【文章內容簡介】 防電源開關或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位 本設計采用簡易的上電復位電路主要由電阻 R1R2電容 C1按鍵開關組成分別接至 AT89C51 的 RST 復位輸入端 圖 33 復位電路圖 34 驅動電路設計 行驅動電路設計 為節(jié)省 IO 口資源方便于擴展行驅動電路采用串口輸入本設計電路中行方向由兩片 74HC595 完成掃描它由 AT89C51 的 P30P33 控制將 LED 點陣的 1條線Ω的電阻連接 74HC595 是一款低噪聲低功耗高速的 COMS 移位寄存器能夠驅動 15個 TTL 的負載該器件包含一個 8 位串行輸入并行輸出的移位寄存器及帶有三態(tài)輸出控制的 8位 D型存儲器移位寄存器和存儲器分別由獨立的時鐘提供信號移位寄存器內置直接清零串行輸入和用于級聯(lián)的串行輸出功能時鐘的上升沿觸發(fā)移位寄存器和存儲器如果同一個時鐘提供信號則移位寄存器的狀態(tài)必須比存儲器提前 一個脈沖信號 74HC595 的主要優(yōu)點是具有數(shù)據(jù)存儲寄存器在移位的過程中輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變這在串行速度慢的場合很有用處數(shù)碼管閃爍感的行掃描主要處理字模需要把整個字的字模都打入到 595芯片通過 595來處理通過子模各個位的移動來實現(xiàn)要顯示的字在點陣屏中 74HC595 的主要作用應該為 1 驅動 CMOS 的74HC595 驅動 LED點陣屏沒有問題 2串轉并非常節(jié)約資源從而可以降低對處理器的的需求量 3具有三態(tài)輸出鎖存 4多個級聯(lián)可以很方便的用于更大的 LED點陣屏驅動 圖 34 74HC595 引腳圖 表 32 74HC595 的真值表 輸入 輸出 功能 SHCP STCP OE MR DS Q7 Qn X X L ↓ X L NC MR 為低電平時僅影響移位寄存器空移位寄存器到輸出寄存器 X ↑ L L X L L 空移位寄存器到輸出寄存器清空移位寄存器并行輸出為高阻態(tài) X X H L X L Z 清空移位寄存器并行輸出為高阻態(tài) ↑ X L H H Q6 NC 邏輯高電平移入移位寄存器狀態(tài) 0 包含所有的移位寄存器狀態(tài)移入例如以 前的狀態(tài)為 Q6 出現(xiàn)在串行輸出位 X ↑ L H X NC Qn 移位寄存器的內容到達保持寄存器并從并口輸出 ↑ ↑ L H X Q6 Qn 移位寄存器內容移入先前的內容到達保持寄存器并輸出 74HC595 引腳見圖 34 其引腳功能為 Q1～ Q7 八位并行輸出端可以直接控制數(shù)碼管的 8 個段 Q 級聯(lián)輸出端它接下一個 595 的 SI 端低點平時將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零移位寄存器時鐘輸入上升沿時數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變STCP 存儲寄存器時鐘輸入上升沿時移位寄存器的數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)存儲寄存器下降沿時存儲寄 存器數(shù)據(jù)不變通常將 RCK置為低電平當移位結束后在 RCK端產生一個正脈沖更新顯示數(shù)據(jù) OE 低電平輸出高電平時禁止輸出高阻態(tài)如果單片機的引腳不緊張用一個引腳控制它可以方便地產生閃爍和熄滅效果比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時省力 DS 串行數(shù)據(jù)輸入 SI 串行數(shù)據(jù)輸入端 VCC 接電源 74HC154 是一種單片 4 線 16 線譯碼器非常適合用于高性能存儲器的譯碼器只要控制端 12 任意一個為高電平 ABCD 任意電平輸入都無效 12 必須都為低電平才能操作芯片 1 和E2 為低時 它可將 4 個二進制編碼的輸入譯成 16 個互相獨立的輸出之一實現(xiàn)解調功 能的辦法是用 4 個輸入線寫出輸出線的地址使得在一個選通輸入為低時數(shù)據(jù)通過另一個選通輸入當任何一個選通輸入是高時所有輸出都為高 表 33 74HC154 的真值表 輸入 選定輸出 L E1 E2 D C B A L L L L L L Y0 L L L L L H Y1 L L L L H L Y2 L L L L H H Y3 L L L H L L Y4 L L L H L H Y5 L L L H H L Y6 L L L H H H Y7 L L H L L L Y8 L L H L L H Y9 L L H L H L Y10 L L H L H H Y11 L L H H L L Y12 L L H H L H Y13 L L H H H L Y14 L L H H H L Y15 X H X X X X NONE H X X X X X NONE 圖 35 74HC154 引腳圖 74HC154 引腳說明 Y0Y15 輸出端 GND 接地 E1E2 使能輸入端低電平有效 AOA3 地址輸入端 VCC 接電源 圖 35 74HC154 引腳圖 74HC154 是 4 線 16 線譯碼器解調器其功能為 1 將 4 個二進制編碼輸入譯成 16 個彼此獨立的輸出之一 2 將數(shù)據(jù)從一個輸入線分配到 16 個輸出的任意一個而實現(xiàn)解調功能 3 輸入箝位二極管簡化了系統(tǒng)設計 4 與大部分 TTL 和 DTL 電路完全兼容 35 電源模塊設計 由于點陣系統(tǒng)耗電量較大如果采用干電池作為 LED 點陣系統(tǒng)的電源使用干電 池需經(jīng)常換電池不符合節(jié)約型社會的要求 采用一片 LM7805 三端穩(wěn)壓器耗電電流為 100Ma 左右的電源作為系統(tǒng)電源功率上可以滿足系統(tǒng)需要不需要更換電源并且比較輕便使用更加安全可靠 基于以上分析我決定采用 LM7805 三端穩(wěn)壓器電源作為系統(tǒng)電源見圖 36 圖 36 電源模塊圖 36 點陣式 LED 漢字顯示屏設計 點陣式 LED 顯示屏設計 顯示部分是本次設計最核心的部分本設計的 1616LED 點陣顯示屏通過四個88LED 點陣顯示屏擴展而成見圖 37 圖 37 1616LED 顯示屏 圖 對于 88 LED 點陣顯示有以下兩種方案 靜態(tài)顯示將一幀圖像中的每一個二極管的狀態(tài)分別用 0 和 1 表示若為 0 則表示 LED 無電流即暗狀態(tài)若為 1 則表示二極管被點亮若給每一個發(fā)光二極管一個驅動電路一幅畫面輸入以后所 LED 的狀態(tài)保持到下一幅畫對于靜態(tài)顯示方式所需的譯碼驅動裝置很多引線多而復雜成本高且可靠性也較低 動態(tài)顯示對一幅畫面進行分割對組成畫面的各部分分別顯示是動態(tài)顯示方式動態(tài)顯示方式可以避免靜態(tài)顯示的問題但設計上如果處理不當易造成亮度低閃爍問題因此合理的設計既應保證驅動電路易實現(xiàn)又要保證圖像穩(wěn)定無閃爍 動態(tài)顯示采用多路復用技術的動態(tài)掃描顯示方式 復用的程度不是無限增加的 因為利用動態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實質是利用了人眼的暫留效應和發(fā)光二極管發(fā)光時間的長短 發(fā)光的亮度等因素通過實驗發(fā)現(xiàn) 當掃描刷新頻率 發(fā)光二極管的停閃頻率 為 50Hz 發(fā)光二極管導通時間≥ 1m s 時 顯示亮度較好 無閃爍感 由于靜態(tài)顯示方式所需的譯碼驅動裝置很多引線多而復雜成本高且可靠性也較低而動態(tài)顯示可以避免靜態(tài)顯示的問題只是在設計時應注意合理的設計既應保證驅動電路易實現(xiàn)又要保證圖像穩(wěn)定無閃爍且動態(tài)顯示易于制作和理解又能鞏固所學知識達到畢業(yè)設計的目標所以我采用動態(tài)顯示 LED 電子顯示屏顯示字符原理 在結構上單基色 88 的點陣屏每一列共用一根列線每一行共用一根行線當相應的行接高電平列接低電平時對應的發(fā)光二極管被點亮通常情況下一塊 88 像素的 LED 顯示屏是不能用來顯示一個漢字的因此按照其原理結構進行擴展為 1616