【文章內(nèi)容簡介】 小系統(tǒng)電路，包括：電源、時(shí)鐘脈沖、復(fù)位電路和程序存儲(chǔ)器設(shè)定電路，暫時(shí)只是顯示很少的幾十個(gè)漢字，不用外擴(kuò)存儲(chǔ)器。 時(shí)鐘脈沖電路 AT89C51單片機(jī)芯片內(nèi)部設(shè)有一個(gè)反向放大器所構(gòu)成的振蕩器，其最高時(shí)鐘脈沖頻率已經(jīng)達(dá)到了24MHz ， AT89C51的兩個(gè)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(gè)管腳即可，同時(shí)晶體的2個(gè)管腳也要用30pF的電容耦合到地。 復(fù)位電路 89C51的復(fù)位引腳（RESET）是第9腳，當(dāng)此引腳連接高電平超過2個(gè)機(jī)器周期，即可產(chǎn)生復(fù)位的動(dòng)作。以24MHz的時(shí)鐘脈沖為例，兩個(gè)機(jī)器周期為1181。S，因此，在第9腳上連接一個(gè)2μS的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動(dòng)作。最簡單的硬件電路接法就是用一個(gè)電阻，一個(gè)電容和一個(gè)開關(guān)就構(gòu)成可靠的復(fù)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(fù)位電路 程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)定 因?yàn)閱纹瑱C(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器[6]只有128 Byte，非常有限，運(yùn)行大一點(diǎn)的程序就顯得捉襟見肘，而且程序存儲(chǔ)器空間也只有4K，大一點(diǎn)的程序就存儲(chǔ)不下，尤其是在存儲(chǔ)漢字點(diǎn)陣信息的時(shí)候，每個(gè)漢字32Byte，程序也只有不到1KB的容量了。 在這時(shí)候必須外接存儲(chǔ)器來擴(kuò)展，那單片機(jī)怎么知道我們當(dāng)前使用的是內(nèi)部程序存儲(chǔ)器還是外部程序存儲(chǔ)器呢？所以就需要設(shè)定單片機(jī)是使用外部程序存儲(chǔ)器還是內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，89C51把31腳設(shè)定為此功能，如果把31腳接地，則采用外部程序存儲(chǔ)器，如果把31腳接VCC，則默認(rèn)采用內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。我們暫時(shí)只是顯示幾十個(gè)漢字研究原理，所以僅僅用內(nèi)部存儲(chǔ)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(chǔ)空間。如（）所示。但是在現(xiàn)實(shí)大屏幕顯示應(yīng)用中，一般要擴(kuò)展ROM，比如24C08（8K的E2PROM），因?yàn)榇罅康臄?shù)據(jù)是有電腦傳送過來的，每個(gè)單片機(jī)只是負(fù)責(zé)自己控制的一行字符，這些數(shù)據(jù)是要隨時(shí)更新的，采用ROM可以隨時(shí)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(qū)動(dòng)電路 每個(gè)漢字需要4個(gè)8*8的LED點(diǎn)陣，要想實(shí)現(xiàn)8行掃描驅(qū)動(dòng)，上下2行只使用了1個(gè)74HC595接到LED點(diǎn)陣模塊上，而每個(gè)漢字是按照16*16取模，所以需要2個(gè)74HC595來驅(qū)動(dòng)一個(gè)漢字，我的電路設(shè)計(jì)的是8個(gè)漢字，所以需要8*2=16個(gè)74HC595來實(shí)現(xiàn)8行掃描顯示。設(shè)計(jì)好的列驅(qū)動(dòng)電路的部分如下（）所示： 列驅(qū)動(dòng)部分電路圖 串入并出移位寄存器74HC595 列驅(qū)動(dòng)電路由集成電路74HC595構(gòu)成。它具有一個(gè)8位串入并出的移位寄存器和一個(gè)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(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達(dá)到數(shù)據(jù)準(zhǔn)備的目的。 74HC595外形及內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)74HC595的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如（）所示。它的輸入端有8個(gè)串行移位寄存器，每個(gè)移位寄存器的輸出都連接一個(gè)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(shí)鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個(gè)數(shù)據(jù)輸入最低位。移位后的各位信號(hào)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(hào)，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(hào)，只有當(dāng)其為低時(shí)鎖存器的輸出才開放，否則輸出端為高阻狀態(tài)。SCLR信號(hào)是移位寄存器的清0輸入端，當(dāng)其為低時(shí)移位寄存器的輸出全部為0。由于SCK和RCK兩個(gè)信號(hào)是互相獨(dú)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(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)向上一級(jí)的級(jí)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(jí)聯(lián)輸出。（25℃），可以達(dá)到21MHz以上的時(shí)鐘頻率，而我們采用的89S51的時(shí)鐘頻率只有24MHz，串口方式0的時(shí)鐘頻率只有fosc/12=2MHz，所以74HC595完全勝任；由于74HC595輸出高電平時(shí)每個(gè)管腳的驅(qū)動(dòng)電流只有20mA，而每個(gè)LED發(fā)光管的驅(qū)動(dòng)電流也是20mA，要是8個(gè)發(fā)光管同時(shí)輪流點(diǎn)亮的時(shí)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(qū)LED發(fā)光管。 行驅(qū)動(dòng)電路 本設(shè)計(jì)采用的是行驅(qū)動(dòng)電路，主要是將輸入的信號(hào)通過3/8譯碼器譯碼后，再通過TIP127擴(kuò)流以驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)亮，然后再進(jìn)行行掃描來達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的目的。 電路的設(shè)計(jì)89S51單片機(jī)P2口低4位輸出的3條行選信號(hào)和2條使能信號(hào)，通過74LS244八位數(shù)據(jù)緩沖器，經(jīng)緩沖調(diào)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(hào)線，接入一10K的電阻，再接入TIP127的基極，當(dāng)TIP127導(dǎo)通后再去驅(qū)動(dòng)對應(yīng)的行LED顯示。其硬件電路如（）所示： 74LS138譯碼擴(kuò)流電路 3—8線譯碼器74LS138 我們前面的列驅(qū)動(dòng)電路里面只是用了單片機(jī)的串口跟P3口，還剩下P0口以及P1口可以直接接到8個(gè)LED的行選端，但是為了整個(gè)大屏幕方便以后擴(kuò)展控制，以及防止直接驅(qū)動(dòng)損壞單片機(jī)以及隔離外界干擾信號(hào)，所以使用了74LS138這個(gè)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(hào)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(gè)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(dá)林頓管TIP127 TIP127是一種大功率的PNP型達(dá)林頓管，其主要目的在于LED的列驅(qū)動(dòng)電路做擴(kuò)流作用。我們知道按每一LED器件20mA電流計(jì)算，64（8*8）個(gè)LED同時(shí)點(diǎn)亮?xí)r，所以選用TIP127作為驅(qū)動(dòng)管，它的最大工作電流可達(dá)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