【正文】 機(jī)、行驅(qū)動(dòng)電路、列驅(qū)動(dòng)電路和點(diǎn)陣顯示模塊電路。 三、本設(shè)計(jì)原理 復(fù)位電路 復(fù)位電路 時(shí)鐘電路 輸入電路 點(diǎn)陣顯示列驅(qū)動(dòng)電路 點(diǎn)陣顯示行驅(qū)動(dòng)電路 點(diǎn) 陣 L E D 顯示器 單片機(jī) 硬件 系統(tǒng) 電路設(shè)計(jì)框圖 點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) Page 7 of 36 1 2 3 4 5 6ABCD654321DCBAT i t l eN u m be r R e v i s i o nS i z eBD a t e : 1 9 J u n 2 0 07 S he e t o f F i l e : F : \資料 \曹金立 . d db D r a w n B y:S1C11 00 u FR11 0KR E S E T+ 5V 該電路涉及到鎖存器的擴(kuò)展和 8 8 LED 的接口電路問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)的硬件由單片機(jī)的 ~ 來(lái)控制 LED 的行地址，由單片機(jī)的 ~ 來(lái)控制 LED的列地址 ,行驅(qū)動(dòng)分別用三極管 9015 來(lái)驅(qū)動(dòng)。由于 LED 顯示器某一時(shí)間內(nèi)只能掃描一行，即逐行掃描，本程序采用擴(kuò)展鎖存器方式。 硬件系統(tǒng) 點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) Page 8 of 36 設(shè)計(jì)基本原理 AT89C51 單片機(jī)作為控制器控制顯示器的顯示及結(jié)果。數(shù)據(jù)由單片機(jī)的 P0 口直接輸出，當(dāng)輸入到鎖存器后，在74LS273 中保持；經(jīng)過(guò)三極管 9015 驅(qū)動(dòng)和限流電阻到達(dá) LED 顯示器。 電路原理和器件選擇 在這里列出本次設(shè)計(jì)關(guān)鍵部分器件的名稱(chēng)及其在電路中的 主要功能： AT89C51：?jiǎn)纹瑱C(jī)，控制 LED 的數(shù)字顯示。 穩(wěn)壓電源：提供穩(wěn)定的 +5V 電壓。 9015：三極管，在行驅(qū)動(dòng)電路中用來(lái)放大行電路的信號(hào)，但輸出的信號(hào)和原來(lái)的信號(hào)相反。 — 作為行地址選擇信號(hào)直接連接在 74LS273 的 CLK 端選擇所需的74LS273。 — 作為列地址選擇信號(hào)直接連接在 74LS273 的 CLK 端選擇所需的74LS273。 這樣就保證了此顯示器顯示 8 個(gè)漢字或是 8 個(gè)獨(dú)立的 16 16 的圖形，顯示整體為 2048 個(gè)點(diǎn)，也就組成了 1 個(gè) 32 64 點(diǎn)陣共顯示 8 個(gè)漢字，下文把此看成整體。因此，對(duì)行和列的電平掃描控制時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)顯示不同漢字的目的。改變列線(xiàn)與數(shù)據(jù)的前后順序會(huì)使整個(gè)屏幕的顯示內(nèi)容有上下移動(dòng)的感覺(jué)，改變提取數(shù)值的前后順序會(huì)使整個(gè)屏幕的顯示內(nèi)容有左右移動(dòng)的感覺(jué)。每顯示一個(gè)漢字如 16 16 點(diǎn)陣 a 的每一列由兩個(gè) 字節(jié)組成。 點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) Page 10 of 36 四、時(shí)鐘電路 MCS51 單片機(jī)各功能部件的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)，有條不紊地一拍一拍地工作，因此時(shí)鐘頻率直接影響單片機(jī)的速度，時(shí)鐘電路的質(zhì)量也直接影響單片機(jī)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器的頻率高低，振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性，晶振的頻率越高則系統(tǒng)的時(shí)鐘頻率也越高，單片機(jī)的運(yùn)行速度也越快。判斷單片機(jī)芯片及時(shí)鐘系統(tǒng)是否正常工作有一個(gè)簡(jiǎn)單的方法，就是用萬(wàn)用表測(cè)量單片機(jī)晶振引腳（ 18， 19 腳）的對(duì)地電壓，點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) Page 11 of 36 以正常工作的單片機(jī)用數(shù)字萬(wàn)用表測(cè)量為例： 18 腳對(duì)地電壓約為 ， 19 腳對(duì)地電壓約為 。按鍵手動(dòng)復(fù)位為電平方式。 點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) Page 12 of 36 六、電源電路 LM78 系列是美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的固定輸出三端正穩(wěn)壓器集成電路。 輸出電流 1A 以上，內(nèi)置過(guò)熱保護(hù)電路，無(wú)需外部器件，輸出晶體管安全范圍保護(hù)，內(nèi)置短路電流限制電路 。 點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) Page 13 of 36 1. 此電源的缺點(diǎn) : 此電源是線(xiàn)性穩(wěn)壓電路 ,所有有其特有的內(nèi)部功率損耗大 ,全部壓降均轉(zhuǎn)換為熱量損失了 ,效率低 .所以散熱問(wèn)題要特別注意 . 由于核心的元件 7805 的工作速度不太高 ,所以對(duì)于輸入電壓或者負(fù)載電流的急劇變化的響應(yīng)慢 . 此電路沒(méi)有加電源保護(hù)電路 ,7805本身有過(guò)流和溫度保護(hù)但是擴(kuò)流三極管 TIP32C 沒(méi)有加保護(hù) ,所以存在一個(gè)很大的缺點(diǎn) ,如果 7805 在保護(hù)狀態(tài)以后 ,電路的輸出會(huì)是 VinVce, 電 路輸出超過(guò)預(yù)期值 ,這點(diǎn)要特別注意 . 2. 電源的優(yōu)點(diǎn) . 電路簡(jiǎn)單 ,穩(wěn)定 .調(diào)試方便 (幾乎不用調(diào)試 ). 價(jià)格便宜 ,適合于對(duì)成本要求苛刻的產(chǎn)品 . 電路中幾乎沒(méi)有產(chǎn)生高頻或者低頻輻射信號(hào)的元件 ,工作頻率低 ,EMI等方面易于控制 . 3. 電路工作原理 . Io = Ioxx + Ic. Ioxx = IREG – IQ ( IQ 為 7805的靜態(tài)工作電流 ,通常為 48mA) IREG = IR + Ib = IR + Ic/β (β 為 TIP32C 的電流放大倍數(shù) ) IR = VBE/R1 ( VBE 為 TIP32的基極導(dǎo)通電壓 ) 所以 Ioxx = IREG – IQ = IR + Ib – IQ = VBE/R1 + IC/β IQ 由于 IQ很小 ,可略去 ,則 : Ioxx = VBE/R1 + IC/β 查 TIP32C手冊(cè) ,VBE = , 其 β 可取 10 Ioxx = + Ic/β = + Ic/10 = + Ic/10 ( 此處取主貼圖中的 22 OHM ) Ic = 10 * (Ioxx – ) 假設(shè) Ioxx = 100mA, Ic = 10 * ( 100 * 1000 ) = 455(mA) 則 Io = Ioxx + Ic = 100 + 455 = 555 mA. 點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) Page 14 of 36 再假設(shè) Ioxx = 200A, Ic = 10 * ( 200 – * 1000 ) = 1955mA Io = Ioxx + Ic = 200 + 1955 = 2155mA 由上面的兩個(gè)舉例可見(jiàn) ,輸出電流大大的提高了 . 上面的計(jì)算很多跟貼都講述了 ,仔細(xì)推導(dǎo)一番即可 . 電阻 R的大小 R的大小對(duì)調(diào)整通過(guò) 7805的電流有很大的關(guān)系 ,取不同的值帶入上式即可看出 . R越大 ,則輸出同樣的電流的情況下流過(guò) 7805 的電流要小些 ,反之亦然 . 通常這樣的電路中 ,對(duì)于擴(kuò)流三極管 TIP32加散熱片 ,而對(duì)于 7805則無(wú)需要 ,但是R的值不能過(guò)大 ,其條件是 : R VBE /( IREG – IB). 電路中 7805 輸入端的電容的取值是一個(gè)錯(cuò)誤 ,前面已經(jīng)有朋友分析過(guò)了 ,主要是會(huì)造成浪涌 ,在上電的瞬間輸出遠(yuǎn)大于 5V,對(duì)后續(xù)電路造成損壞 . 實(shí)際使用的時(shí)候 ,為了抑制 7805 的自激振蕩 ,此電容通常取 。 查相關(guān)資料該芯片的最大承受電流為 ，因此輸入端必須界限流電阻 R3, R3=(12*)/=58Ω ,取近似值，選用 70Ω的電阻。 點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) Page 15 of 36 七、主電路 原理圖見(jiàn)附圖 AT89C51 點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) Page 16 of 36 AT89C51是一種帶 4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（ FPEROM） 的低電壓，高性能 CMOS8位微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。由于將多功能 8位 CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL的 AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案 . 功能特性描述： AT89C51提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 4K字節(jié) Flash 閃存字節(jié)， 128字節(jié) ROM， 32個(gè)I/O口線(xiàn)，兩個(gè) 16位定時(shí) /計(jì)數(shù)器，一個(gè) 5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通訊口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。空閑方式停止 CPU的工作，但允許 RAM，定時(shí) /計(jì)數(shù)器，串行通訊口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。 管腳說(shuō)明 ： 點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) Page 18 of 36 P0口： P0口為一個(gè) 8位漏級(jí)開(kāi)路雙向 I/O口，每腳可吸收 8TTL門(mén)電流。 P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù) /地址的第八位。 P1口： P1口是一個(gè)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(mén)電流。在 FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)， P1口作為第八位地址接收。并因此作為輸入時(shí)， P2口的管 腳被外部拉低，將輸出電流。 P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或 16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)， P2口輸出地址的高八位。 P2口在 FLASH 編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。當(dāng) P3口寫(xiě)入 “1” 后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。 P3口也可作為 AT89C51 的一些特殊功能口，如下表所示： 口管腳 備選功能 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(shí)器 0 外部輸入） T1（記時(shí)器 1 外部輸入） /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通） /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保持 RST腳兩個(gè)機(jī)器周期