【正文】 本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響本行的顯示。 采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信?hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，與此同時(shí)，列驅(qū)動(dòng)中每一列都把當(dāng)前數(shù)據(jù)傳向后一列，并從前一列接收新數(shù)據(jù)，直到一行的各列數(shù)據(jù)全部傳輸?shù)轿缓螅拍懿⑿械剡M(jìn)行顯示。在實(shí)際的 LED 屏幕顯示中，很少有采用靜態(tài)驅(qū)動(dòng)的。 圖 215 以單片機(jī)為核心的動(dòng)態(tài)掃描電路框圖 根據(jù)驅(qū)動(dòng)方式的不同， LED 屏幕顯示方式可分為靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)掃描顯示兩種。 圖 213 PC機(jī)和 LED組成的顯示系統(tǒng)圖 各部分組成及功能 顯示屏 LED 顯示屏以發(fā)光二級(jí)管為像素，由 LED 顯示單元拼接而成。 屏幕顯示系統(tǒng)組成 如圖 213 所示，該系統(tǒng)是由 PC機(jī)和一臺(tái)單片機(jī)組成的LED 顯示系統(tǒng)， PC 機(jī)在控制中心作為上位機(jī)，下位機(jī)采用單片機(jī)。本文所指的是 LED 圖文顯示屏。本課題采用按行掃描按列控制的方式。 掃描驅(qū)動(dòng)是通過(guò)數(shù)字邏輯電路，使若干 LED器件輪流導(dǎo)通，用以節(jié)省控制驅(qū)動(dòng)電路。首先，要想獲得與直流驅(qū)動(dòng)方式相當(dāng)?shù)陌l(fā)光強(qiáng)度，脈沖驅(qū)動(dòng)電流的平均值就應(yīng)該與直流驅(qū)動(dòng)的電流值相同。因此 LED 的驅(qū)動(dòng)就是要使它的 PN 結(jié)處于正偏置，同時(shí)為了控制它的發(fā)光強(qiáng)度，還要解決正向電流的調(diào)節(jié)問(wèn)題。當(dāng)系統(tǒng)受到外界激發(fā)后，會(huì)從穩(wěn)定的低能態(tài)躍遷到不穩(wěn)定的高能態(tài)；當(dāng)系統(tǒng)有不穩(wěn)定的高能態(tài)重新回到穩(wěn)定的低能態(tài)時(shí)，能量差以光的形式輻射出來(lái)，就會(huì)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。 表 25 方式 1和方式 3的常用波特率 串行口工作方式 波特率 MHzfOSC 6? MHzfOSC 12? M Hzf O S C ? SMOD TMOD TH1 SMOD TMOD TH1 SMOD TMOD TH1 方式 1 或方式 3 57600 1 20 FFH 28800 1 20 FEH 19200 1 20 FDH 9600 0 20 FDH 4800 1 20 F3H 0 20 FAH 2400 1 20 F3H 0 20 F3H 0 20 F4H 1200 1 20 E6H 0 20 E6H 0 20 E8H 600 1 20 CCH 0 20 CCH 0 20 D0H 300 0 20 CCH 0 20 98H 0 20 A0H 從表 25 中可以看出，當(dāng)選擇晶振 M Hzf O S C ? 時(shí)，波特率最為齊全，如無(wú)特別要求，通常在 SST89 系列單片機(jī)系統(tǒng)中選擇晶振頻率為 。一種是晶振頻率的 1/32，另一種是晶振頻率的 1/64，即 fosc/32和 fosc/64。 發(fā)送 SBUF（ 99H） 接收 SBUF（ 99H） TI（發(fā)送中斷） TXD 串行輸出 系統(tǒng)總線 輸入移位寄存器 移位 時(shí)鐘 RXD串行輸入 RI（接收中斷） 第 16 頁(yè) SST89 系列串行口波特率 SST89 系列串行通信的各 工作方式 波特率 如下： 方式 0 時(shí)波特率是固定的，為單片機(jī)晶振頻率的 1/12，即 BR= fosc/12。當(dāng)一幀數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，將 TI 置 1 向 CPU 發(fā)中斷，當(dāng)接收到一幀數(shù)據(jù)后，將 RI置 1向 CPU 發(fā)中斷。 圖 29 串行口組成示意圖 SBUF 是串行口的緩沖寄存器。但接收緩沖器只能讀出不能寫入，而發(fā)送緩沖器則只能寫入不能讀出，它們的地址為99H。計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)出來(lái)以后要通過(guò)這樣的芯片，把它調(diào)制成 RS232， RS232 再發(fā)到單片機(jī)板上，再通過(guò)這樣的CPU MAX232 單片機(jī) TTL RS232 第 15 頁(yè) 芯片轉(zhuǎn)換成 TTL 送給單片機(jī)，這樣就處理完成一次數(shù)據(jù)。另外一種就是 450 的方式 ，它是通過(guò)一種電流環(huán)的方式，有電流的時(shí)候表示 1，沒(méi)有電流的時(shí)候表示 0，在這種情況下來(lái)傳輸數(shù)據(jù)。加之其價(jià)格適中，硬件接口簡(jiǎn)單，所以被廣泛采用。 第 14 頁(yè) 串行通行 MAX232 芯片簡(jiǎn)介 MAX232 芯片是 MAXIM 公司生產(chǎn)的，包含兩路接收器和驅(qū)動(dòng)器的 IC芯片。其充電電流具體計(jì)算公式 見(jiàn) 公式 （ 21） 所示 ： RV VVI EDC??? （ 21） 式中 ， 為 VCC2 腳所接入的工作電壓 ； VD為二極管正向壓降 ； R 為寄存器 0和 1位編碼決定的電阻值 ； VE為 VCC1 腳所接入的電池電壓。 D2 和D3 可以選擇 VCC2 腳和 VCC1 腳之間串聯(lián)一個(gè)二極管或是兩個(gè)二極管。對(duì)任何片內(nèi)時(shí)鐘 /日歷寄存器或 RAM，在寫操作之前，寫保護(hù)位必須為 0，否則將不可寫入。秒寄存器的最高位 CH 標(biāo)志位是時(shí)鐘的暫時(shí)標(biāo)志。 第 12 頁(yè) 表 23 DS1302片內(nèi)各寄存器地址命令格式 時(shí)鐘 /RAM 固定 1 CR 地址 WR 秒 1 0 0 0 0 0 0 WR 分 1 0 0 0 0 0 1 WR 小時(shí) 1 0 0 0 0 1 0 WR 日 1 0 0 0 0 1 1 WR 月 1 0 0 0 1 0 0 WR 星期 1 0 0 0 1 0 1 WR 年 1 0 0 0 1 1 0 WR 控制 1 0 0 0 1 1 1 WR 涓流充電 1 0 0 1 0 0 0 WR 時(shí)鐘突發(fā)模式 1 0 1 1 1 1 1 WR RAM0 1 1 0 0 0 0 0 WR 每次對(duì)時(shí)鐘 /日歷的 8B或 31 個(gè) RAM 字節(jié)進(jìn)行全體寫入或讀出操作，稱其為多字節(jié)突發(fā)模式操作。時(shí)鐘突發(fā)寄存器可一次性順序讀寫除充電寄存器外的所有寄存器內(nèi)容。 在控制指令字輸入后的下一個(gè) SCLK 時(shí)鐘的上升沿時(shí)數(shù) 據(jù)被寫入 DS1302，數(shù)據(jù)輸入從低位即位 0 開始。 D6 是 RAM（為 1）或時(shí)鐘 /日歷（為 0）的標(biāo)識(shí)位。 圖 24 DS1302 的引腳圖 圖 25 DS1302 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 DS1302 基本控制操作 為了初始化任何數(shù)據(jù)的傳輸， RST 引腳信號(hào)應(yīng)由低變高，并且應(yīng)將具有地址和控制信息的 8 位數(shù)據(jù)（控制字節(jié)）裝入芯片的移位寄存器內(nèi)，數(shù)據(jù)的讀寫可以用單字節(jié)或多字節(jié)的突發(fā)模式方式進(jìn)行。只有在 SCLK 為低電平時(shí)，才能將 RST 置為高電平。 RST 輸入有兩種功能：（ 1） RST 接通控制邏輯，允許地址 /命令序列送入移位寄存器；（ 2） RST 提供了終止單字節(jié)或多字節(jié)數(shù)據(jù)的傳送手段。當(dāng) VCC2 大于 VCC1+ 時(shí)， VCC2 給DS1302 供電。 第 10 頁(yè) DS1302 引腳的功能及結(jié)構(gòu)圖 DS1302 的引腳如圖 24 所示。 DS1302 是美國(guó) Dallas 公司推出的一種高性能、低功耗、帶 RAM 的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，它可以對(duì)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒進(jìn)行計(jì)時(shí)，且具有閏年補(bǔ)償功能，時(shí)鐘可以工作于 24 小時(shí)模式或 AM/PM 的 12 小時(shí)模式。 讀引腳 ： 將外部的數(shù)據(jù)讀入到內(nèi)部總線。 P0 口為開漏極輸出，內(nèi)部沒(méi)有上拉電阻，為三態(tài)雙向 I/O 口，是標(biāo)準(zhǔn)的雙向口，可自由讀寫。 SST89 系列 單片機(jī)的 I/O 結(jié)構(gòu) 89E564RD 有四個(gè)雙向 I/O 口 P0、 P P2和 P3。 ALE/PROG(30) ： 地址允許 在訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)， ALE 用于鎖存出現(xiàn)在 P0 口的低 8 位地址。 EA能承受 12V的高 電壓。 在使用外部脈沖時(shí)，用以輸入時(shí)鐘脈沖。 89 系列單片機(jī)基本結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 LED 顯示系統(tǒng)的小型化發(fā)展。本論文研究的主要內(nèi)容就是在 LED 顯示屏的框架下實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘的顯示，設(shè)計(jì)一套小型的 LED 時(shí)鐘顯示系統(tǒng)。 LED 時(shí)鐘作為 LED 顯示屏的一種應(yīng)用，以其低耗，高亮的特性得到了廣泛的認(rèn)可和贊許。 。 。 。 。預(yù)計(jì)大型或超大型 LED 顯示屏的主流產(chǎn)品局面將會(huì)發(fā)生改變，適合于服務(wù)行業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)性要求的小型 LED 顯示屏?xí)休^大提高，面向信息服務(wù)領(lǐng)域的 LED 顯示屏產(chǎn)品門類和品種體系將更加豐富，部分潛在市場(chǎng)需求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)有所突破，如公共交通、停車場(chǎng)、餐飲、醫(yī)院等綜合服務(wù)方面的信息顯示屏需求量將有更大的提高，大批量、小型化的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng) LED 顯示屏在 LED 顯示屏市場(chǎng)總量中將會(huì)占有多數(shù)份額。 標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化 材料、技術(shù)的成熟及市場(chǎng)價(jià)格的基 本均衡之后， LED 顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化將成為 LED 顯示屏發(fā)展的一個(gè)新趨勢(shì)?；A(chǔ)材料的產(chǎn)業(yè)化。最初， LED 只是作為微型指示燈，在計(jì)算機(jī)、音響和錄像機(jī)等高檔設(shè)備中應(yīng)用，隨著大規(guī)模集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步， LED 顯示器正在迅速崛起，近年來(lái)逐漸擴(kuò)展到證券行情股票機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、 PDA 以及手機(jī)領(lǐng)域。 2021 年，紅色 LED 的亮度為 1000mcd，比 1982年的 3mcd 高出 5003300 倍，轉(zhuǎn)換效率也達(dá)到 20%。按照通常的光效定義， LED 的發(fā)光效率并不高，但由于 LED 的光譜幾乎全部集中于可見(jiàn)光頻段，效率可達(dá) 8090%。 第 2 頁(yè) 目前 LED顯示屏系統(tǒng)的狀況 被譽(yù)為“照亮未來(lái)的技術(shù)”的 LED（ LightEmittingDiode發(fā)光二極管），漸漸走近了我們的日常生活，并將 推動(dòng)顯示器領(lǐng)域發(fā)生一次革命性巨變。 本論文的學(xué)術(shù)背景及理論 早在 1962 年，貝爾實(shí)驗(yàn)室、惠普， IBM 等公司就著手開發(fā)商用型發(fā)光二極管（ LED），并在 1968 年利用 GaAsP 研制出了商用 655nm 紅色 LED， 1971 年， HP 公司推出了利用 GaAsP LED 作為顯示器的 5300A 500MHz 便攜式頻率計(jì)。其原因內(nèi)部已集成各種應(yīng)用電路。 軟件方面發(fā)展主要為匯編語(yǔ)言、 C 語(yǔ)言、嵌入式操作系統(tǒng)。 803 804 Z80 等 型號(hào)的單片機(jī) 現(xiàn)在在主流市場(chǎng)上基本沒(méi)有蹤影， 而利用 匯編語(yǔ)言開發(fā)產(chǎn)品的艱苦工作也逐步被 C語(yǔ)言所 取代。 the last part is a brief prospect of this design. Key words: LED simulation clock, LED display screen, clock chip, singlechip puter 目 錄 第 1 章 緒 論 ........................................................... 1 引言 ............................................................. 1 本論文的學(xué)術(shù)背景及理論 ........................................... 1 目前 LED 顯示屏系統(tǒng)的狀況 ...................................... 2 LED 顯示屏系統(tǒng)的發(fā)展方向 ...................................... 2 LED 顯示屏系統(tǒng)的應(yīng)用 .......................................... 3 本論文研究課題的來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容 ............................... 4 第 2 章 相關(guān)背景知識(shí)的介紹 .............................................. 5 SST89 系列單片機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) ........................................ 5 SST89 系列單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu) .................................... 5 DS1302 芯片的原理及結(jié)構(gòu) ....................................... 9 串行通行 ........................................................ 14 MAX232 芯片簡(jiǎn)介 ...................................