【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ，當(dāng)采用行掃描列控制的驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，從H1到Hm輪流將高電位接通各行線，使連接到各行的LED器件接通正電源，但具體哪一個(gè)LED導(dǎo)通，還要看它的負(fù)電源是否接通，這就是列控制所要完成的工作。例如在LED顯示屏上需要LED 11熄滅，LED21點(diǎn)亮，那么當(dāng)掃描到H1行時(shí)，L1列的電位就應(yīng)該為高:當(dāng)掃描到H2行時(shí)，L1列的電位就應(yīng)該為低。根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同，LED大屏幕顯示方式可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示兩種。靜態(tài)顯示是指將一幅畫面輸入以后要保持到下一幅畫面的輸入。動(dòng)態(tài)顯示是指將畫面分為若干部分分別進(jìn)行刷新。靜態(tài)顯示每一個(gè)像素需要一套驅(qū)動(dòng)電路，如果顯示屏為n*m個(gè)像素屏，則需要n*m套驅(qū)動(dòng)電路。動(dòng)態(tài)掃描顯示則采用多路復(fù)用技術(shù)，如果是P路復(fù)用的話，則每P個(gè)像素需一套驅(qū)動(dòng)電路，n*m個(gè)像素僅需n*m/p套驅(qū)動(dòng)電路。另外，對(duì)于靜態(tài)顯示方式，需要較多的譯碼驅(qū)動(dòng)裝置，需要的引線也比較多。對(duì)于動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，可以避免以上不足，但是容易造成顯示亮度低、屏幕閃爍等問題。在實(shí)際的LED大屏幕顯示中，很少有采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的。LED發(fā)光器件的數(shù)量巨大，不宜使用靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)電路。掃描驅(qū)動(dòng)電路一般采用多行的同名列驅(qū)動(dòng)器。行驅(qū)動(dòng)器一行的行線連到電源的一端，列驅(qū)動(dòng)器一列的列線連接到電源的另一端。當(dāng)行驅(qū)動(dòng)選中第I行，列驅(qū)動(dòng)選中第J列時(shí)，對(duì)應(yīng)的LED器件根據(jù)列驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行顯示，控制電路負(fù)責(zé)有序的選通各行。在選通每一行之前還要把該行各列的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備好。一旦該行選通，這一行上的LED發(fā)光器件就可以根據(jù)列數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。在本設(shè)計(jì)中LED點(diǎn)陣顯示模塊采用動(dòng)態(tài)掃描方式顯示，下圖是列掃描的LED點(diǎn)陣顯示的驅(qū)動(dòng)接口，要顯示一個(gè)清楚的漢字要求要4塊1088BS組成。顯示兩個(gè)漢字就需要8塊，對(duì)于組成一個(gè)16*16的點(diǎn)陣就要求把每?jī)蓚€(gè)行列組合。其中行方向接在P1和P2口，考慮負(fù)載能力，接16個(gè)2n5551的PNP三極管驅(qū)動(dòng)。列方向則由兩片416譯碼器74L154完成掃描。同樣的驅(qū)動(dòng)部分是由32個(gè)2N5041的三極管完成的，如圖27漢字的顯示電路。 圖27漢字的顯示電路按列掃描時(shí)。動(dòng)態(tài)顯示方式的列驅(qū)動(dòng)電流大，而行驅(qū)動(dòng)電流小，最大電流計(jì)算有以下公式： 行驅(qū)動(dòng)電流=列數(shù)*平均工作電流 列驅(qū)動(dòng)電流=行數(shù)*行驅(qū)動(dòng)電流由上式可以知道，列驅(qū)動(dòng)電流大于保護(hù)能夠驅(qū)動(dòng)電流的倍數(shù)等于顯示點(diǎn)陣的列數(shù)，所以列的三極管要有大電流輸出的晶體管。LED顯示屏作為單獨(dú)顯示硬件，具有能夠?qū)⑼鈦頂?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成漢字（或者圖形）顯示出來。這個(gè)過程由硬件驅(qū)動(dòng)程序完成控制和實(shí)現(xiàn)。顯示過程是這樣的：首先控制顯示屏的單片機(jī)接受LED屏主控微機(jī)傳來的數(shù)據(jù)，下來，主孔程序?qū)?shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成屏幕顯示的圖形，儲(chǔ)存起來。在按照掃描的順序與屏幕對(duì)應(yīng)的關(guān)系，將存儲(chǔ)的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成掃描內(nèi)容，在將數(shù)據(jù)輸出到控制單個(gè)的LED模塊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，最后掃描鎖存器中的數(shù)據(jù)。刷新屏幕，我們把行列總線接在單片機(jī)的I0口，然后把上面分析到掃描代碼送入總線，就可以得到顯示漢字。但是在設(shè)計(jì)中每次顯示兩個(gè)漢字，由于一共用到16行，32列，如果全部接到89C52單片機(jī)，一共需用48條IO口，這樣就造成IO資源不夠使用。就得擴(kuò)展系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)功能。點(diǎn)陣顯示屏每個(gè)單元由8個(gè)8*8點(diǎn)陣LED顯示模塊，行信號(hào)選擇P1口、P2口，行驅(qū)動(dòng)器組成。列信號(hào)選擇譯碼器74L16列驅(qū)動(dòng)器組成。8個(gè)8*8點(diǎn)陣LED顯示模塊組成一個(gè)16*32的LED點(diǎn)陣，用于同時(shí)顯示2個(gè) 16*16點(diǎn)陣漢字字符或數(shù)字。單元顯示屏可以接受來自控制器或者上一級(jí)顯示單元模塊傳輸下來的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化的再傳輸?shù)较乱患?jí)顯示模塊單元中，因此顯示板可擴(kuò)展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容，顯示屏控制系統(tǒng)由顯示控制器和LED點(diǎn)陣顯示屏組成，控制系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)框圖見圖2—8顯示框圖NPN行驅(qū)動(dòng)NPN行驅(qū)動(dòng)AT89C528*8LED1,23,48*8LED1,23,4PNP列驅(qū)動(dòng)兩片譯碼器74LS154圖2—8顯示框圖 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)由于一般的公交車報(bào)站的數(shù)量都比較大，一般每站顯示的漢字都有二三十個(gè)，那么總共的漢字就有幾百個(gè)漢字。這樣系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)空間就要求好幾K。所以必須擴(kuò)展一片E2PROM來存儲(chǔ)漢字。這片E2PROM必須滿足漢字存儲(chǔ)容量要求。我們選擇AT24C64芯片作為本系統(tǒng)的外部擴(kuò)展E2PROM芯片，它的地址空間滿足本次設(shè)計(jì)的要求。使用I2C總線擴(kuò)展以達(dá)到簡(jiǎn)化電路，提高系統(tǒng)可靠性的目的。 內(nèi)存擴(kuò)展電路AT24C64是一個(gè)64K位的支持I2C數(shù)據(jù)總線傳送協(xié)議的串行E2PROM?？捎秒姴脸?、可編程、自定義寫周期（可編程、擦除100萬次）的串行E2PROM。一般采用的兩種寫入方式。一種是字節(jié)寫入方式、另一種是頁寫入方式，具有32字節(jié)的數(shù)據(jù)的頁面寫能力。其管腳排列和功能描述如圖29 AT24C64管腳排列和功能描述：管腳名稱功能A0、AA2器件地址選擇SDA串行數(shù)據(jù)地址SCL串行時(shí)鐘WP寫保護(hù)Vcc6V—+Vss接地圖29 AT24C64管腳排列和功能描述管腳功能描述：1) SCL：串行時(shí)鐘這是一個(gè)輸入管腳，用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘。2） SDL：串行數(shù)據(jù)\地址這是一個(gè)雙向傳輸端，用于所有地址和數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收。對(duì)于一般的數(shù)據(jù)傳輸，僅在SCL為低期間SDA才允許變化。在SCL為高期間變化，留給指示START和STOP條件。3） A0(CE0)、A1(CE1)、A2（CE2），器件地址輸入端這些輸入端用于多個(gè)器件級(jí)聯(lián)時(shí)設(shè)置器件地址，當(dāng)這些管腳懸空時(shí)默認(rèn)值為0. A0、AA2不需片選，可任意接，本設(shè)計(jì)A0接VCC,A1和A2接地。4） WP:寫保護(hù)如果WP管腳接到VCC,所有內(nèi)容被寫保護(hù)（處于只讀狀態(tài)）。當(dāng)WP管腳連接到VSS或者懸空，允許器件進(jìn)行正常的讀寫功能。通過控制WP管腳，就可以進(jìn)行正常的顯示數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，并在系統(tǒng)使用中可以將WP管腳接到VCC從而達(dá)到保護(hù)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的作用。由于AT24C64的容量為8KB,已經(jīng)滿足本設(shè)計(jì)的容量要求，所以本系統(tǒng)只需滿足擴(kuò)展一片AT24C64芯片。AT24C64的WP管腳是寫保護(hù)，設(shè)計(jì)中接到VSS管腳（以此滿足設(shè)計(jì)中此模塊的工作任務(wù)）。允許進(jìn)行正常的讀寫操作。由于只擴(kuò)展一片AT24C6A0、AA2不需片選，可任意接，本設(shè)計(jì)A0接VCC,A1和A2接地。6腳SCL時(shí)鐘接I2C總線時(shí)鐘線（）；5腳SDL數(shù)據(jù)線接I2C總線數(shù)據(jù)線（）。如圖210 AT89C52與AT24C64的接口電路：圖210 AT89C52與AT24C64的接口電路發(fā)送AT24C64的地址。從地址的高4位D7—D4固定為1010，接下來的D3—D1為器件的片選地址。本次設(shè)計(jì)A0接高電平，AA2接低電平，所以D3—，“1”表示對(duì)AT24C64進(jìn)行讀操作，“0”表示對(duì)AT24C64進(jìn)行寫操作。因此本設(shè)計(jì)中AT24C64的地址位是1010001X。 存儲(chǔ)器的組織以及運(yùn)行分析存儲(chǔ)器的的組織：AT24C64內(nèi)部分為32頁，每頁256個(gè)字節(jié)，故需要13位地址對(duì)其內(nèi)部字節(jié)進(jìn)行尋址。運(yùn)行方式：對(duì)于時(shí)鐘和數(shù)據(jù)傳輸，串行數(shù)據(jù)IO端SDA一般需要設(shè)置外部上拉電阻以達(dá)到使其處于高電平。加到SDA的數(shù)據(jù)只有在串行時(shí)鐘SCL對(duì)于低電平的時(shí)鐘周期內(nèi)可以改變。當(dāng)串行時(shí)鐘SCL處于高電平時(shí)，SDA的數(shù)據(jù)變化用于指示起始或停止?fàn)顟B(tài)。起始狀態(tài)：當(dāng)SCl為高電平時(shí)，SDA由高電平變到低電平則處于起始狀態(tài)，起始狀態(tài)應(yīng)該處于其他任何命令之前。停止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)SCl為高電平時(shí)，SDA由低平變到高電平則處于低功耗的備用方式（Standby Mode）。應(yīng)答信號(hào)：應(yīng)答信號(hào)是由接收數(shù)據(jù)的器件發(fā)出的。當(dāng)EEPROM接收完成一個(gè)寫入數(shù)據(jù)之后，會(huì)在SDA上發(fā)一個(gè)“0”應(yīng)答信號(hào)ACK信號(hào)。ACK信號(hào)在第九個(gè)時(shí)鐘周期出現(xiàn)。a) 讀寫操作過程AT24C64在進(jìn)入起始狀態(tài)之后，需要一個(gè)8位的器件地址字去啟動(dòng)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫操作。其器件地址為10 10 A2 A1 A0 R\。AAA0為硬件布線地址，AT24C6不用硬件布線地址，故這三位就用于內(nèi)部頁面尋址。AT24C6的字節(jié)地址為：真正地址=( A2 A1 A0)*28+字地址；R\W為讀寫選擇位，當(dāng)其為1時(shí)，執(zhí)行讀操作，為0時(shí)執(zhí)行寫操作。1)字節(jié)寫這種寫方式只執(zhí)行一個(gè)字節(jié)的寫入，在起始狀態(tài)中，首先寫入8位的起始地址，則芯片會(huì)產(chǎn)生一個(gè)“0”信號(hào)ACK；隨后，接著寫入8位數(shù)據(jù)，在接到數(shù)據(jù)后，芯片又產(chǎn)生一個(gè)“0”信號(hào)ACK作為應(yīng)答，到此為止，完成了一個(gè)字節(jié)的寫過程，故此在SDA產(chǎn)生一個(gè)停止?fàn)顟B(tài)，這是外部寫過程。在這個(gè)過程中控制芯片的單片機(jī)應(yīng)在芯片的SCL、SDA斷入恰當(dāng)?shù)男盘?hào)。當(dāng)然在一個(gè)字節(jié)的寫過程結(jié)束時(shí)，單片機(jī)應(yīng)以停止?fàn)顟B(tài)結(jié)束寫過程，這時(shí)，芯片進(jìn)入內(nèi)部定時(shí)的寫周期，以便把接受的數(shù)據(jù)寫入到存儲(chǔ)單元中。在芯片的內(nèi)部寫周期中，其所有輸入被屏蔽，同時(shí)不響應(yīng)外部直到寫周期完成。這是內(nèi)部寫過程，這個(gè)過程大約需要10ms時(shí)間，內(nèi)部寫過程處于停止?fàn)顟B(tài)余下一次起始狀態(tài)之間。 2）現(xiàn)行地址讀：在上一次讀\寫操作完成之后，芯片內(nèi)部字地址計(jì)數(shù)器會(huì)加一，產(chǎn)生現(xiàn)行地址，只要沒有執(zhí)行讀、寫操作，這個(gè)現(xiàn)行地址就會(huì)在芯片保持接電的期間一直保存，一旦器件地址選中芯片，并且有R\W=1，則在芯片的應(yīng)答信號(hào)ACK把讀出的現(xiàn)行地址的數(shù)據(jù)輸出?，F(xiàn)行地址的數(shù)據(jù)輸出時(shí)，就由單片機(jī)一位一位接收，接收后，單片機(jī)不用發(fā)出應(yīng)答信號(hào)ACK“0”電平，但應(yīng)保證發(fā)出停止?fàn)顟B(tài)的信號(hào)以結(jié)束現(xiàn)行地址讀操作。3）隨機(jī)讀：隨機(jī)讀和現(xiàn)行地址讀的最大區(qū)別在于，隨機(jī)都會(huì)執(zhí)行一個(gè)偽寫入過程，以把字地址裝入EEPROM芯片中，然后執(zhí)行讀出。顯然，隨機(jī)讀有兩個(gè)步驟：第一，執(zhí)行偽寫入——把字地址送入EEPROM，以選擇需讀的字節(jié)；第二，執(zhí)行讀出——根據(jù)字地址讀出對(duì)應(yīng)的內(nèi)容。當(dāng)EEPROM芯片接收了字地址及器件地址時(shí)，在芯片產(chǎn)生應(yīng)答信號(hào)之后，單片機(jī)必須再產(chǎn)生一個(gè)起始狀態(tài)，執(zhí)行現(xiàn)行地址讀，這是單片機(jī)再發(fā)出器件地址并且令R\W=1，則EEPROM應(yīng)答器件地址，并行輸出被讀數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)讀出是單片機(jī)執(zhí)行一位一位接收，接收完畢，單片機(jī)不用發(fā)“0”應(yīng)答信號(hào)ACK，但必須產(chǎn)生停止?fàn)顟B(tài)以結(jié)束隨機(jī)讀過程。 串行通信電路的設(shè)計(jì) 外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序可以對(duì)系統(tǒng)提供訪問外圍設(shè)備的接口，把操作系統(tǒng)(軟件)和外圍設(shè)備(硬件)分離開來。當(dāng)外圍設(shè)備改變的時(shí)候，只需更換相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序，不必修改操作系統(tǒng)的內(nèi)核以及運(yùn)行在操作系統(tǒng)中的軟件。智能儀器一般都設(shè)有通信接口，以便實(shí)現(xiàn)程序