【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ） RD和 WR 為讀、寫信號(hào)： RD 為低、 WR為高時(shí)為讀方式， RD為高、 WR為低時(shí)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(yīng)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(gè)端口都可以設(shè)定為輸入或輸出， PC 口還可以進(jìn)行位操作。 鍵盤模塊設(shè)計(jì) 鍵盤、狀態(tài)顯示模塊：為了使軟件編程簡(jiǎn)單，本設(shè)計(jì)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(diǎn)陣。每個(gè)按鍵都通過一個(gè) 10K的上拉電阻接電源 +Vcc,按鍵的另一端接地。當(dāng)有鍵按下時(shí)，與該鍵相連的 PA 口的相應(yīng)位變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)檢測(cè)到該變化后即轉(zhuǎn)到相應(yīng)的鍵處理程序，同時(shí)在程序中點(diǎn)亮 LED 點(diǎn)陣。 圖 38 鍵盤電 路 基于單片機(jī)的 LED 顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示 20 LED 顯示屏設(shè)計(jì) LED 的特點(diǎn)以及常用的參數(shù) LED 是一種固體光源，當(dāng)它兩端加上正向電壓，半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子和多數(shù)載流子發(fā)生復(fù)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(jī)構(gòu)對(duì) 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(dá)到 171M/W的白色 LED，已達(dá)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(diǎn)，見下表： 表 1 白熾燈與白色 LED的性能比較 項(xiàng) 目 LED 白 熾 燈 色溫 （ K） 3000— 10000 25003000 光效 （ 1K/W） 15 15 反應(yīng)速度（ 181。s） 100000 沖擊電流 0 10 倍額定電流 耐壓擊性 很 強(qiáng) 易 斷 裂 壽命（ h） ＞ 2021 ＜ 1000 隨著 對(duì) LED 研究的進(jìn)一步深入，其光效將進(jìn)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(jì)的一種主要的照明光源將成為一種趨勢(shì)。 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(shí)，已于近年在全球各大開發(fā)中心開始了 LED 驅(qū)動(dòng)電路的研究，在此研發(fā)領(lǐng)域已占據(jù)了世界領(lǐng)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(dòng)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(duì)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?qū)ê笃湔螂妷旱募?xì)小變動(dòng)將引起 LED 電流的很大變化，并且，環(huán)境溫度， LED 老化時(shí)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(guān)，所以 LED 驅(qū)動(dòng)電路在輸入電壓和環(huán)境溫度等因素發(fā)生變動(dòng)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(zhǎng)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(dǎo)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(diǎn)分基于單片機(jī)的 LED 顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示 22 不開的。這些優(yōu)點(diǎn)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(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色 LED。而藍(lán)色和純綠色 LED 的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)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(yīng)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(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，各種新型信息媒體，信息相關(guān)設(shè)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(yīng)用的重要信息設(shè)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(hào)和簡(jiǎn)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(diǎn)陣模塊，表面可外履深紅色遮光薄膜，適用于多種場(chǎng)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(jì)算機(jī)控制，具有處理速度快、存儲(chǔ)容量大等特點(diǎn)，適合顯示面積較大的圖文信息，可適時(shí)顯示系統(tǒng)當(dāng)前日歷、時(shí)間、文件等，被廣泛運(yùn)用在商場(chǎng)、街道、廣場(chǎng)、車站等人群或流動(dòng)量大的場(chǎng)合。 （ 3）、 256 級(jí)灰度視頻顯示屏 該系列具有 256 級(jí)灰度控制功能，使沒種基色可達(dá) 256 種顏色，圖象顯示細(xì)膩、柔和、顏色豐富、層次感強(qiáng)等特點(diǎn)。該系列顯示 屏可顯示真彩色圖象、電腦動(dòng)畫和電視機(jī)、錄象機(jī)、影碟機(jī)等視頻節(jié)目信息，圖象清晰穩(wěn)定，無噪點(diǎn)和閃爍感。 本設(shè)計(jì)用的顯示屏為 256 級(jí)灰度視頻顯示屏。 23 漢字顯示屏廣泛應(yīng)用與汽車報(bào)站器，廣告屏等。本文介紹一種實(shí)用的漢字顯示屏的制作，考慮到電路元件的易購(gòu)性，沒有使用 8*8 的點(diǎn)陣發(fā)光管模塊，而是直接使用了 256 個(gè)高量度發(fā)光管，組成了 16 行 16 列的發(fā)光點(diǎn)陣。同時(shí)為了降低制作難度， 僅作了一個(gè)字的輪流顯示，實(shí)際使用時(shí)可根據(jù)這個(gè)原理自行擴(kuò)充顯示的字?jǐn)?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(diǎn)陣屏 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 310 單基色 8*8 的點(diǎn)陣屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 圖 311 LED 顯示屏內(nèi)部電路 基于單片機(jī)的 LED 顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示 24 從結(jié)構(gòu)上可知，它的每一列共用一根列線，每一行共用一根行線。當(dāng)相應(yīng)的行接高電平，列接低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管被點(diǎn)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(gè)漢字的，因此，按照其原理結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)展為 16*16，就足以顯示一個(gè)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(yīng)，只要刷新速率不小于 25幀 /秒，就不會(huì)有閃爍的感覺。 LED 點(diǎn)陣顯 示屏采用 1616 共 256 個(gè)象素的點(diǎn)陣，通過萬用表檢測(cè)發(fā)光二極管的方法測(cè)試判斷出該點(diǎn)陣的引腳分布，如圖 312 所示。 圖 312 LED 點(diǎn)陣顯示屏底視圖 我們把行列總線接在單片機(jī)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(diǎn)陣的行列端口全部直接接入 89C51 單片機(jī)，則需要使用 32 條 IO 口，這樣會(huì)造成 IO 資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴(kuò)充的余地。因此，我們?cè)趯?shí)際應(yīng)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(diǎn)陣的 16 條行線直接接在 P0 口和 P2 口， 至于列選掃描信號(hào)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(jī)的 4個(gè) IO 口，節(jié)約了很多 IO 資源，為單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)充使用功能提供了條件?？紤]到 P0 口必需設(shè)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(kù)為例，每一個(gè)字由 16 行 16 列的點(diǎn)陣組成顯示。即國(guó)標(biāo)漢字庫(kù)中的每一個(gè)字均由 256 點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)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(diǎn)陣組成顯示圖 用 8 位的 AT89C51 單片機(jī)控制， 由于單片機(jī)的總線為 8 位，一個(gè)字需要拆分為 2 個(gè)部分。 一般我們把它拆分為上部和下部，上部由 8*16點(diǎn)陣組成， 下部也由 8*16 點(diǎn)陣組成。 在本例中單片機(jī)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?yàn)?p00 到 p07 ,顯示漢字“大”時(shí)， p05 點(diǎn)亮 ,由上往下排列，為 滅， 滅 , 滅 滅 , 滅 , 亮 , 基于單片機(jī)的 LED 顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示 26 滅 , 滅。即二 進(jìn)制 00000100，轉(zhuǎn)換為 16 進(jìn)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(shè)計(jì)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(jìn)制則為 00h。 然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列，仍為 p05 點(diǎn)亮，為 00000100，即 16 進(jìn)制 04h. 這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分的掃描， p21 點(diǎn)亮，為二進(jìn)制 00000010，即 16 進(jìn)制 02h. 依照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描 32 個(gè) 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(gè)原理可以看出， 無論顯示何種字體或圖像， 都可以用這個(gè)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(diǎn)“檢取”，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼即 可自動(dòng)生成，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)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(jī)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(gè)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(jī)， 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(kuò)充的余地。 實(shí)際應(yīng)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(gè) *8 的排阻上拉。 如沒有排阻，也可用 8 個(gè)普通的 1/8w 電阻。為提供負(fù)載能力，接 16 個(gè) 2n5551 的 NPN 三極管驅(qū)動(dòng)。 列方向則由 4— 16 譯碼器 74L