【導(dǎo)讀】種高科技產(chǎn)品日益引起人們的重視。它可以實(shí)時(shí)顯示或循環(huán)播放文字、圖形和圖。LED顯示屏的核心技術(shù)主要集中在控制器中。目前，大部分異步顯示屏采。較高、動(dòng)態(tài)顯示效果復(fù)雜的情況下得到良好的動(dòng)態(tài)視覺(jué)效果。

　　

【正文】 EC 標(biāo)準(zhǔn) 溫度范圍 40~+85 電源電壓 7V 輸入電壓 輸入高電平電壓應(yīng)大于 2V 輸入低電平電壓應(yīng)小于 輸入低電平電流應(yīng)小于 16mA 輸入高電平電流應(yīng)小于 805mA LED 的漢字顯示原理 液晶顯示器常用的有兩種：一種是不帶漢字庫(kù)的，另一種是自帶漢字庫(kù)的 利用 PC 上的 16 16 點(diǎn)陣漢字庫(kù)，提取后將點(diǎn)陣文件存入 ROM，直接利用 PC中漢 字內(nèi)碼作為單片機(jī)系統(tǒng)的編碼（不再形成新的漢字編碼）。 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字字符集 GB 231280 共收錄了漢字、圖形符號(hào)等共 7445個(gè)，其中漢字 6763 個(gè)，按照漢字使用的頻度分為兩級(jí)，其中一級(jí)漢字 3755 個(gè)，二級(jí)漢字 3008 個(gè)。漢字、圖形符號(hào)根據(jù)其位置將其分為 94 個(gè)“區(qū)”，每個(gè)區(qū)包含 94 個(gè)漢字字符，每個(gè)漢字字符又稱為“位”。其中“區(qū)”的序號(hào)由 01 區(qū)至94 區(qū)，“位”的序號(hào)也由 01 位至 94 位。若以橫向表示“位”號(hào)，縱向表示“區(qū)” 號(hào)，則“區(qū)”和“位”構(gòu)成一個(gè)二維坐標(biāo)。給定一個(gè)“區(qū)”值和“位”值就可以確定一個(gè) 惟一的漢字或圖形符號(hào)。即 4 位阿拉伯?dāng)?shù)字就可以惟一地確定一個(gè)漢字無(wú)線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 26 或符號(hào)。前兩位是“區(qū)”號(hào)，后兩位是“位”號(hào)。其中 1 至 15 區(qū)是各種圖形符號(hào)、制表符和一些主要國(guó)家的語(yǔ)言字母， 16 區(qū)至 87 區(qū)是漢字，其中 16 區(qū)至 55區(qū)是一級(jí)漢字， 56 至 87 區(qū)是二級(jí)漢字。 UCDOS 軟件中的文件 HZK16 和文件 ASC16 分別為 16 16 的國(guó)際漢字點(diǎn)陣文件和 8 16 的 ASCII 碼點(diǎn)陣文件， HZK16 中按漢字區(qū)位碼從小到大依次存放國(guó)標(biāo)區(qū)位碼表中的所有漢字，每個(gè)漢字占用 32 字節(jié)，每個(gè)區(qū)為 94 個(gè)漢字。而asc16 文件中按 ASCII 碼從小到大依 次存有 8 16 的 ASCII 碼點(diǎn)陣，每個(gè) ASCII碼占用 16 字節(jié)。 PC 的文本文件中，漢字是用機(jī)內(nèi)碼的形式存儲(chǔ)的，每個(gè)漢字占 2 字節(jié)，其中第一個(gè)字節(jié)為機(jī)內(nèi)碼的區(qū)碼，漢字機(jī)內(nèi)碼的區(qū)碼范圍是從 0A1H（十六進(jìn)制）開(kāi)始，對(duì)應(yīng)區(qū)位碼中區(qū)碼的第一區(qū)；而機(jī)內(nèi)碼的第二個(gè)字節(jié)為機(jī)內(nèi)碼的位碼，范圍也是從 0A1H（十六進(jìn)制）開(kāi)始，對(duì)應(yīng)某區(qū)中的第一個(gè)位碼。就是說(shuō)將漢字機(jī)內(nèi)碼減去 0A0AH 就得到該漢字的區(qū)位碼。用 RF1800 編程器讀入二進(jìn)制文件 BE00 H （ 48640D是十進(jìn) 制，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槭M(jìn)制后得 BE00 H）開(kāi)始的 32 個(gè)字節(jié)： 04 80 04 80 04 88 04 98 04 A0 7C C0 04 80 04 80 04 80 04 80 04 80 04 80 1C 82 E4 82 44 7E 00 00（以上全為下十六進(jìn)制） . 在單片機(jī)系統(tǒng)中，連續(xù)取 32 個(gè)字節(jié)送到 LCD 的相應(yīng)位置，就能正確顯示漢字后的圖形符號(hào)。從 HS122321 使用的 SED1520 的控制原理得知，字模送顯示前要旋轉(zhuǎn) 90176。 ASCII 碼的顯示與漢字的顯示基本原理相同，在 ASC16 文件中不存在機(jī) 內(nèi)碼的問(wèn)題，其顯示點(diǎn)陣直接按 ASCII 碼從小到大依次排列，不過(guò)每個(gè)ASCII碼在文本文件中只占 1個(gè)字節(jié)并且小于 80 H, 每個(gè) ASCII碼為 8 16點(diǎn)陣，即在 ASCII16 文件中，每個(gè) ASCII 碼的點(diǎn)陣也只占 16 個(gè)字節(jié)。 顯示模塊與 PC 機(jī)接口的連接 液晶顯示模塊與 CPU 的接口系統(tǒng)單片機(jī)選用 C8051F020，它是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片（ SOC），具有與 8051 兼容的高速 CIP51 內(nèi)核，與 MCS51 指令集完全兼容， 64 個(gè) I/O 引腳， 5 個(gè) 16 位定時(shí)器，內(nèi)部有 64K 字節(jié)的 Flash存儲(chǔ)器，片內(nèi)看門(mén)狗定時(shí)器，片內(nèi) JTAG 調(diào)試電路允許使用安裝在最終應(yīng)用系統(tǒng)無(wú)線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 27 上的產(chǎn)品 ＭＵＣ進(jìn)行非侵入式、全速、在系統(tǒng)調(diào)試。顯示單元采用內(nèi)藏 T6963C控制器的圖形液晶顯示模塊 VPC240128TA， T6963C 是點(diǎn)陣圖形式控制器，能直接于 80 系列的 8 位微處理器接口。 T6963C 的指令可帶一個(gè)、兩個(gè)參數(shù)或是無(wú)參數(shù)。若指令中含有參數(shù)，則每條指令在執(zhí)行時(shí)需先送入?yún)?shù)，再送入指令代碼。 接口電路采用間接控制方式，單片機(jī)通過(guò) I/O 并行接口實(shí)現(xiàn)對(duì)液晶顯示模塊的控制，根據(jù)液晶顯示模塊的需要，并行接口需要一個(gè) 8 位的并行接口和一個(gè) 3 位的并行口， C8051F020 的Ｐ P2 口作為數(shù)據(jù)總線， P3 中 3 位作為讀、寫(xiě)及寄存器選擇信號(hào)。由于并行接口只用與液晶顯示模塊，所以 /CE 只需接地即可。 無(wú)線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 28 第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) 顯示屏軟件的主要功能是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。根據(jù)分層次的原理，可以把顯示屏的軟件系統(tǒng)分為兩層：第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生掃描信號(hào)和其他控制信號(hào)，配合完成 LED 顯示屏的 掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)器程序由定時(shí)器 T0 中斷程序?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）、顯示效果等工作，由主程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。 從有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法（顯示效果處理）和有利于程序結(jié)構(gòu)化考慮，顯示屏程序適宜采用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)。 顯示驅(qū)動(dòng)程序 顯示驅(qū)動(dòng)程序在進(jìn)入中斷后首先要對(duì)定時(shí)器 T0 重新賦初值，以保證顯示屏刷新頻率的穩(wěn)定。然后顯示驅(qū)動(dòng)程序查詢當(dāng)前燃亮的行號(hào)，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口發(fā)送給移位寄存器，為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)程序首先要關(guān)閉顯示屏，即消隱，等顯 示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號(hào)，重新打開(kāi)顯示。 系統(tǒng)主程序 本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件能使系統(tǒng)在目測(cè)條件下 LED 顯示屏各亮點(diǎn)均勻、充足、可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。 系統(tǒng)主程序開(kāi)始以后，首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，包括設(shè)置串口、定時(shí)器、中斷和端口；然后以“卷簾出”效果顯示圖形，停留約 3s；接著向上滾動(dòng)顯示十個(gè)漢字。 單元顯示屏可以接收來(lái)自控制器（主控制電路板）或上一級(jí)顯示單元模塊傳輸下來(lái)的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可以將這些數(shù)據(jù)信 息和命令信息不經(jīng)任何變化無(wú)線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 29 的再傳送到下一級(jí)顯示模塊單元中，因此顯示板可以擴(kuò)展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容。 主程序主要完成 I/O 口和一些變量的初始化，定時(shí)器 T0 定時(shí)初值的設(shè)置，串行通訊工作方式和波特率的設(shè)置，滾動(dòng)顯示，取數(shù)據(jù)模塊，數(shù)據(jù)移位傳送模塊，行掃描模塊的調(diào)用。 滾動(dòng)顯示模塊 滾動(dòng)顯示主要是實(shí)現(xiàn)顯示信息的換屏，一屏顯示一個(gè)字， 2s 后換一屏，直到所有信息都顯示完畢后，接著從頭開(kāi)始顯示，換屏主要是根據(jù) PC 機(jī)傳送來(lái)的字節(jié)數(shù)，通過(guò)改變指針來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 數(shù)據(jù)移位傳送模塊 點(diǎn)陣屏的里驅(qū)動(dòng)器 74HC595 為串 入并出的移位寄存器，故顯示單位的數(shù)據(jù)需要從低位到高位一位一位傳送進(jìn) 74HC595 里，然后才能驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣屏。 串行通訊模塊 串行通訊程序主要是實(shí)現(xiàn)與 PC 機(jī)的通訊，當(dāng)通訊接收中斷標(biāo)志位 RI 被硬件置 1 時(shí)，有數(shù)據(jù)從 PC 機(jī)傳送到單片機(jī)，單片機(jī)軟件消 RI 并接收數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)暫存到片內(nèi)高 128 字節(jié)的 RAM 中，當(dāng)存滿后，再將數(shù)據(jù)寄存到片外的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器里。延遲一段時(shí)間后，繼續(xù)接收從 PC 機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，重復(fù)之前的工作，知道所有數(shù)據(jù)接收完畢為止，中斷跳出。 無(wú)線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 30 設(shè)計(jì)部分原理圖介紹 圖 5 行驅(qū)動(dòng)電路 電路中加入了一個(gè) 416 線譯碼器 74LS154，其輸入是一個(gè) 16 進(jìn)制碼，解碼輸出為低態(tài)掃描信號(hào)，它們的管腳示意圖如上所示。把 74LS154 的 G2 引腳接地，然后以 A、 B、 C、 D 四腳為輸入端。就會(huì)形成 16 種不同的輸入狀態(tài)，分別為 0000～1111，然后使每種狀態(tài)只控制一路輸出，即會(huì)有 16 路輸出。 無(wú)線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 31 圖 6 列驅(qū)動(dòng)電路 將 20 片 74HC595 進(jìn)行級(jí)連，可共用一個(gè)移位時(shí)鐘 SCK 及數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)RCK。這樣，當(dāng)?shù)谝恍行枰@示的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò) 8x8=64 個(gè) SCK 時(shí)鐘后便 可將其全部移入 74HC595 中，此時(shí)還將產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)鎖存信號(hào) RCK 將數(shù)據(jù)鎖存在 74HC595無(wú)線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 32 中，并在使能信號(hào) G 的作用下，使串入數(shù)據(jù)并行輸出，從而使與各輸出位對(duì)應(yīng)的場(chǎng)驅(qū)動(dòng)管處于放大或截止?fàn)顟B(tài)；同時(shí)由行掃描控制電路產(chǎn)生信號(hào)使第一行掃描管導(dǎo)通，相當(dāng)于第一行 LED 的正端都接高，顯然，第一行 LED 管的亮滅就取決于 74HC595 中的鎖存信號(hào)；此外，在第一行 LED 管點(diǎn)亮的同時(shí)，再在 74HC595中移入第二行需要顯示的數(shù)據(jù)，隨后將其鎖存，同時(shí)由行掃描控制電路將第一行掃描管關(guān)閉而接通第二行，使第二行 LED 管點(diǎn)亮，以此類推，當(dāng) 第十六行掃描過(guò)后再回到第一行，這樣，只要掃描速度足夠高，就可形成一幅完整的文字或圖像。因本設(shè)計(jì)需要能同時(shí)顯示十個(gè)漢字，所用的是 8 8LED，每四塊顯示一個(gè)漢字，因此本設(shè)計(jì)需要四十塊 LED 顯示屏，上圖只是其中的一部分。 無(wú)線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 33 第五章 總結(jié) 通過(guò)分析 LED 顯示屏的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求，完整的設(shè)計(jì)了 LED 顯示屏控制系統(tǒng)。并且，針對(duì)系統(tǒng)中的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行詳細(xì)的分析和實(shí)現(xiàn)，同時(shí)在理論上對(duì)其做了系統(tǒng)的論述和說(shuō)明。基本符合預(yù)期設(shè)想，并在實(shí)際中得到應(yīng)用。通過(guò)行列驅(qū)動(dòng)電路完成 LED 點(diǎn)陣模塊的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在脫離計(jì)算 機(jī)的模式下完成保存信息的顯示功能。通過(guò)信息預(yù)先保存，不會(huì)因上位機(jī)的故障影響信息顯示，突然斷電也不會(huì)丟失數(shù)據(jù)。 在本次設(shè)計(jì)工作中，通過(guò)對(duì) LED 顯示屏技術(shù)的發(fā)展的分析與研究，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用，采用最少的資源消耗，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作中得到了應(yīng)用。但是由于 LED 顯示屏的分析、設(shè)計(jì)與實(shí)際應(yīng)用環(huán)境及應(yīng)用目的有很大關(guān)系，所以對(duì)其控制系統(tǒng)的要求也是不同的。如果顯示屏的面積要求很大，屏幕顯示的信息量超大，那么要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量也隨之增大，如何設(shè)計(jì)出更理想的字模保存方法以及數(shù)據(jù)傳輸時(shí)的壓縮算法需要進(jìn)一步的研究和探討。本系 統(tǒng) 設(shè) 計(jì)著 重于對(duì)雙色屏的研究，對(duì)于灰度不同的真彩色 LED 顯示屏的設(shè)計(jì)以及設(shè)備的驅(qū)動(dòng)，有待于進(jìn)一步的學(xué)習(xí)探討。 無(wú)線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 34 致 謝 大學(xué)的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，在此期間，我處于緊張的學(xué)習(xí)和生活當(dāng)中。 05 級(jí)的電子信息工程專業(yè)是一個(gè)有著積極奮進(jìn)，充分活力的集體。在這里，我感受到了濃厚的學(xué)習(xí)氣氛，接觸到了豐富的專業(yè)知識(shí)，逐漸培養(yǎng)了學(xué)習(xí)研究能力。借此機(jī)會(huì)，我要衷心感謝我的導(dǎo)師程琤老師對(duì)我的教誨、關(guān)心和幫助。程老師治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，積極進(jìn)取的工作作風(fēng)以及平易近人的性格給我留下了深刻的印象。本論文是在導(dǎo)師程琤老師的精心指導(dǎo)下完 成的。在論文的研究過(guò)程中，程老師在學(xué)習(xí)和生活中給予我熱情的關(guān)懷與幫助。在學(xué)習(xí)中，給我提供了一個(gè)寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境，使我能充分發(fā)揮自己的思維和創(chuàng)造能力。從論文的選題，方案的制定以及論文的撰寫(xiě)，都得到了程老師的熱心幫助。在研究過(guò)程中，開(kāi)闊了我的視野，為以后的學(xué)習(xí)、工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí) ，要感謝課題組的其他同學(xué)，他們給予我無(wú)私的幫助和極大的幫助，共同攻克難關(guān)的經(jīng)歷將成為我美好的回憶。同時(shí)還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下電子專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；然后還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛舜蠹业闹С趾凸膭?lì)，此次畢業(yè)設(shè) 計(jì)才會(huì)順利完成。在此，向曾經(jīng)幫助過(guò)我的同學(xué)表示感謝。 最后，衷心的感謝電子通信工程系各位老師幾年來(lái)對(duì)我諄諄不諱的教導(dǎo)與培養(yǎng)，使得我順利完成學(xué)業(yè)。 無(wú)線 LED 顯示屏的設(shè)計(jì) 35 參考文獻(xiàn) [1]李光飛等 .單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo) .北京航天航空大學(xué)出版社， 2020 年 [2]余錫存等 .單片機(jī)原理及接口技術(shù) . 西安電子科技大學(xué)出版社， 2020 年 [3]蔡美琴等 . 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