【文章內(nèi)容簡介】 小系統(tǒng)電路，包括：電源、時鐘脈沖、復位電路和程序存儲器設定電路，暫時只是顯示很少的幾十個漢字，不用外擴存儲器。 時鐘脈沖電路 AT89C51單片機芯片內(nèi)部設有一個反向放大器所構成的振蕩器，其最高時鐘脈沖頻率已經(jīng)達到了24MHz ， AT89C51的兩個引腳XTAL1和XTAL2（即118腳）分別為振蕩電路的輸入端和輸出端，只要連接到簡單的石英振蕩晶體的2個管腳即可，同時晶體的2個管腳也要用30pF的電容耦合到地。 復位電路 89C51的復位引腳（RESET）是第9腳，當此引腳連接高電平超過2個機器周期，即可產(chǎn)生復位的動作。以24MHz的時鐘脈沖為例，兩個機器周期為1181。S，因此，在第9腳上連接一個2μS的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復位動作。最簡單的硬件電路接法就是用一個電阻，一個電容和一個開關就構成可靠的復位電路[8]，電阻一般選擇10K，電容一般選擇10181。F，具體電路如（）所示： 通電瞬間復位電路 程序及數(shù)據(jù)存儲器設定 因為單片機內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器[6]只有128 Byte，非常有限，運行大一點的程序就顯得捉襟見肘，而且程序存儲器空間也只有4K，大一點的程序就存儲不下，尤其是在存儲漢字點陣信息的時候，每個漢字32Byte，程序也只有不到1KB的容量了。 在這時候必須外接存儲器來擴展，那單片機怎么知道我們當前使用的是內(nèi)部程序存儲器還是外部程序存儲器呢？所以就需要設定單片機是使用外部程序存儲器還是內(nèi)部程序存儲器，89C51把31腳設定為此功能，如果把31腳接地，則采用外部程序存儲器，如果把31腳接VCC，則默認采用內(nèi)部程序存儲器。我們暫時只是顯示幾十個漢字研究原理，所以僅僅用內(nèi)部存儲器就足夠了，所以把31腳接高電位，就僅僅使用內(nèi)部的4K程序存儲空間。如（）所示。但是在現(xiàn)實大屏幕顯示應用中，一般要擴展ROM，比如24C08（8K的E2PROM），因為大量的數(shù)據(jù)是有電腦傳送過來的，每個單片機只是負責自己控制的一行字符，這些數(shù)據(jù)是要隨時更新的，采用ROM可以隨時更新內(nèi)容，而且一般的顯示程序優(yōu)化以后的代碼4K也夠用了。 89C51的基本外部電路 列驅動電路 每個漢字需要4個8*8的LED點陣，要想實現(xiàn)8行掃描驅動，上下2行只使用了1個74HC595接到LED點陣模塊上，而每個漢字是按照16*16取模，所以需要2個74HC595來驅動一個漢字，我的電路設計的是8個漢字，所以需要8*2=16個74HC595來實現(xiàn)8行掃描顯示。設計好的列驅動電路的部分如下（）所示： 列驅動部分電路圖 串入并出移位寄存器74HC595 列驅動電路由集成電路74HC595構成。它具有一個8位串入并出的移位寄存器和一個8位輸出鎖存器，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨立的，可以實現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達到數(shù)據(jù)準備的目的。 74HC595外形及內(nèi)部邏輯結構74HC595的外形及內(nèi)部結構如（）所示。它的輸入端有8個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。引腳SI是串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SCK是移位寄存器的移位時鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個數(shù)據(jù)輸入最低位。移位后的各位信號出現(xiàn)在各移位寄存器的輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。RCK是輸出鎖存器的輸入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出輸入到輸出鎖存器。引腳G是輸出三態(tài)門的開放信號，只有當其為低時鎖存器的輸出才開放，否則輸出端為高阻狀態(tài)。SCLR信號是移位寄存器的清0輸入端，當其為低時移位寄存器的輸出全部為0。由于SCK和RCK兩個信號是互相獨立的，所以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。芯片的輸出端為QA～QH，最高位QH可作為多片74HC595級聯(lián)應用時向上一級的級聯(lián)輸出。但因QH受輸出鎖存器輸入控制，所以還從輸出鎖存器前引出了QH’，作為與移位寄存器完全同步的級聯(lián)輸出。（25℃），可以達到21MHz以上的時鐘頻率，而我們采用的89S51的時鐘頻率只有24MHz，串口方式0的時鐘頻率只有fosc/12=2MHz，所以74HC595完全勝任；由于74HC595輸出高電平時每個管腳的驅動電流只有20mA，而每個LED發(fā)光管的驅動電流也是20mA，要是8個發(fā)光管同時輪流點亮的時候瞬間電流必定大于20mA，所以我們采用是采用吸收電流的方式直驅LED發(fā)光管。 行驅動電路 本設計采用的是行驅動電路，主要是將輸入的信號通過3/8譯碼器譯碼后，再通過TIP127擴流以驅動LED點亮，然后再進行行掃描來達到動態(tài)顯示的目的。 電路的設計89S51單片機P2口低4位輸出的3條行選信號和2條使能信號，通過74LS244八位數(shù)據(jù)緩沖器，經(jīng)緩沖調整后，再將數(shù)據(jù)送往3/8譯碼器74LS138譯碼的輸入端，生成8條行選通信號線，接入一10K的電阻，再接入TIP127的基極，當TIP127導通后再去驅動對應的行LED顯示。其硬件電路如（）所示： 74LS138譯碼擴流電路 3—8線譯碼器74LS138 我們前面的列驅動電路里面只是用了單片機的串口跟P3口，還剩下P0口以及P1口可以直接接到8個LED的行選端，但是為了整個大屏幕方便以后擴展控制，以及防止直接驅動損壞單片機以及隔離外界干擾信號，所以使用了74LS138這個3—8譯碼器作為行選通的芯片。 74LS138譯碼器的引腳圖，邏輯圖及真值表如下（）、（）所示： 74LS138的外部引腳圖以及內(nèi)部原理圖 3線8線譯碼器74LS138的真值表由上看以看出，只要在信號輸入端A，B，C輸入特定組合的0的組合序列，就可以在輸出端輪只有一個流輸出低電壓0，這樣我們就可以有選擇的控制行電路。 大電流達林頓管TIP127 TIP127是一種大功率的PNP型達林頓管，其主要目的在于LED的列驅動電路做擴流作用。我們知道按每一LED器件20mA電流計算，64（8*8）個LED同時點亮時，所以選用TIP127作為驅動管，它的最大工作電流可達10A，所以不需要加散熱既可穩(wěn)定工作。它的原理圖如下（）所示： TIP127的內(nèi)部原理圖 位數(shù)據(jù)緩沖器74LS244