【正文】 其管腳圖如下： 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 硬件模塊設(shè)計 25 圖 引出端符號： A、 B、 C、 D 譯碼 輸入端（低電平有效） G G2 選通端（低電平有效） 015 輸出端 （低電平有效） 真值表如下表： 表 3. 74LS154 真值表 說明： H高電平 L低電平 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 硬件模塊設(shè)計 26 X任意 極限值 ： 電源電壓 ———————————————————— +5V 輸入電壓 ———————————————————— 工作環(huán)境溫度 54154————————————————— 55~125℃ 74154——————————————————— 0~70℃ 貯存溫度 ——————————————————— 65~150℃ 74LS154 邏輯圖： 圖 10 74LS154邏輯圖 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 硬件模塊設(shè)計 27 推薦工作條件： 表 4. 推薦工作條件表 CT54154/CT74154 單位 最小 額定 最大 電源電壓 Vcc 54 5 V 74 5 輸入高電平電壓 VIH 2 V 輸入低電平電壓 VIL V 輸出高電平電流 ICH 805 μ A 輸出低電平電流 ICL 16 mA 靜態(tài)特性如下表（ TA為工作環(huán)境溫度范圍） 表 5. 靜態(tài)特性表 參數(shù) 測試條件 [1] 154 單位 最小 最 大 VIK 輸入鉗位電壓 Vcc最小 IIK=12mA V VOK輸出高電平電壓 Vcc=最小 ,VIH=2V,VIL=, IOH=800μ A V VOL輸出低電平電壓 Vcc=最小 ,VIH=2V,VIL=， IOL=16mA V II最大輸入電壓時輸入電壓 Vcc=最大， VI= 1 mA IIH輸入高電平電流 Vcc=最大 ,VIH= 40 μ A VIH輸入低電平電流 Vcc=最大， VIL= mA Ios輸出短路電流 Vcc=最大 54 20 55 mA 74 18 57 Icc電源電流 Vcc=最大時鐘 所有輸入開路 54 49 mA 74 56 [1]：測試條件中的“最大”和“最小”用推薦工作條件中的相應(yīng)值。 4 線 — 16 線 譯碼器 74LS154 74LS154 為 4 線 16 線譯碼器，其主要電特性的典型值如下： 表 2. 74LS154 的主要電特性的典型值表： TPD Pd ABCDoutput G G2output 23ns 19ns 170mW 當(dāng)選通端（ G G2）為低電平時，可將輸入端（ ABCD）的二進(jìn)制編碼在一個對應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。 ● XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。注意加密方式 1 時， /EA 將內(nèi)部鎖定為 RESET；當(dāng)/EA 端保持高電平時，此間內(nèi)部程序存儲器。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。 ● /PSEN：外部程序存儲器的選通信號。另外 ， 該引腳被略微拉高 。如想禁止 ALE 的輸出可在 SFR8EH 地址上置 0。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。在 FLASH 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 硬件模塊設(shè)計 24 時間 。 ● P3 口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下 所示： RXD（串行輸入口） TXD（串行輸出口） /INT0（外部中斷 0） /INT1（外部中斷 1） T0（記時器 0外部輸入） T1（記時器 1外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） P3 口同時為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號。當(dāng) P3 口寫入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時接收高八位地址信號和控制信號。 P2 口當(dāng)用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲器進(jìn)行存取時， P2 口輸出地址的高八位。并因此作為輸入時， P2 口的管腳被外部拉低，將輸出電流。在 FLASH 編程和校驗(yàn)時， P1口作為第八位地址接收。 ● P1 口： P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的 8位雙向 I/O 口， P1口緩沖器能接收輸出 4TTL 門電流。 P0 能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 ● P0 口： P0 口為一個 8 位漏級開路雙向 I/O 口，每腳可吸收 8TTL 門電流。 片內(nèi)振蕩器和時鐘電路 管腳說明 ● VCC：供電電壓。 可編程 全雙工 串行通道 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 硬件模塊設(shè)計 23 178。 一個數(shù)據(jù)指針 DPTR 178。32 可編程 I/O 線 178。 三級程序存儲器鎖定 178。 8K 字節(jié)可編程閃爍存儲器 壽命： 1000 寫 /擦循環(huán) 數(shù)據(jù)保留時間： 10年 178。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 硬件模塊設(shè)計 22 主要元件介紹 單片機(jī) AT89C52 E A / V P31X119X218R E S E T9RD17WR16IN T 012IN T 113T014T115P 101P 112P 123P 134P 145P 156P 167P 178P 0039P 0138P 0237P 0336P 0435P 0534P 0633P 0732P 2021P 2122P 2223P 2324P 2425P 2526P 2627P 2728P S E N29A L E /P30T X D11R X D10G N D20V C C40A T 8 9C 5 2 圖 8 AT89C52 引腳圖 性能說明 178。 所以本設(shè)計所采用的就是第 3種方案，采用動態(tài)掃描法串行輸出數(shù)據(jù)。若要顯示一幀畫面，先送出第一行的數(shù)據(jù)，然后選通并點(diǎn)亮第一行，延時；此后送出第二行的數(shù)據(jù)，同樣選通、點(diǎn)亮并延時；依次將所有行掃描完，即給出了一幀的畫面。 方案二和方案三同樣采用動態(tài)掃描實(shí)現(xiàn)顯示過程。但這種設(shè)計存在致命的缺點(diǎn)：電路復(fù)雜，硬件利用率低，成本巨大。 方案一所謂的靜態(tài)掃描就是對 LED電子顯示屏中的每一象素點(diǎn)都通過硬件單獨(dú)控制，整個 LED 顯示屏所有的 LED 的同時顯示。見過上面分析，可以歸納出列驅(qū)動器電路應(yīng)具備的主要功能對于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來說，應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并出的移位功能；對于列數(shù)據(jù)顯示來說，應(yīng)具有并行鎖存的 功能。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時間相當(dāng)要長一些，在行掃描周期確定的情況下，行顯示的時間就會縮短，以致會影響到LED 的亮度效果。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序逐位輸出給列驅(qū)動器，只有當(dāng)一行中的各列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。當(dāng)列數(shù)很多時，并行傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?。從控制電路到列?qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機(jī)的存儲器中，按 8 位一個字節(jié)的形式順序 排放。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒 24 次以上）時，由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，我們就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。以 16X16 點(diǎn) 陣為例，把所有同一行發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同一列發(fā)光管的陰極連在一起，先送出對應(yīng)第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第一行使其點(diǎn)亮一定的時間，然后熄滅 。因此在實(shí)際應(yīng)用中，顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計，而采用另一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。如果采用鎖存器來擴(kuò)展端口，那么按 8 位的鎖存器來計算，一個 16X16 的點(diǎn)陣需要 32 個鎖存器。這種同時控制各個發(fā)光點(diǎn)亮滅的 方法稱為靜態(tài)驅(qū)動顯示方式。因此，設(shè)計方案的比較主要對此展開。東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） 硬件模塊設(shè)計 20 2 硬件模塊設(shè)計 方案的比較 一、方案 選擇論證 LED 電子顯示屏的系統(tǒng)組成主要由單片機(jī)控制模塊、驅(qū)動模塊（電子顯示屏屏體由若干模塊拼裝而成）組成。 10V 到 TTL/ CMOS 電平 + 5V 的轉(zhuǎn)換。它含有 4 個反向器 ,可實(shí)現(xiàn) 2 路 TTL/ CMOS 電平 + 5V 到 RS 232C 電平177。 MAX232 電平轉(zhuǎn)換芯片 MAX232 的組成框圖如圖 1 所示。此方法優(yōu)點(diǎn)是只需單一個 + 5V 電源供電 ,可靠性高 ,無需增加程序設(shè)計的復(fù)雜性 , 常用的芯片有 ICL232 ,MAX232 ,TSC232 等。采用此方法串行通信只能工作于半雙工狀態(tài) ,而且程序設(shè)計復(fù)雜。由于 MC1488 和 MC1489 需要 15V 或12V 供電 ,所以使用不方便 ,而且工作穩(wěn)定性和可靠性也不高。 東華理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文） LED 顯示屏工作原理 19 PC 機(jī)與單片機(jī)串行通信接口設(shè)計 PC 機(jī)與單片機(jī)通信時必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換 PC 機(jī)串行口使用的是 RS 232C 邏輯電平 ,而 AT89C51 單片機(jī)串行口的輸入輸出均為 TTL 電平 ,因此 ,當(dāng) PC 機(jī)與單片機(jī)通信時必須進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。 （ 2） 點(diǎn)陣字庫 把上述很多很多字符的字模數(shù)據(jù)按照一定的排列順序存放在一起，就形成了點(diǎn)陣字庫。 12 點(diǎn)陣的漢字，以本人編寫的字模工具軟件 為例，是這樣處理的：先假設(shè)對 12179。由上述的示例，我們可以清晰的了解到 可視字符、位信息與字模數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。據(jù)此可以描繪出 “ 田 ” 字的位（ bit）信息。那么計算機(jī)是如何來存貯顯示字符的呢？下面我們舉例來說明點(diǎn)陣字符的數(shù)據(jù)存貯及顯示原理（這里我們主要討論的是點(diǎn)陣字符，故有關(guān)計算機(jī)矢量字符的顯示及其原理這里就不作說明，而且單片機(jī)的尋址和計算能力遠(yuǎn)不及 PC ，故顯示矢量的字符還是有一定的困難）。LED 顯示系統(tǒng)中去，其實(shí)單片機(jī)系統(tǒng)的顯示原理和計算機(jī)是一樣的。由于掃描時間很快和人眼的視覺暫留效應(yīng)，就可以顯示圖形或文字。 當(dāng)行上有一負(fù)脈沖選通信號時，列端四位數(shù)據(jù)為 1者發(fā)光二極管導(dǎo)通點(diǎn)亮。 8點(diǎn)陣 LED 顯示器，用 AT89C52 單片機(jī)進(jìn)行控制，因此它很適宜于按掃描方式動態(tài)顯示多個字符數(shù)據(jù)， 所以我們只選用了48個 NPN 型三極管作為驅(qū)動顯示器的電路。所以要使動態(tài)顯示器達(dá)到靜態(tài)顯示器的亮度，必須將驅(qū)動器能力提高 n倍。 動態(tài)顯示則不然，由于一位數(shù)據(jù)的顯示是由段和位選信號共同配合完成的，因此，必須同時考慮段和位的驅(qū)動能力，而且段的驅(qū)動能力決定位的驅(qū)動能力。 如果是靜態(tài)顯示，則 LED 驅(qū)動器的選擇較為簡單，只要驅(qū)動器的驅(qū)動能力與顯示器工作電流相匹配即可。 8點(diǎn)陣 LED顯示分成行和列兩部分，字符數(shù)據(jù)從 P0 口輸出，掃描控制字從 P3口輸出，每一列由一個字節(jié)的數(shù)據(jù)組成，數(shù)據(jù)可一次送入，然后掃描一行，顯示一個字需要掃描 8次 [7]。 8 點(diǎn)陣 LED 的引腳圖如圖 6 所示，當(dāng)采用單片機(jī)進(jìn)行控制時，連接點(diǎn)陣顯示器的共陽 極 r 端需經(jīng)驅(qū)動三極管 8055 與單片機(jī)的 P3 口相連，而共陰極 c端需經(jīng)限流電阻與單片機(jī)的 P0口相連。然后寫入單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲單元中。當(dāng)給發(fā)光二極管陽極引出端 r1 加高電平，陰極引出端 c1 加低電平時，左上角的二極管被點(diǎn)亮因此，對于行和列的電平進(jìn)行掃描控制時，可以達(dá)到顯示不同漢字的目的。 8 點(diǎn)陣的二極管。有單色 和雙色之分，這種顯示器有共陽極接法和共陰極接法兩種，設(shè)計中用到的是共陽極的顯示器。 8點(diǎn)陣 LED顯示器，簡稱 LED 點(diǎn)陣板或 LED 矩陣板。為顯示和打印輸出漢字而形成的漢字編碼為字形碼，計算機(jī)通過漢字內(nèi)碼在字模庫中找出漢字的字形碼，實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)換 [8]。 可以這樣理解，為在計算機(jī)內(nèi)表示漢字而統(tǒng)一的編碼方式形成漢字編碼叫內(nèi)碼（如國標(biāo)碼），內(nèi)碼是惟一的。 即：字節(jié)數(shù) =點(diǎn)陣行數(shù) 179。2 字節(jié) /行 =32 字節(jié)，即 16179。例：用 16179。48 點(diǎn)陣。16 點(diǎn)陣或 24179。 用于顯示的字庫叫顯示字庫。漢字庫可分為軟字庫和硬字庫。 為了將漢字在顯示器或打印機(jī)上輸出，把漢字按圖形符號設(shè)計成