【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 T0） +△ Tg℃ 由式可知，每當(dāng)結(jié)溫升高 10℃ ，則波長(zhǎng)向長(zhǎng)波漂移 1nm，且發(fā)光的均勻性、一致性變差。這對(duì)于作為照明用的燈具光源要求小型化、密集排列以提高單位面積上的光強(qiáng)、光亮度的設(shè)計(jì)尤其應(yīng)注意用散熱好的燈具外殼或?qū)ｉT(mén)通用設(shè)備 ，以 確保 LED 長(zhǎng)期工作。 LED 驅(qū)動(dòng)方式 LED 的恒流驅(qū)動(dòng) 由 LED 的特性可知，其 PN 結(jié) 施加正向電壓時(shí)，流過(guò)的正向電流將使 LED 發(fā)光。 14 且電流與光強(qiáng)基本成正比。因此 LED 的驅(qū)動(dòng)就是提供正向偏置和控制電流。通常采用直流驅(qū)動(dòng) 和 恒流驅(qū)動(dòng)。 直流驅(qū)動(dòng)就是通過(guò)穩(wěn)態(tài)電源，經(jīng)限流電阻為 LED 提供電流的方法。這種方法雖然簡(jiǎn)單，但是不能在 LED 屏上使用。這是因?yàn)?LED 正向特性陡峭，加上元件參數(shù)的離散性，即使相同的電源，相同的限流電阻，每個(gè) LED 的電流也不相同，表現(xiàn)為 LED 的亮度不均，而且這種方法不易調(diào)節(jié)每個(gè) LED 的亮度，所以無(wú)法標(biāo)識(shí)圖像信息。 圖 27 LED的恒流驅(qū)動(dòng)原理 采用恒流驅(qū)動(dòng)基本上克服了 LED 參數(shù)的離散性的影響。圖 27表示用三極管進(jìn)行恒流驅(qū)動(dòng)的原理圖，可以看出， LED 的導(dǎo)通 電流，與 LED 無(wú)關(guān)，取決于外參數(shù)。 LED 的正向電流： If = Ltcecc R UUV ?? （式 ） 其中 ： Vcc為電壓電源， Ut 為 LED 開(kāi)啟電壓 Uce 為三級(jí)管飽和壓降， RL 為負(fù)載電阻 由公式可知外部電阻的離散性，以及三極管的參數(shù)離散性對(duì)電流還是有一些影響的。要保證電流的一致性，要求這些元件的參數(shù)有很好的一致性。 LED 的脈沖驅(qū)動(dòng)方式 點(diǎn)亮 LED 可以采用靜態(tài)的方式，也可以采用脈沖方式的恒流驅(qū)動(dòng)。靜態(tài)時(shí) LED得到持續(xù)穩(wěn)定的導(dǎo)通電流，其亮度是恒定的。而在脈沖方式時(shí)， LED 的亮度感覺(jué)由一連串的亮度脈沖構(gòu)成，頻率太低時(shí)有閃爍現(xiàn)象。根據(jù)人眼的視覺(jué)惰性，當(dāng) LED 的點(diǎn)亮脈沖頻率大于 120Hz 時(shí)，將看到持續(xù)穩(wěn)定的平均亮度。所以在 LED 屏上點(diǎn)亮 LED 的脈沖頻率必須大于 120Hz。 15 圖 28 脈沖驅(qū)動(dòng)電流與靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的關(guān)系 由 LED 特性已知， LED 的發(fā)光強(qiáng)度正比于其正向?qū)娏?，而平均亮度則正比于脈沖電流和占空比（ 式 ）?？梢栽诓怀^(guò)最大耗散功率和電流的前提下，以短脈沖大電流驅(qū)動(dòng)方式獲得與靜態(tài)直流驅(qū)動(dòng)方式相同的亮度，脈沖電流的平均值應(yīng)與靜態(tài)值相等（式 ），見(jiàn)圖 28。 就是說(shuō)，脈沖越窄，電流峰值 IL 越大（式 ） L ∝ IF L ∝ IL TTON （式 ） I = ?T tit0 *1= IF （式 ） IL =ONTT IF （式 ） 采用窄脈沖大電流的驅(qū)動(dòng)方式，主要的優(yōu)點(diǎn)是可以在同等亮度的情況下，用較少的驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)更多的 LED，所以 LED 屏上經(jīng)常采用 1/ 1/ 1/16 分行掃描方式以降低驅(qū)動(dòng)電路的成本 ， 但是不能超過(guò) LED 的最大功耗和最大脈沖允許電流。 此外由以上公式可知一個(gè)重要結(jié)論，假設(shè)公式 中的 IL 就是 LED 的最大正向電流 IF 那么得到公式 。 它 表明 LED 的亮度可以通過(guò)占空比調(diào)節(jié)。 L ∝ IF TTON （式 ） 所以，脈沖驅(qū)動(dòng)的另一個(gè)重要應(yīng)用就是用占空比調(diào)節(jié) 亮度 。 LED 顯示屏在采用脈沖恒流驅(qū)動(dòng)時(shí)，充分利用了人眼的視覺(jué)惰性和運(yùn)動(dòng)感覺(jué)。當(dāng)顯示穩(wěn)定的、連續(xù)的、無(wú)閃爍的動(dòng)態(tài)圖象時(shí)，要求幀刷新率 fv? 30Hz，點(diǎn)亮頻率 fp? 120Hz。所以，當(dāng) 30 幀 16 刷新頻率時(shí)每幀時(shí) 間內(nèi)至少要點(diǎn)亮 4 次。 60 幀時(shí)，每幀時(shí)間內(nèi)至少點(diǎn)亮 2 次。新的打散算法則突破了 這 一概念，掃描次數(shù)是動(dòng)態(tài)的，大于 120 次 /秒。 17 第 3章 單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89 系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 AT89 系列單片機(jī)是 ATMEL公司的 8位 Flash單片機(jī)系列，這個(gè)系列單片機(jī)的最大特點(diǎn)是在片內(nèi)含有 Flash 存儲(chǔ)器。因此 ,應(yīng)用十分廣泛 , 特別是在便攜式省電及特殊信息保存的儀器和系統(tǒng)中顯得更為有用 。 AT89 系列單片機(jī)是以 8051為 核構(gòu)成的 ， 所以 ， 它和 8051系列單片 機(jī) 的引腳和指令 是兼容的 。 這個(gè)系列對(duì)于以 8051為基礎(chǔ)的系統(tǒng)來(lái)說(shuō) ， 是十分容易進(jìn)行取代的 ， 故對(duì)于熟悉 8051 的用戶來(lái)說(shuō) ， 用 ATMEL公司的 89系列單片機(jī)進(jìn)行取代 8051的系統(tǒng)設(shè)計(jì)是輕而易舉的事 。 89系列單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 內(nèi)部含 Flash存儲(chǔ)器 在系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)過(guò)程中可以十分容易進(jìn)行程序的修改 ,這就大大縮短了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)周期 ,同時(shí)在系統(tǒng)工作過(guò)程中能有效地保存一些數(shù)據(jù)信息 ,即使外界電源損壞也不會(huì)影響到信息的保存 。 和 80C51 插座兼容 89 系列單片機(jī)的引腳是和 80C51 的引腳一樣的 ， 所 以當(dāng)用 89 系列單片機(jī)取代 80C51 時(shí) ， 可以直接進(jìn)行代換 ， 這時(shí)不管采用 40 引腳或是 44 引腳的產(chǎn)品 ， 只要用相同引腳的 89 系列單片機(jī)取代 80C51 的單片機(jī)即可 。 靜態(tài)時(shí)鐘方式 89 系列單片機(jī)采用靜態(tài)時(shí)鐘方式 ， 所以可以節(jié)省電能 ， 這對(duì)于降低便攜式產(chǎn)品的功耗十分有用 。 錯(cuò)誤編程亦無(wú)廢品產(chǎn)生 一般的 OTP 產(chǎn)品一旦錯(cuò)誤編程就成了廢品 ， 而 89 系列單片機(jī)內(nèi)部采用了 Flash 存儲(chǔ)器 ， 所以錯(cuò)誤編程之后仍可以重新編程 ， 直到正確為止 ， 故不 產(chǎn)生 廢品 。 可進(jìn)行反復(fù)系統(tǒng)試驗(yàn) 用 89 系列單片機(jī)設(shè)計(jì)的 系統(tǒng)可以反復(fù)進(jìn)行系統(tǒng)試驗(yàn) ,每次試驗(yàn)可以編入不同的程序 ， 這樣可以保證用戶的系統(tǒng)設(shè)計(jì)達(dá)到最優(yōu) ， 而且隨用戶的需要和發(fā)展還可以進(jìn)行修改 ， 使系統(tǒng) 能 不斷追隨用戶的最新要求 。 89系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu) AT89 系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和 80C51 相近，它主要含有如下一些部件： 8031CPU、振蕩電路、總線控制部件、中斷控制部件、片內(nèi) Flash 存儲(chǔ)器、片內(nèi) 18 RAM、并行 I/O 接口、定時(shí)器、串行 I/O 接口。 在 AT89 系列單片機(jī)中， AT89C1051 的 Flash 存儲(chǔ)器容量最小，只有 1K；而 AT89C55的 Flash 存儲(chǔ)器容量最大，有 20K。 這個(gè)系列中，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的是 AT89C51，最復(fù)雜的是 AT89S2852， 它內(nèi)部不 僅 含標(biāo)準(zhǔn)的串行接口，還含有一個(gè)串行外圍接口 API， Watchdog 定時(shí)器，雙數(shù)據(jù)指針，電源下降的中斷恢復(fù)等功能和部件。 單片機(jī)的分類 ATMEL89 系列單片機(jī)可分成標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)，低檔型號(hào)和高檔型號(hào)三類。 AT89 系列單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)有 AT89C51 等四種，它們基本結(jié)構(gòu)和 89C51 是同的，是 80C51 的兼容產(chǎn)品 。 AT89 系列單片機(jī)的抵檔型產(chǎn)品有 AT89C1051 等兩種型號(hào)，它們的 CPU核和 AT89C51 是相同的，但是，并行口較少。高檔型的有 AT89S8252，這是一種可下載的 Flash 單片機(jī)，它和 IBM 微機(jī)通信進(jìn)行下載程序是十分方便的。 AT89C51 單片機(jī)的結(jié)構(gòu)及功能 AT89C51 是一種低電壓，高性能 CMOS 8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 4k bytes 的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器 (EPROM)和 128 bytes 的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (RAM)， 與標(biāo)準(zhǔn)的MCS51 指令系統(tǒng)及 8051 產(chǎn)品引腳兼容，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器 (CPU)和 Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大 。 AT89C51 單片機(jī)適合 于許多較為復(fù)雜 的 控制場(chǎng)合。 主要性能參數(shù) ① 與 MCS51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容 ② 4k 字節(jié)可重擦寫(xiě) Flash 閃速存儲(chǔ)器 ③ 1000 次擦 /寫(xiě)周期 ④ 全靜態(tài)操作： 0Hz24MHz ⑤ 三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 ⑥ 128 8 位 內(nèi)部 RAM ⑦ 32 個(gè)可編程 I/O 口線 ⑧ 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器 ⑨ 5 個(gè)中斷源 19 功能特性概述 AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4k 字節(jié) Flash 閃速存儲(chǔ)器， 128 字節(jié)內(nèi)部 RAM，32 個(gè) I/O 口線， 2 個(gè) 16 位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5 向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通 信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)， AT89C51 可降至 0Hz 的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止 CPU的工作，但允許 RAM、 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 、 串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存 RAM 中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。 引腳結(jié)構(gòu)及功能說(shuō)明 AT89C51 有雙列直插封裝（ DIP）方式和方形封裝方式，下面給 出了 雙列直插封裝方式的引腳結(jié)構(gòu) ， 如 圖 31 所示 。 (1)Vcc：電源 (2)GND：地 (3)P0口： PO 口是一組 8 位漏極開(kāi)路型雙向 I/O 端口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。 作為輸出口用時(shí)，每位能 以 吸收電流的方式驅(qū)動(dòng) 8 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路，對(duì)端口P0 寫(xiě)“ 1”時(shí)，可作為高阻抗輸入端用。在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這圖 31 AT89C51引腳結(jié)構(gòu) 20 組端口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址 (低 8 位 )和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問(wèn)期間激活內(nèi)部的上拉電阻。 在 Flash 編程時(shí)， P0 端口接受指令字節(jié) ， 而在校驗(yàn)程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。驗(yàn)證時(shí)，要求外接上拉電阻。 在對(duì) Flash 編程和程序校驗(yàn)時(shí)， P1 接收低 8 位地址。 (4)P2 口： P2 口是一個(gè) 帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )4 個(gè) TTL 邏輯門(mén)電路。對(duì)端口 P2 寫(xiě)“ 1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出電流 (ILI )。 在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (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(wèn) 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 (如執(zhí)行 MOVX @RI指令 )時(shí)， P2 口輸出 PZ鎖存器的內(nèi)容。 在對(duì) Flash 編程和程序校驗(yàn)時(shí)， P2 還接收高 8位地址和一些控制信號(hào)。 (5)P3 口： P3 口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口。 P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng) (吸收或輸出電流 )4 個(gè) TTL邏輯門(mén)電路。對(duì) P3 口寫(xiě)入“ l”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時(shí)，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流(IIL)。 P3口除了作為一般的 I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能， 見(jiàn)表 31。 端口引腳 第二功能 RXD （串行輸入口） TXD （串行輸出口） INTO （外中斷 O） 1INT （外中斷 1） TO （定時(shí) /計(jì)數(shù)器 0） T1 （定時(shí) /計(jì)數(shù)器 1） WR （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） RD （外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 表 31 P3口第二功能 21 Flash 編程或程序校驗(yàn)時(shí)， P3 還接收一些控制信號(hào) 。 (6)RST：復(fù)位輸入 端。當(dāng)振蕩器工作時(shí)， RST 引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。 (7)ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)， ALE(地址鎖存允許 )輸出脈沖用于鎖存地址的低 8位字節(jié)。一般情況下， ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè) ALE 脈沖。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器 (SFR)區(qū)中的 8EH 單元的 D0 位置位，可禁止 ALE 操作。該位置位后，只有一條 MOVX 和 MOVC指令才能將 ALE 激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ALE 禁止位無(wú)效。 (8)PSEN：程序儲(chǔ)存允許 (PSEN)輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng) AT89C52由外部程序存儲(chǔ)器取指令 (或數(shù)據(jù) )時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次 PSEN有效，即輸出兩個(gè)脈沖。在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 時(shí)