【正文】 最后，衷心的感謝電子通信工程系各位老師幾年來對我諄諄不諱的教導與培養(yǎng)，使得我順利完成學業(yè)。同時還要感謝大學四年來所有的老師，為我們打下電子專業(yè)知識的基礎；然后還要感謝所有的同學們，正是因為有了大家的支持和鼓勵，此次畢業(yè)設 計才會順利完成。在研究過程中，開闊了我的視野，為以后的學習、工作打下了堅實的基礎。在學習中，給我提供了一個寬松的學習環(huán)境，使我能充分發(fā)揮自己的思維和創(chuàng)造能力。本論文是在導師程琤老師的精心指導下完 成的。借此機會，我要衷心感謝我的導師程琤老師對我的教誨、關心和幫助。 05 級的電子信息工程專業(yè)是一個有著積極奮進，充分活力的集體。本系 統(tǒng) 設 計著 重于對雙色屏的研究，對于灰度不同的真彩色 LED 顯示屏的設計以及設備的驅(qū)動，有待于進一步的學習探討。但是由于 LED 顯示屏的分析、設計與實際應用環(huán)境及應用目的有很大關系，所以對其控制系統(tǒng)的要求也是不同的。通過信息預先保存，不會因上位機的故障影響信息顯示，突然斷電也不會丟失數(shù)據(jù)?；痉项A期設想，并在實際中得到應用。 無線 LED 顯示屏的設計 33 第五章 總結(jié) 通過分析 LED 顯示屏的技術發(fā)展現(xiàn)狀，根據(jù)實際應用需求，完整的設計了 LED 顯示屏控制系統(tǒng)。這樣，當?shù)谝恍行枰@示的數(shù)據(jù)經(jīng)過 8x8=64 個 SCK 時鐘后便 可將其全部移入 74HC595 中，此時還將產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)鎖存信號 RCK 將數(shù)據(jù)鎖存在 74HC595無線 LED 顯示屏的設計 32 中，并在使能信號 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應的場驅(qū)動管處于放大或截止狀態(tài)；同時由行掃描控制電路產(chǎn)生信號使第一行掃描管導通，相當于第一行 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；此外，在第一行 LED 管點亮的同時，再在 74HC595中移入第二行需要顯示的數(shù)據(jù)，隨后將其鎖存，同時由行掃描控制電路將第一行掃描管關閉而接通第二行，使第二行 LED 管點亮，以此類推，當 第十六行掃描過后再回到第一行，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。就會形成 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，即會有 16 路輸出。 無線 LED 顯示屏的設計 30 設計部分原理圖介紹 圖 5 行驅(qū)動電路 電路中加入了一個 416 線譯碼器 74LS154，其輸入是一個 16 進制碼，解碼輸出為低態(tài)掃描信號，它們的管腳示意圖如上所示。 串行通訊模塊 串行通訊程序主要是實現(xiàn)與 PC 機的通訊，當通訊接收中斷標志位 RI 被硬件置 1 時，有數(shù)據(jù)從 PC 機傳送到單片機，單片機軟件消 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，當存滿后，再將數(shù)據(jù)寄存到片外的數(shù)據(jù)存儲器里。 滾動顯示模塊 滾動顯示主要是實現(xiàn)顯示信息的換屏，一屏顯示一個字， 2s 后換一屏，直到所有信息都顯示完畢后，接著從頭開始顯示，換屏主要是根據(jù) PC 機傳送來的字節(jié)數(shù)，通過改變指針來實現(xiàn)的。 單元顯示屏可以接收來自控制器（主控制電路板）或上一級顯示單元模塊傳輸下來的數(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)任何變化無線 LED 顯示屏的設計 29 的再傳送到下一級顯示模塊單元中，因此顯示板可以擴展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。然后顯示驅(qū)動程序查詢當前燃亮的行號，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位寄存器，為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動程序首先要關閉顯示屏，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，重新打開顯示。 從有利于實現(xiàn)較復雜的算法（顯示效果處理）和有利于程序結(jié)構化考慮，顯示屏程序適宜采用 C 語言編寫。顯示驅(qū)動器程序由定時器 T0 中斷程序?qū)崿F(xiàn)。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)動程序，第二層是上層的系統(tǒng)應用程序。由于并行接口只用與液晶顯示模塊，所以 /CE 只需接地即可。若指令中含有參數(shù)，則每條指令在執(zhí)行時需先送入?yún)?shù)，再送入指令代碼。顯示單元采用內(nèi)藏 T6963C控制器的圖形液晶顯示模塊 VPC240128TA， T6963C 是點陣圖形式控制器，能直接于 80 系列的 8 位微處理器接口。 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 內(nèi)碼的問題，其顯示點陣直接按 ASCII 碼從小到大依次排列，不過每個ASCII碼在文本文件中只占 1個字節(jié)并且小于 80 H, 每個 ASCII碼為 8 16點陣，即在 ASCII16 文件中，每個 ASCII 碼的點陣也只占 16 個字節(jié)。用 RF1800 編程器讀入二進制文件 BE00 H （ 48640D是十進 制，將其轉(zhuǎn)變?yōu)槭M制后得 BE00 H）開始的 32 個字節(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（以上全為下十六進制） . 在單片機系統(tǒng)中，連續(xù)取 32 個字節(jié)送到 LCD 的相應位置，就能正確顯示漢字后的圖形符號。 PC 的文本文件中，漢字是用機內(nèi)碼的形式存儲的，每個漢字占 2 字節(jié)，其中第一個字節(jié)為機內(nèi)碼的區(qū)碼，漢字機內(nèi)碼的區(qū)碼范圍是從 0A1H（十六進制）開始，對應區(qū)位碼中區(qū)碼的第一區(qū)；而機內(nèi)碼的第二個字節(jié)為機內(nèi)碼的位碼，范圍也是從 0A1H（十六進制）開始，對應某區(qū)中的第一個位碼。 UCDOS 軟件中的文件 HZK16 和文件 ASC16 分別為 16 16 的國際漢字點陣文件和 8 16 的 ASCII 碼點陣文件， HZK16 中按漢字區(qū)位碼從小到大依次存放國標區(qū)位碼表中的所有漢字，每個漢字占用 32 字節(jié)，每個區(qū)為 94 個漢字。前兩位是“區(qū)”號，后兩位是“位”號。給定一個“區(qū)”值和“位”值就可以確定一個 惟一的漢字或圖形符號。其中“區(qū)”的序號由 01 區(qū)至94 區(qū)，“位”的序號也由 01 位至 94 位。 國家標準信息交換用漢字字符集 GB 231280 共收錄了漢字、圖形符號等共 7445個，其中漢字 6763 個，按照漢字使用的頻度分為兩級，其中一級漢字 3755 個，二級漢字 3008 個。當任何一個選通輸入是高時，所有輸出都為高。當兩個選通輸入 G1 和 G2 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。每一條線上要帶動 16 列的 LED 進行顯示，按每一個 LED 器件 20MA 電流計算， 16 個LED 同時發(fā)光時，需要 320MA 電流，選通三極管 8550 作為驅(qū)動管可滿足要求。但因為 QH 受輸出鎖存器的打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出 QH，作為與移位寄存器完全同步的級聯(lián)輸出。由于 SCK 和 RCK 兩個信號是互相獨立的，所以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不 干擾。引腳 G是輸出三態(tài)門的開放信號，只有當其為低時鎖存器的輸出才開放，否則為高組態(tài)。移位后的各位信號出現(xiàn)在各移位寄存器的輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。引腳 SI 是串行數(shù)據(jù)的輸入端。它具有一個 8 位串行輸入并行輸出無線 LED 顯示屏的設計 23 的移位寄存器和一個 8 位輸出鎖存器的結(jié)構，而且移位寄存 器和輸出鎖存器的控制是各自獨立的，可以實現(xiàn)在本顯示行數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達到重疊處理的目的。模擬輸入 比較器 1 的同相輸入端 （ 22） CP1 6 引腳。模擬輸入 比較器 0 的同相輸入端 （ 20） CP0 8 引腳。 （ 18） ALE/ 57 引腳。數(shù)字 I/O 外部存儲器地址總線位 8（復用方式）。外部存儲器數(shù)據(jù)總線位 0（非復用方式）。 （ 16） AD0/D0/ 54 引腳。 （ 15） ALE/ 93 引腳。 （ 14） /WR/ 55 引腳。 （ 13） /RD/ 56 引腳。該引腳接高電平時使能內(nèi)部 VDD 監(jiān)視器工作，當 VDD＜ 時強制系統(tǒng)復位。 （ 12） MONEN 28 引腳。模擬輸出晶體輸出。如果被一個外部 CMOS 時鐘驅(qū)動，則該引腳提供系統(tǒng)時鐘。該引腳為晶體或陶瓷諧振器的內(nèi)部振蕩器電路的反饋輸入。 （ 10） XTAL1 26 引腳。當VDD＜ 并且 MONEN 為高時被驅(qū)動為低電平。數(shù)字 I/O 器件復位。 TDO 輸出是一個三態(tài)驅(qū)動器。數(shù)字輸出帶 JTAG 測試數(shù)據(jù)輸出，帶內(nèi)部上拉。 TDI 在 TCK上升沿被鎖存。 （ 7） TDI 3 引腳。 （ 6） TCK 2 引腳。 （ 5） TMS 1 引腳。 （ 4） AGND 10,13 引腳。模擬電源。 （ 2） DGND 38,63,89 引腳。數(shù)字電源。 DAC 在作為比較器的參考電壓或為 ADC 差分輸入提供偏移電壓時非常有用。這一機制允許用軟件寫和定時器定時器 3 及定時器 4 的溢出信號更新 DAC 輸出?？赏ㄟ^設置交叉開關將比較器的輸出接到端口 I/O 引腳。這些中斷能將 MCU 從休眠方式喚醒。 比較器的回差電壓可以用軟件編程。 MCU 與每個比較器和 DAC 之間的數(shù)據(jù)和控制接口通過特殊功能寄存器實現(xiàn)。在轉(zhuǎn)換完成后， 8 位數(shù)據(jù)字被鎖存到一個特殊功能寄存器中。用軟件命令可以使 ADC1 與 ADC0 同步轉(zhuǎn)換。 PGA 增益可以用軟件設置為 、 2 或 4。 可編程增益放大器接在模擬多路選擇器之后。對于 C8051F020/2 器件， ADC1 有其專用的 VREF1 輸入引腳；對于 C8051F021/3 器件， ADC1 與 12/10 位的 ADC0 共享 VREFA 輸入引腳。 ADC1 完全由 CIP51 通無線 LED 顯示屏的設計 20 過特殊功能寄存器控制。 1LSB。 8 位模 /數(shù)轉(zhuǎn)換器 C8051F020 有一個片內(nèi) 8 位 SAR ADC（ ADC1），帶有一個 8 通道輸入多路選擇器和可編程增益放大器。 窗口比較寄存器可被配置為當 ADC 數(shù)據(jù)位于一個規(guī)定的 范圍之內(nèi)或之外時向控制器申請中斷。在轉(zhuǎn)換完成后， 10 或 12 位轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)字被鎖存到兩個特殊功能寄存器中。這種靈活性允許用軟件事件、外部硬件信號或周期性的定時器溢出信號觸發(fā)轉(zhuǎn)換。當不同 ADC 輸入通 道之間輸入的電壓信號范圍差距較大或需要放大一個具有較大直流偏移的信號時（在差分方式， DAC 可用于提供直流偏移），這個放大環(huán)節(jié)是非常有用的。系統(tǒng)控制器可以將 ADC 置于關斷狀態(tài)以節(jié)省功耗。有一個輸入通道被連到內(nèi)部溫度傳感器，其它 8 個通道接外部輸入。 C 的電壓基準可通過 VREF 輸出引腳為其它系統(tǒng)部件或片內(nèi) ADC 產(chǎn)生基準電壓。對于 C8051F020/2 器件， ADC0 有其專用的 VREF0 輸入引腳；對于 C8051F021/3 器件， ADC0 與 8 位的 ADC1 共享 VREFA 輸入引腳。 C8051F022/3 有一個片內(nèi) 10 位 SAR ADC，技術指標和配置選項與 C8051F020/1 的 ADC 類似。該 ADC 工作在 100ksps 的最大采樣速率時可提供真正的12 位精度， INL 為177。這些串行總線不“共享”定時器、中斷或端口 I/O 等資源， 所以可以使用任何一個或全部同時使用。 C8051F020 系列 MCU 內(nèi)部有兩個增強型全雙工 UART、 SPI 總線和 SMBus/I2C。 每個捕捉比較模塊都有六種工作方式：邊沿觸發(fā)捕捉、軟件定時器、高速輸出、頻率輸出、 8 位脈沖寬度調(diào)制器和 16 位脈沖寬度調(diào)制器。 PCA 包括一個專用的 16 位計數(shù)器定時器時間基準和 5 個可編程的捕捉比較模塊。這一特性允許用戶根據(jù)自己的特定應用選擇通用端口 I/O 和所需數(shù)字資源的組合。與具有標準復用數(shù)字 I/O 的微控制器不同，這種結(jié) 構可支持所有的功能組合。可能最獨特的改進是引入了數(shù)字交叉開關。每個端口 I/O 引腳都可以被配置為推挽或漏極開路輸出。在 F020/2 中有 4 個附加的端口（ 6 和 7），因此共有 64 個通用端口 I/O。還有一個位于地址 0x10000 0x1007F 的 128 字節(jié)的扇區(qū)，該扇區(qū)可作為一個小的軟件常數(shù)表使用。該存儲器以 512 字節(jié)為一個扇區(qū)，可以在系統(tǒng)編程，且不需特別的外部編程電壓。 EMIF 可以被配置為地址數(shù)據(jù)線復用方式或非復用方式。這個片內(nèi)的 4K 字節(jié) RAM 塊可以在整個 64K 外部數(shù)據(jù)存儲器地址空間中被尋址（以 4K 為邊界重疊）。前 32 個字節(jié)為 4 個通用寄存器區(qū)，接下來的 16 字節(jié)既可以按字節(jié)尋址也可以按位尋址。用間接尋址 訪問通用 RAM 的高 128 字節(jié)，用直接尋址訪問 128 字