【文章內(nèi)容簡介】 ） RD和 WR 為讀、寫信號： RD 為低、 WR為高時為讀方式， RD為高、 WR為低時為寫方式。 4） D0～ D7 為數(shù)據(jù)口。 向控制寄存器寫入不同的數(shù)據(jù)可以使 8255 工作在三種不同的方式下。這里只介紹應用最多的方式 0。方式 0下 8255 的 PA、 PB及 PC 口上半部分（ PC7～ PC4）和下半部分（ PC3～ PC0）中任何一個端口都可以設定為輸入或輸出， PC 口還可以進行位操作。 鍵盤模塊設計 鍵盤、狀態(tài)顯示模塊：為了使軟件編程簡單，本設計利用可編程芯片 8255。 PA 口接按鍵， PC 口則用于控制狀態(tài)顯示所用 LED 點陣。每個按鍵都通過一個 10K的上拉電阻接電源 +Vcc,按鍵的另一端接地。當有鍵按下時，與該鍵相連的 PA 口的相應位變?yōu)榈碗娖剑瑔纹瑱C檢測到該變化后即轉到相應的鍵處理程序，同時在程序中點亮 LED 點陣。 圖 38 鍵盤電 路 基于單片機的 LED 顯示屏的動態(tài)顯示 20 LED 顯示屏設計 LED 的特點以及常用的參數(shù) LED 是一種固體光源，當它兩端加上正向電壓，半導體中的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子發(fā)生復合，放出的過剩能量將引起光子發(fā)射。采用不同的材料，可制成不同顏色的發(fā)光二極管。作為一種新的光源，近年來各大公司和研究機構對 LED 的研究方興未艾，使其光效得以大大提高，飛利浦與 Agilent的合資公司目前已研發(fā)并生產(chǎn)出光效達到 171M/W的白色 LED，已達到白熾燈的水平。和白熾燈的相比較， LED 在性能上具有很多優(yōu)點，見下表： 表 1 白熾燈與白色 LED的性能比較 項 目 LED 白 熾 燈 色溫 （ K） 3000— 10000 25003000 光效 （ 1K/W） 15 15 反應速度（ 181。s） 100000 沖擊電流 0 10 倍額定電流 耐壓擊性 很 強 易 斷 裂 壽命（ h） ＞ 2021 ＜ 1000 隨著 對 LED 研究的進一步深入，其光效將進一步得到提高，而其成本將一步下降，在不久的將來 LED取代白熾燈甚至熒光燈而發(fā)展成 21 世紀的一種主要的照明光源將成為一種趨勢。 新的光源呼喚新的電子鎮(zhèn)流器，飛利浦照明電子在致力研發(fā)新的 LED的同時，已于近年在全球各大開發(fā)中心開始了 LED 驅動電路的研究，在此研發(fā)領域已占據(jù)了世界領先的地位。 21 LED 的電壓和電流的匹配。 I(mA) U(V) 圖 39 LED 的電壓和電流 LED 的正向伏安特性 所以， LED 伏安特性的數(shù)字模型可用下式表示 VF = Vturn – on + RsIF + (Δ VF/Δ T)(T 25℃ ) 其中， Vturn on是 LED 的啟動電壓 Rs 表示伏安曲線的斜率 T 環(huán)境溫度 Δ VF/Δ T 是 LED 正向電壓的溫度系數(shù)，對于多數(shù) LED 而言典型值為2V/℃。 從 LED 的伏安曲線及數(shù)字模型看， LED 在正向導通后其正向電壓的細小變動將引起 LED 電流的很大變化，并且，環(huán)境溫度， LED 老化時間等因素也將改變影響 LED 的電氣 性能。而 LED 的光輸出直接與 LED 電流相關，所以 LED 驅動電路在輸入電壓和環(huán)境溫度等因素發(fā)生變動的情況下最好能控制 LED 電流的大小。否則， LED 的光輸出將隨輸入電壓和溫度等因素變化而變化，并且，若 LED 電流失控， LED 長期工作在大電流下將影響 LED 的可靠性和壽命，并有可能失效。 （ LED ： Light Emitting Diode） 已日趨在固體顯示中占主導地位。LED 之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點分基于單片機的 LED 顯示屏的動態(tài)顯示 22 不開的。這些優(yōu)點概括起來是：高亮度、工作電壓低、功耗小、小型化而與集成電路匹配，目前 應用最廣的是紅色、綠色、黃色 LED。而藍色和純綠色 LED 的開發(fā)已經(jīng)達到了實用階段。從顯示方面講， LED 可以顯示文字、數(shù)字（數(shù)碼管），也可以顯示圖形圖象（ LED 矩陣模塊），從應用方面， LED 顯示即可以用于室內(nèi)環(huán)境，也可以用于室外環(huán)境。 LED 電子顯示屏 隨著科學技術的高速發(fā)展，各種新型信息媒體，信息相關設備及手段不斷涌現(xiàn)。 LED 電子顯示屏由于具有所顯內(nèi)容信息量大，外形美觀大方，操作方便靈活，是近年來得到廣泛應用的重要信息設備，大致有以下幾類： （ 1）、條形顯示屏 該系列可用于顯示文字、表 格、符號和簡單圖形等，控制系統(tǒng)體積較小，嵌入在顯示屏替內(nèi)部，一般采用紅色高亮度點陣模塊，表面可外履深紅色遮光薄膜，適用于多種場合發(fā)布通知、廣告等信息。 （ 2）、圖文顯示屏 該產(chǎn)品主要用計算機控制，具有處理速度快、存儲容量大等特點，適合顯示面積較大的圖文信息，可適時顯示系統(tǒng)當前日歷、時間、文件等，被廣泛運用在商場、街道、廣場、車站等人群或流動量大的場合。 （ 3）、 256 級灰度視頻顯示屏 該系列具有 256 級灰度控制功能，使沒種基色可達 256 種顏色，圖象顯示細膩、柔和、顏色豐富、層次感強等特點。該系列顯示 屏可顯示真彩色圖象、電腦動畫和電視機、錄象機、影碟機等視頻節(jié)目信息，圖象清晰穩(wěn)定，無噪點和閃爍感。 本設計用的顯示屏為 256 級灰度視頻顯示屏。 23 漢字顯示屏廣泛應用與汽車報站器，廣告屏等。本文介紹一種實用的漢字顯示屏的制作，考慮到電路元件的易購性，沒有使用 8*8 的點陣發(fā)光管模塊，而是直接使用了 256 個高量度發(fā)光管，組成了 16 行 16 列的發(fā)光點陣。同時為了降低制作難度， 僅作了一個字的輪流顯示，實際使用時可根據(jù)這個原理自行擴充顯示的字數(shù)。 LED 電子顯示屏顯示字符原理 下圖所示為單基色 8*8 的點陣屏 內(nèi)部結構圖 圖 310 單基色 8*8 的點陣屏內(nèi)部結構圖 圖 311 LED 顯示屏內(nèi)部電路 基于單片機的 LED 顯示屏的動態(tài)顯示 24 從結構上可知，它的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 8*8 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 16*16，就足以顯示一個完整的漢字。在顯示過程中，多采用掃描方式，利用人的視覺暫停效應，只要刷新速率不小于 25幀 /秒，就不會有閃爍的感覺。 LED 點陣顯 示屏采用 1616 共 256 個象素的點陣，通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點陣的引腳分布，如圖 312 所示。 圖 312 LED 點陣顯示屏底視圖 我們把行列總線接在單片機的 IO 口，然后把上面分析到的掃描代碼送人總線，就可以得到顯示的漢字了。但是若將 LED 點陣的行列端口全部直接接入 89C51 單片機，則需要使用 32 條 IO 口，這樣會造成 IO 資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余地。因此，我們在實際應用中只是將 LED16 帶 方框 的為列 － 帶 圈 的 為 行＋ 15 14 13 12 9 10 3 2 11 1 7 6 5 4 1 14 13 12 11 10 9 15 5 4 3 1 7 6 2 8 16 25 點陣的 16 條行線直接接在 P0 口和 P2 口， 至于列選掃描信號則是由 416線譯碼器 74HC154 來選擇控制，這樣一來列選控制只使用了單片機的 4個 IO 口，節(jié)約了很多 IO 資源，為單片機系統(tǒng)擴充使用功能提供了條件?？紤]到 P0 口必需設置上拉電阻，我們采用 kΩ 排電阻作為上拉電阻。 漢字顯示的原理 我們以 UCDOS 中文宋體字庫為例，每一個字由 16 行 16 列的點陣組成顯示。即國標漢字庫中的每一個字均由 256 點陣來表示。我們可以把每一個點理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字， 也可以顯示在 256 像素范 圍內(nèi)的任何圖形。 圖 313 16 行 16 列的點陣組成顯示圖 用 8 位的 AT89C51 單片機控制， 由于單片機的總線為 8 位，一個字需要拆分為 2 個部分。 一般我們把它拆分為上部和下部，上部由 8*16點陣組成， 下部也由 8*16 點陣組成。 在本例中單片機首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第 0列的 p00p07 口。方向為 p00 到 p07 ,顯示漢字“大”時， p05 點亮 ,由上往下排列，為 滅， 滅 , 滅 滅 , 滅 , 亮 , 基于單片機的 LED 顯示屏的動態(tài)顯示 26 滅 , 滅。即二 進制 00000100，轉換為 16 進制為 04h.。 上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方便，我們?nèi)栽O計成由上往下掃描，即從 p27 向 p20 方向掃描，從上圖可以看到，這一列全部為不亮， 即為 00000000， 16 進制則為 00h。 然后單片機轉向上半部第二列，仍為 p05 點亮，為 00000100，即 16 進制 04h. 這一列完成后繼續(xù)進行下半部分的掃描， p21 點亮，為二進制 00000010，即 16 進制 02h. 依照這個方法，繼續(xù)進行下面的掃描，一共掃描 32 個 8 位， 可以得出漢字“大” 的掃描 代碼為： 04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,04H 04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H 05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08H 04H,04H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H 由這個原理可以看出， 無論顯示何種字體或圖像， 都可以用這個方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。 不過現(xiàn)在有很多現(xiàn)成的漢字字模生成軟件， 我們就不必自己去畫表格算代碼了。 軟件打開后輸入漢字，點“檢取”，十六進制數(shù)據(jù)的漢字代碼即 可自動生成，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復制到我們的程序中即可。 27 圖 314 漢字字模生成 界面 我們把行列總線接在單片機的 i0 口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線， 就可以得到顯示的漢字了。 在這個例子里，由于一共用到16 行， 16 列， 如果將其全部接入 89C51 單片機， 一共使用 32 條 io 口，這樣造成了 io 資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余地。 實際應用中我們使用 416 線譯碼器 74LS154 來完成列方向的顯示。 而行方向 16 條線則接在 p0 口和 p2 口。 電路中行方向由 p0 口和 p2 口完成掃描，由于 p0 口沒有上拉 電阻，因此接一個 *8 的排阻上拉。 如沒有排阻，也可用 8 個普通的 1/8w 電阻。為提供負載能力，接 16 個 2n5551 的 NPN 三極管驅動。 列方向則由 4— 16 譯碼器 74L