【正文】 C 近兩年也加大了對 LED 標(biāo)準(zhǔn)的研究 ,相繼對 LED 模塊、 LED 連接件及 LED 控制件提出了標(biāo)準(zhǔn)草案。單片機的特點是體積小、集成度高、重量輕、抗干擾能力強，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易。在我國，單片機已被廣泛地應(yīng)用在工業(yè)自動化控制、自動檢測、智能儀表、智能化家用電器、航空航天系統(tǒng)和和國防軍事、尖端武器等各個方面。更重要的意義是單片機的應(yīng)用改變了控制系統(tǒng)傳統(tǒng)的設(shè)計思想和方法。這種以軟件結(jié)合硬件或取代硬件并能提高系統(tǒng)性能的控制技術(shù)稱為微控制技術(shù)。 生產(chǎn)需求狀況 信息化社會的到來，促進(jìn)了現(xiàn)代信息顯 示技術(shù)的發(fā)展，形成了 CRT、 LCD、 PDP、 LED、 EL、 DLP 等系列的信息顯示產(chǎn)品，縱觀各類顯示產(chǎn)品，各有其所長和適宜的市場應(yīng)用需求。 （ 2）機場航班動態(tài)信息顯示 :民航機場建設(shè)對住處顯示的要求非常明確， LED 顯示屏是航班住處顯 示系統(tǒng) FIDS（ Flight information Display system）的首選產(chǎn)品。 （ 4）道路交通信息顯示 :智能效通系統(tǒng)（ ITS）的興起，在城市效通、高速公路等領(lǐng)域， LED 顯示民間作為可變情報板、限速標(biāo)志等，得到普遍采用。 （ 6）廣告媒體新產(chǎn)品 :除單一大型戶內(nèi)、戶外 LED 顯示屏做為廣告媒體外，集群 LED顯示屏廣告系統(tǒng)、列車 LED 顯示屏廣告發(fā)布系統(tǒng)等也已得到采用并正在推廣。 LED 電子顯示屏概述 LED 電子顯示屏（ Light Emitting Diode Panel）是由幾百到幾十萬個半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的像素點，按矩陣均勻 排列組成。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。 LED 顯示屏是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的亮度的方式，來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。圖文顯示屏可與計算機同步顯示漢字、英文文本和圖形；而條幅顯示屏則適用于小容量的字符信息顯示。因而被廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機場、商場、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場所。 4 第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計與論證 從控制電路到列驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。并行通信速度 快，但控制電路到列驅(qū)動器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。 ：采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信號線，將列數(shù)據(jù)逐位地傳往列驅(qū)動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟(jì)的。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。 解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法來解決。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有鎖存功能。這樣，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，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。為方便檢修和維護(hù)硬件電路設(shè)計時常常采用模塊化的設(shè)計方法。如圖 22 所示 ,根據(jù)顯示系統(tǒng)的功能特點確定系統(tǒng)硬件由顯示屏部分，控制部分，通信系統(tǒng)及上位機四部分組成。 圖 22 系統(tǒng)硬件組成框圖 顯示屏主控制器 控制部分是整個系統(tǒng)的核心部分，其功能為與上位機通信接收上位機發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制指令處理過后控制顯示部分顯示內(nèi)容。幾種設(shè)計方法比較各有其特點： 單片機 單片機是集成了 CPU， ROM， RAM 和 I/ O 口的微型計算機。單片機品種齊全 ,型號多樣 CPU 從 8， 16，32到 64 位，多采用 RISC 技術(shù)，片上 I/O 非常豐富，有的單片機集成有 A/ D，“ 看門狗”，PWM，顯示驅(qū)動，函數(shù)發(fā)生器，鍵盤控制等。除此之外單片機還具有低電壓和低功耗的特點。供電電壓由 5V 降到 3V，2V甚至到 1V，工作電流由 mA降至μ A ，這在便攜式產(chǎn)品中大有用武之地。設(shè)計者只需用 HDL 語言完成系統(tǒng)功能的描述，借助 EDA工具就可得到設(shè)計結(jié)果 ,將編譯后的代碼下載到目標(biāo)芯片就可在硬件上實現(xiàn)。 兩種設(shè)計方式相比較各有優(yōu)點且都能夠?qū)崿F(xiàn)控制功能，但單片機的技術(shù)門檻較低開發(fā)成本也較低非常適合初學(xué)者進(jìn)行學(xué)習(xí)和鍛煉使用。其中應(yīng)用最廣泛的單片機首推 Intel 的 51 系列，由于產(chǎn)品硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史“悠久”，有先入為主的優(yōu)勢常作為單片機學(xué)習(xí)的教材。當(dāng)該腳作輸出腳使用時，則為高電平或低電平均可。 7 第三章 系統(tǒng)硬件的設(shè)計 電路原理圖 圖 31 4 個 16 16 點陣顯示屏硬件原理圖 圖 31為 4個點陣顯示屏硬件原理圖，因為沒有 16 16 的點陣顯示屏 ,所以在現(xiàn)實中，硬件部分采用了 4 塊 8 8的點陣顯示屏來構(gòu)成 1塊 16 16 LED 顯示屏。 8 80C51 是一種帶 4KB 可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能微處理器，俗稱單片機。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。 80C51 單片機為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。 單片機引腳圖及引腳功能介紹 ： 圖 32 單片機引腳圖 80C51 單片機的 40 個引腳大致可分為 4類：電源、時鐘、控制和 I/O 引腳。 控制線 :控制線共有 4 根 ⑴ ALE/PROG: 地址鎖存允許 /片內(nèi) EPROM 編程脈沖 ① ALE 功能：用來鎖存 P0 口送出的低 8 位地址 ② PROG 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳輸入編程脈沖。 ⑶ RST/VPD: 復(fù)位 /備用電源。 ② VPD 功能：在 Vcc掉電情況下，接備用電源。 ① EA 功能：內(nèi)外 ROM 選擇端。 I/O 線 :80C51 共有 4個 8位并行 I/O 端口： P0、 P P P3 口，共 32 個引腳。 譯碼器及點陣顯示屏 1） 74LS138 譯碼器 74LS138 為 3 線－ 8 線譯碼器，當(dāng)一個選通端（ E1）為高電平，另兩個選通端 E2 和E3 為低電平時，可將地址端（ A、 B、 C）的二進(jìn)制編碼在 Y0 至 Y7 對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。利用 E E2 和 E3 可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器?？?用在 8086 的譯碼電路中，擴展內(nèi)存。級聯(lián)方法：如圖四個點陣。把 10， 11 相同的行線相連接。把，11 相同的列線相連接。 00， 10 的行就作為 16x16 點陣的行控線。 10 圖 34 LED 顯示屏接線圖 元件清單 在本次設(shè)計中，用到的元件清單如表 。這種一體化封裝的點陣 LED模塊，具有高亮度、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點。 圖 3－ 5 示出最常見的 8 8 單色 LED 點陣顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外型規(guī)格，其它型號點陣的結(jié)構(gòu)與引腳可試驗獲得。如 5x7 點陣顯示器用于顯示西文字母． 5 8點陣顯示器用于顯示中西文， 8x8點陣可以用于顯示簡單的中文文字，也可用于簡單圖形顯示。 LED 動態(tài)顯示原理 LED 點陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種。 以 8 8 點陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。相鄰兩行線間絕緣。 在這種形式的 LED 點陣模塊中，若在某行線上施加高電平（用“ 1”表示），在某列線上施加低電平（用“ 0”表示）。比如， Y7為 1， X0 為 0,則右下角的 LED 點亮。 現(xiàn)描述一下用動態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“ B”的過程。 圖 3－ 6 用動態(tài)掃描顯示字符“ B”的過程 LED 控制方式 以傳統(tǒng) 80C51 單片機為控制器的 LED 顯示屏。對顯示效果和移動算法的處理也比較吃力，在實際顯示效果上有比較明顯的閃爍感。這就需要對單片機擴展外設(shè)，因此， 8051 控制的條屏比較適用于顯示內(nèi)容簡單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場合。根據(jù)軟件分層次設(shè)計的 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(yīng)用程序。顯示驅(qū)動器程序由定時器 T0 中斷程序?qū)崿F(xiàn)。 顯示驅(qū)動程序 顯示驅(qū)動程序在進(jìn)入中斷后首先要對定時器