【正文】 .[3] .[M]北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2006.[4] 侯坤,[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟,認為LED應(yīng)用將會更加廣泛。通過這次設(shè)計我得到了寶貴的經(jīng)驗和教訓(xùn)：（1）在設(shè)計前應(yīng)做好理論分析，明確設(shè)計思路；（2）在選擇元器件時不僅要考慮元器件的功能還要考慮元器件在系統(tǒng)中的兼容性；（3）軟件編寫時在實現(xiàn)功能的基礎(chǔ)上，要不斷的優(yōu)化，使其更加易讀。之后燒入單片機STC89C51中，通過觀察電路硬件和輸出驅(qū)動控制等元器件來檢測系統(tǒng)是否能夠正常工作。 軟件調(diào)試由于已經(jīng)進行了硬件調(diào)試，所以軟件調(diào)試主要是軟件編譯和將各功能塊程序分別寫入以驗證其功能的可實現(xiàn)性。5. 系統(tǒng)調(diào)試 硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是調(diào)試各部分的焊接是否有虛焊或漏焊和各元器件的輸出輸入電壓是否符合設(shè)計要求，最后測試各硬件部分能否實現(xiàn)設(shè)計功能。同理第17至32個元素的第8至第1位對應(yīng)LED顯示屏中的第9至第16行。顯示數(shù)據(jù)與列的對應(yīng)關(guān)系為：第i列對應(yīng)的數(shù)據(jù)為數(shù)組中i和第2i個數(shù)據(jù)。像這樣依次循環(huán)選通各列來顯示所需要的畫面。靜態(tài)顯示程序流程圖如圖42所示:初 始 化讀取顯示數(shù)據(jù)依次選通列，行74LS164的CLOCK端置低，鎖存器禁止輸出對應(yīng)行數(shù)組元素與0X01相與，相與結(jié)果寫入單片機端口輸出右移次數(shù)是否為8 Y N 圖42 靜態(tài)顯示程序流程圖本設(shè)計顯示采用的是列掃描的顯示方式，選通一列后按照列與數(shù)據(jù)元素的對應(yīng)關(guān)系第i列對應(yīng)的行數(shù)據(jù)為數(shù)組中的第i和第i+16個元素。 顯示程序的流程圖開 始顯示程序分為靜態(tài)顯示程序、左移顯示、右移顯示、上移顯示、下移顯示五種顯示方式。因此可知一幅畫面的數(shù)據(jù)量為32字節(jié)。8個像素對應(yīng)一個字節(jié)，字節(jié)的位順序是按照上高下低的順序排列，例如從上到下8個點的狀態(tài)是“**”(*為黑點，為白點)，轉(zhuǎn)換為字模數(shù)據(jù)是0x82(B1000_0010)。 顯示程序的設(shè)計 點陣數(shù)據(jù)表達方式， 該顯示系統(tǒng)的顯示數(shù)據(jù)采取縱向取模方向，正向的數(shù)據(jù)存儲方式。 系統(tǒng)初始化化從顯示數(shù)組讀取數(shù)據(jù)到顯示寄存器 調(diào)用相應(yīng)的顯示程序圖41 主流程圖程序開始時應(yīng)當(dāng)先對單片機進行初始化，初始化的內(nèi)容有：各I\O口功能的設(shè)定。本設(shè)計主控程序只實現(xiàn)漢字顯示的單一功能。電路如圖34所示圖34 串口通信系統(tǒng)電路圖 電源設(shè)計在系統(tǒng)中MAX2374LS16STC89C51都需要5V的供電電壓，在系統(tǒng)開發(fā)過程中可以使用電腦USB供電。在通用的電平轉(zhuǎn)換芯片中MAX232系列的芯片以集成度高，單＋5V電源工作，只需外接5個小電容即可完成RS232C與TTL電平之間的轉(zhuǎn)換而成為單片機系統(tǒng)中的常用芯片之一。CL=15PfVcc=5V161714212019NsNsNsfmaxSTcp到SHcp最大時鐘速度10057MHzCL輸入電容 PfCPD每包電容電量損耗115 130Pf圖33 列驅(qū)動電路 通信系統(tǒng)硬件設(shè)計STC89C51單片機具有全雙工串行UART通道，支持單片機進行數(shù)據(jù)的串行傳輸。表32 74HC595工作參數(shù)符號參數(shù)條件TYP單位HCHCttPHL/tPLH傳輸延時SHcp到Q739。 移位寄存器有一個串行移位輸入（Ds），和一個串行輸出（Q7’）,再加一個異步的低電平復(fù)位，存儲寄存器有一個并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能OE時（為低電平），存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。數(shù)據(jù)在Sh cp的上升沿輸入到移位寄存器中，在ST cp的上升沿輸入到存儲寄存器中去。74HC595具有8位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。這樣就可以減少I/O口的占用數(shù)目，為單片機擴展其他功能騰出空間。因此8550在驅(qū)動電路中起到提供驅(qū)動電流和選通開關(guān)的作用。當(dāng)譯碼器端口輸出高電平時發(fā)射極與基極之間的電勢差為5V－－，由于發(fā)射極與基極之間電勢差的下降導(dǎo)致基極電子向發(fā)射極擴散的電子數(shù)量減少。當(dāng)譯碼器端口輸出為低電平時，發(fā)射極與基極電勢差為5V－基極中帶負電的電子越過PN結(jié)擴散到發(fā)射區(qū)。表31 74LS164工作參數(shù)參數(shù)最小值標(biāo)準(zhǔn)值最大值單位高電平輸入電壓2——V低電平輸入電壓——V高電平輸出電壓V低電平輸出電壓—V時鐘頻率0—25MHZ 驅(qū)動電路設(shè)計 行驅(qū)動電路設(shè)計發(fā)光二極管，LED(Light Emitting Diodes)，即是在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。當(dāng)A、B任意一個為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入，在時鐘端（CLOCK）脈沖上升沿作用下Q0為低電平。當(dāng)清除端（CLEAR）為低電平時，輸出端（QA－QH）均為低電平。這樣就大大減少了I/O口的使用數(shù)目，為單片機擴展其他功能騰出空間。如果不采用譯碼電路完全依靠單片機的端口輸出來控制16*16的LED點陣屏顯示，至少需要32個端口。所以P1和P2口作為外部數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的擴展使用，以備內(nèi)部存儲器和程序存儲器不夠用的情況時使用。根據(jù)所需功能選擇單片機端口并添加所用的元器件。 控制系統(tǒng)設(shè)計控制電路設(shè)計中采用的是單片機系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須要是工作在一個最小系統(tǒng)（指單片機的最小配置系統(tǒng)）。其次可以提高LED顯示屏的掃描速度，單片機的執(zhí)行速度要盡可能的快。通過查閱資料和篩選最終的硬件原理圖如圖31所示。其工作過程為：單片機通過通信系統(tǒng)發(fā)送控制指令和顯示代碼內(nèi)容，執(zhí)行控制指令處理顯示代碼將顯示內(nèi)容通過I/O口串行輸出并且控制譯碼電路完成串并轉(zhuǎn)換并行輸出，最后由顯示驅(qū)動電路進行電壓和電流的處理以達到LED顯示屏的顯示電流、電壓的要求進而使顯示屏顯示內(nèi)容。通信程序靜態(tài)顯示程序主程序特效顯示程序控制程序 設(shè)計方案和硬件總體結(jié)構(gòu)確定的情況下，軟件可以分為主程序，顯示子程序，各種特效顯示子程序，通信程序三個主要部分組成。 硬件設(shè)計方案如圖22所示，以單片機作為核心控制器件存儲和處理顯示內(nèi)容，用串行通信的方式將顯示內(nèi)容和控制指令傳輸?shù)絾纹瑱C系統(tǒng)，單片機根據(jù)傳輸來的內(nèi)容和指令通過端口譯碼擴展后驅(qū)動4塊8*8LED點陣模塊構(gòu)成的16*16的LED點陣顯示屏。通用異步接收/發(fā)送器，簡稱UART（Universal Asynchronous