiàn)漢字或字符的顯示。 1616LED 點(diǎn)陣顯示制作 1616LED 點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理以 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。即國家標(biāo)準(zhǔn)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。這里我們以“高”字說明，如圖 。15 / 35圖 16*16LED漢字顯示用 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。一般把它拆分為上部和下部，上部由 816點(diǎn)陣組成，下部也由 816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 p00—p07口。方向?yàn)?p00到 p07 ,顯示漢字“高”時(shí),p02 點(diǎn)亮,由上往下排列,為 滅， 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 p01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，p20 點(diǎn)亮，為二進(jìn)制 00000010，即 16進(jìn)制 ，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“高”的掃描代碼為：02h，00h，01h, 04h,0FFh,0FEh, 00h, 00h，1Fh,0F0h, 10h, 10h, 10h, 10h, 1Fh,0F0h，00h, 04h, 7Fh,0FEh, 40h, 04h, 4Fh,0E4h，48h, 24h, 48h, 24h, 4Fh,0E4h, 40h, 0Ch。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，就不必自己去畫表格算代碼了。 用 88LED點(diǎn)陣構(gòu)成 1616LED點(diǎn)陣Proteus中只有 57和 88等 LED點(diǎn)陣，并沒有 1616LED點(diǎn)陣，而在實(shí)際應(yīng)用中，要良好地顯示一個(gè)漢字，則至少需要 1616點(diǎn)陣。下面我們就首先介紹使用 88點(diǎn)陣構(gòu)建 1616點(diǎn)陣的方法，并構(gòu)建一塊 1616LED點(diǎn)陣，用于本例的顯示任務(wù)。首先，從 “MATRIX8X8RED”元器件，并將四塊該元器件放入 Proteus文檔區(qū)編輯窗口中。此時(shí)需要注意,如果該元器件保持初始的位置（沒有轉(zhuǎn)動(dòng)方向），我們要首先將其左轉(zhuǎn) 90176。，使其水平放置，那么此時(shí)它的左面 8個(gè)引腳是其行線，右邊 8個(gè)引腳是其列線（當(dāng)然，如果你是將右轉(zhuǎn)，則右邊 8個(gè)引腳是行線）。然后我們將四個(gè)元器件對應(yīng)的行線和列線分別16 / 35進(jìn)行連接，使每一條行線引腳接一行 16個(gè) LED，列線也相同。并注意要將行線和列線引出一定長度的引腳，以便下面我們使用。連接好的 1616點(diǎn)陣如圖 所示。成如上圖的 1616點(diǎn)陣只是第一步，這樣分開的數(shù)塊并不能達(dá)到好的顯示效果,下面我們要將其進(jìn)一步組合。組合實(shí)際上很簡單，首先選中如上圖中右側(cè)的兩塊 88點(diǎn)陣，然后拖動(dòng)并使其與左側(cè)的兩塊相并攏，如圖 。圖 可以看到原來的連線已經(jīng)自動(dòng)隱藏了，至于線上的交點(diǎn)，我們不要去動(dòng)。然后，我們再來最后一步，選中下側(cè)的兩塊點(diǎn)陣，并拖動(dòng)使其與上側(cè)的兩塊并攏,最后的效果如圖 。看到,原來雜亂的連線現(xiàn)在已經(jīng)幾乎全部隱藏了，一塊 1616的 LED點(diǎn)陣做成了。需要注意，做成的 LED點(diǎn)陣的行線為左側(cè)的16個(gè)引腳，下側(cè)的 16個(gè)引腳為其列線，而且其行線為高電平有效，列線為低電平有效。然后，我們將其保存，以便以后使用。圖 點(diǎn)陣模塊組合17 / 35圖 P0 口 ： P0 口 是 一 組 8 位 漏 極 開 路 型 雙 向 I/O 口 ， 也 即 地 址 /數(shù) 據(jù) 總 線復(fù) 制 用 口 ， 作 為 輸 入 口 時(shí) ， 每 位 能 吸 收 電 流 的 方 式 驅(qū) 動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏 輯 門 電路 ， 對 端 口 寫 入 “1 可 作 為 高 阻 抗 輸 入 端 用 。 在 訪 問 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 或 程 序存 儲(chǔ) 器 時(shí) ， 這 組 口 線 分 時(shí) 轉(zhuǎn) 換 地 址 （ 低 8 位 ） 和 數(shù) 據(jù) 總 線 復(fù) 用 ， 在 訪 問 期激 活 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 。 在 Flash 編 程 時(shí) ， PO 口 接 收 指 令 節(jié) ， 而 在 程 序 校 檢 時(shí) ，輸 出 指 令 字 節(jié) ， 校 檢 時(shí) ， 要 求 外 接 上 拉 電 阻 。 P1 口 ： P1 口 是 一 個(gè) 帶 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 的 8 位 雙 向 I/O 口 ， P1 的 輸 出緩 沖 級 可 驅(qū) 動(dòng) （ 吸 收 或 輸 出 電 流 ） 4 個(gè) TTL 邏 輯 門 電 路 。 對 端 口 寫 “1”，通 過 內(nèi) 部 的 上 拉 電 阻 把 端 口 拉 到 高 電 平 ， 此 時(shí) 可 作 輸 入 口 ， 作 輸 入 口 時(shí) ， 因?yàn)?內(nèi) 部 存 在 上 拉 電 阻 ， 某 個(gè) 引 腳 被 外 部 信 號 拉 低 時(shí) 會(huì) 輸 出 一 個(gè) 電 流I。 Flash 編 程 和 程 序 校 檢 期 間 ， P1 接 收 低 8 位 地 址 。P2 口 :P2 口 是 一 個(gè) 帶 內(nèi) 部 上 拉 電 阻 的 8 位 雙 向 I/O 口 ， P1 的 輸 出 緩 沖級 可 驅(qū) 動(dòng) （ 吸 收 或 輸 出 電 流 ） 4 個(gè) TTL 邏 輯 門 電 路 。 對 端 口 寫 “1”， 通 過內(nèi) 部 的 上 拉 電 阻 把 端 口 拉 到 高 電 平 ， 此 時(shí) 可 作 輸 入 口 ， 作 輸 入 口 時(shí) ， 因 為 內(nèi)部 存 在 上 拉 電 阻 ， 某 個(gè) 引 腳 被 外 部 信 號 拉 低 時(shí) 會(huì) 輸 出 一 個(gè) 電 流 I。 在 訪 問外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) 器 或 16 位 地 址 的 外 部 數(shù) 據(jù) 存 儲(chǔ) （ 例 如 執(zhí) 行 MOVX@DPTR 指 令 ）時(shí) ， P2 口 送 出 高 8 位 地 址 數(shù) 據(jù) 。 在 訪 問 8