2282 1616點(diǎn)陣LED電子顯示屏
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點(diǎn) 陣 的 制 作李 高最 近 , 在 電 子 論 壇 里 看 見(jiàn) 有很 多 朋 友 在 找 點(diǎn) 陣 的 資 料 ?？?是 網(wǎng) 上 資 料 以 點(diǎn) 陣 居 多 ,而 根 據(jù) 我 的 制 作 經(jīng) 驗(yàn) , 對(duì) 于 單 片機(jī) 的 愛(ài) 好 者 和 迷 , 點(diǎn)陣 是 比 較 合 適 的 選 擇 。本 點(diǎn) 陣 用 的 驅(qū) 動(dòng) 芯 片 是。 具 有 位 鎖存 、 串 一 并 移 位 寄 存 器 和 三 態(tài) 輸出 ,每 路 最 大 輸 出 的 電 流 非恒 流 。 顯 示 屏 行 業(yè) 中 常 用、 。 及 等 廠 家 的 芯片 , 其 中 的 產(chǎn) 品 性 能 較好 。點(diǎn) 陣 需 要 只、 只 比 建 議 不 要用 高 亮 度 的 , 一 般 的 小 比 效 果最 好 , 用 一 個(gè) 單 片 機(jī) 最 小 系統(tǒng) 即 可 控 制 。 外 圍 元 件 很 少 , 方 便業(yè) 余 制 作 。以 下 介 紹 我 制 作 的點(diǎn) 陣 的 硬 件 和 源 程 序 , 可 以 滾 動(dòng)顯 示 字 符 和 圖 形 , 顯 示 內(nèi) 容 可 以根 闊 洲 而耐 提 供 的 字 模 提 取 軟 件設(shè) 置 。 本 程 序 中 顯 示 的 是 我 愛(ài) 電子 帶 圖 形 , 最 多 可 以 有 多字 。源 程 序 如 下衍 州吧串 行 數(shù) 據(jù) 輸 人咫 六洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲洲點(diǎn) 陣 顯 示 屏屏屏屏 隴行行 線 為 所 有 的 陽(yáng) 極極 的的列列 線 為 所 有 的 陰 極極極極 件件件件件件翻 留留四四四四四 翻 住 目目目嘴嘴嘴陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng)陽(yáng) 限 畜再 西西西, 一一一一‘ 一一一洲洲洲洲洲洲 〔 獲獲件件眨眨眨眨眨 翻 以以的 朋 度民民民民民民民民民民民民日 以 ,百百百百百百百百………………………… , 叼 的的的的側(cè) 翼翼寶寶 呂 召 呂 吊 甲 呂 寶 至至至 寶 呂 呂 呂 用 只 呂 皇 皇皇皇, 奚 羈 翼 舅舅舅 。 。 鬢 羹 舅舅舅 岡 美美閉月月 器器芯芯芯 飛飛飛飛 乞乞乞 蒼蒼蒼蒼 聞 石石石石咖咖 簫簫印 〔 下以 滬 鐘鐘從弓弓 之 ,口口 川 〔職民民丫丫 朋 咫移 位 時(shí) 鐘 脈 沖二 此 六 輸 出 鎖 存 器 控 制 脈 沖共 陽(yáng) 段 碼 表 字 節(jié) 的 高 位 對(duì) 應(yīng) 數(shù) 碼 管 的 段 , 依 次 類(lèi) 推, 口一 我 , 宋 體 對(duì) 應(yīng) 的 點(diǎn) 陣 為 寬 高 二 一以 刀 刀 , ,伍 科 ,伍 ,伍 科 刀 , , , , , , ,伍, , 以 ,伍 , , , 刀 , ,價(jià) , , , ,伍 ,伍 漢 ,, ,伍 加 ,一 愛(ài) , 宋 體 對(duì) 應(yīng) 的 點(diǎn) 陣 為 寬 高 一伍 閱 ,價(jià) 刀 ,伍 以 ,伍 ,價(jià) , 刀 刀 , ,價(jià) 刀 止 ,伍 , 刀, , , , , , ,伍 麟 , , 扭 鄰 效 勸 扭 扭 ,價(jià) ,伍 加 ,伍 加 ,一 電 , 宋 體 對(duì) 應(yīng) 的 點(diǎn) 陣 為 寬 高 一· 電 子 翻 作 側(cè) 拍 年 , 翔尸 ‘訂產(chǎn)沙卜,護(hù)八一曰昭吧阿川勸筑電六比門(mén)八娜地天作制伍 田 ,伍 傭 ,伍 傭 , , ,伍 , , , , ,,伍 , ,伽 己 , , , , , ,伍 , ,, , 伍 , 刀 刀 ,伍 , ,伍 ,伍 加 ,伍 加 ,一 子 , 宋 體 對(duì) 應(yīng) 的 點(diǎn) 陣 為 寬 高 二一伍 加 , ,伍 朋 , ,伍 , ,伍 , ,伍 , , 伍, 刀 , 月 , 兀 ,伍 , ,伍 , ,伍 印 ,,伍 叨 , ,伍 加 ,, , , , , ,一 調(diào) 人 一 幅 圖 像 心 形 一一 寬 高 二 一伍 , , , , ,伍 , , , , ,, , ,伍 以 , 伍 ,飯 , , ,伍 以 ,伍 漢 ,伍 ,一 , 刀 刀 刀 ,伍 , , ,伍 ,伍 朋 ,川 二 共 陽(yáng) 段 碼 表, , , , ,向 送 一 字 節(jié) 數(shù) 據(jù) 子 程 序,腸 嘆二 二最 高 位 為 , 則 向 發(fā) 送二送 數(shù) 據(jù) 最 高 位雙 口右 移 位產(chǎn) 生 上 升 沿打 開(kāi) 鎖 存 , 更 新 輸 出 子 程 序二一一二 上 升 沿 鎖 存 數(shù) 據(jù)顯 示 函 數(shù)認(rèn)二腸 娜【 雌二壓壓一刃一 〕壓‘幾一主 程 序《雌 刃二側(cè) 拍 年 , 姍 電 子 翻 作 · 題 目：16×16 點(diǎn)陣 LED 電子顯示屏的設(shè)計(jì)姓 名：學(xué) 號(hào)：專(zhuān) 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化指導(dǎo)老師：徐武雄設(shè)計(jì)時(shí)間：2010 年 6 月說(shuō)明：姓名處第一人為小組長(zhǎng)，學(xué)號(hào)順序與姓名對(duì)應(yīng)。（上交文檔時(shí)，此行刪除）單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū)電子與信息工程學(xué)院目 錄1. 引 言 ..................................................11.1. 設(shè)計(jì)意義 .........................................11.2. 系統(tǒng)功能要求 .....................................11.3. 本組成員所做的工作 ...............................12. 方案設(shè)計(jì) ...............................................13. 硬件設(shè)計(jì) ...............................................14. 軟件設(shè)計(jì) ...............................................15. 系統(tǒng)調(diào)試 ...............................................26. 設(shè)計(jì)總結(jié) ...............................................27. 附 錄 A；源程序 ........................................28. 附 錄 B；作品實(shí)物圖片 ..................................29. 參考文獻(xiàn) ...............................................2 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)116×16點(diǎn)陣 LED室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì)摘要：LED 顯示屏作為一種新型的顯示器件，是由多個(gè)發(fā)光二極管按矩陣形式排列封裝而成，通常用來(lái)顯示時(shí)間、圖文等信息。本設(shè)計(jì)是基于 ATS52 單片機(jī)的 16x16 顯示屏，其中包含了硬件、軟件、調(diào)試等方案的設(shè)計(jì)。此外、該設(shè)計(jì)只需簡(jiǎn)單的級(jí)聯(lián)就能實(shí)現(xiàn)顯示屏的拓展，但級(jí)聯(lián)時(shí)要注意不要超過(guò)驅(qū)動(dòng)負(fù)載范圍。關(guān)鍵詞：Ats52；LED；單片機(jī)1 引 言1.1. 設(shè)計(jì)意義LED 顯示屏是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫(huà)、錄像、電視、VCD 節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。LED 顯示屏顯示畫(huà)面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫(huà)，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車(chē)站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣(mài)行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。它的優(yōu)點(diǎn)：亮度高、工作電壓低、功耗小、微型化、易與集成電路匹配、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、耐沖擊、性能穩(wěn)定。1.2. 系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)一個(gè)能顯示 16X16 點(diǎn)陣圖文 LED 顯示屏，要求能顯示圖文或文字，顯示圖文或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰，圖文或文字顯示，以卷簾形式向上滾動(dòng)顯示。1.3. 本組成員所做的工作方案原理論證：汪航，李如發(fā)，杜紹飛焊接：汪航調(diào)試：李如發(fā)設(shè)計(jì)報(bào)告：杜紹飛 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)22方案設(shè)計(jì)2.1 總體設(shè)計(jì)2.2 設(shè)計(jì)論證圖文顯示一般有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種方案，靜態(tài)方案雖然設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，但其使用的管腳太多，如本設(shè)計(jì)中 16ｘ16 的點(diǎn)陣共有 256 個(gè)發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒(méi)有這么多的端口，如果我采用鎖存器來(lái)擴(kuò)展端口，按 8 位的鎖存器來(lái)計(jì)算，16ｘ16 的點(diǎn)陣需要 256/8=32 個(gè)鎖存器。這個(gè)數(shù)字很龐大，因?yàn)槲覀儍H僅是16ｘ16 的點(diǎn)陣，在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個(gè)很龐大的數(shù)字。因此在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計(jì)，而采用另外一種稱(chēng)為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。動(dòng)態(tài)掃描的意思簡(jiǎn)單地說(shuō)就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行（比如 16 行）的同名列共用一套驅(qū)動(dòng)器。具體就 16ｘ16 的點(diǎn)陣來(lái)說(shuō)，把所有同 1 行的發(fā)光管的陽(yáng)極連在一起，把所有同 1 列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽(yáng)極的接法） ，先送出對(duì)應(yīng)第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1 行使其燃亮一定時(shí)間，然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2 行使其燃亮相同的時(shí)間，然后熄滅；以此類(lèi)推，第 16 行之后，又重新燃亮第1 行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒 24 次以上） ，由于人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每一行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，按 8 位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。顯示時(shí)要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上去，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題。從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并列方式或串行方式。顯然，采用并行方式時(shí)，從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?。單片機(jī)列驅(qū)動(dòng)器行驅(qū)動(dòng)器 16X16LED 顯示點(diǎn)陣電源 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)3采用串行傳輸?shù)姆椒ǎ刂齐娐房梢灾挥靡桓盘?hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無(wú)疑是十分經(jīng)濟(jì)的。但是，串行傳輸過(guò)程較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢螅@一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。這樣，對(duì)于一行的顯示過(guò)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。對(duì)于串行傳輸方式來(lái)說(shuō)，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時(shí)間就太少了，以致影響到 LED 的亮度。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(shí)間矛盾問(wèn)題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一列數(shù)據(jù)。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。經(jīng)過(guò)上述分析，就可以歸納出列驅(qū)動(dòng)器電路應(yīng)具有的功能。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來(lái)說(shuō)，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并處的移位功能；對(duì)于列數(shù)據(jù)顯示來(lái)說(shuō)，應(yīng)具有并行鎖存的功能。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(shí)，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(huì)影響本行的顯示3硬件設(shè)計(jì)3.1 電源、單片機(jī)系統(tǒng)及其管腳? 電源部分? 單片機(jī)系統(tǒng)及其管腳常用的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)有兩種方式,一種是內(nèi)部時(shí)鐘方式，一種是外部時(shí)鐘方式。本實(shí)驗(yàn)采用內(nèi)部時(shí)鐘方式，將 XTAL1 與 XTAL2 之間跨接一個(gè)石英晶振和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激震蕩器。電容值取 30pF 左右，其大小將影響震蕩頻率的高低、振蕩器的穩(wěn)定性和起振的快速性。為減少線間的寄生電容，晶振和電容應(yīng)盡能安裝得與單片機(jī)靠近，保證晶振穩(wěn)定可靠的工作。另一部分是復(fù)位部分。上電自動(dòng)復(fù)位電路是最簡(jiǎn)單的復(fù)位電路，只需要一個(gè)1K 左右電阻、一個(gè) 22pF 左右的電容及 12MHZ 的晶振。有時(shí)還需要按鍵手動(dòng)復(fù)位，此時(shí)只要在電容上并聯(lián)一個(gè)按鍵即可。單片機(jī)信號(hào)輸出采用串行輸出，因此在下一模塊的移位寄存器要與該部分的串行口 P3.0（RXD）及 P3.1（TXD ）相連其圖形如下圖說(shuō)明：此部分為為電源部分。若電源為家用電源，則需經(jīng)過(guò)降壓，整流濾波，穩(wěn)壓等步驟得到一個(gè)穩(wěn)定的 5V 電壓，此電壓可作為主電路的電壓源。電路中二極管為電源指示燈。 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)43.2 點(diǎn)陣及其驅(qū)動(dòng)部分點(diǎn)陣顯示用是動(dòng)的態(tài)掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在采用掃描方式顯示時(shí)，由于每行要帶動(dòng)十六個(gè)二極管，每行電流較大。若每個(gè)二極管安 5mA 計(jì)算，十六個(gè)二極管就得 80mA 電流，超出單片機(jī)管腳的承受范圍，因此每行都加有一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，本設(shè)計(jì)的行驅(qū)動(dòng)用的是十六個(gè) pnp 型三極管。三極管的發(fā)射極接 5V 電壓，集電極接點(diǎn)陣的行線，而其基級(jí)本應(yīng)接單片機(jī)，但該接線方式占用為了 16 個(gè)單片機(jī)管腳，為了節(jié)省單片機(jī)管腳，用了一片 74LS154 譯碼器,這樣就只需要 3 個(gè)管腳了。74LS154 的管腳圖及其說(shuō)明如圖三。點(diǎn)陣及其驅(qū)動(dòng)部分總體接線圖如圖五（未畫(huà)完整）各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，按8位一個(gè)字節(jié)的形式存放。由于列線過(guò)多，故多采用串行傳輸。由于每次要傳輸16位，而且數(shù)據(jù)要逐位輸給驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行中各列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿缓螅@一行的各列才能進(jìn)行并行顯示，耗時(shí)較長(zhǎng)。為了滿足以上要求，驅(qū)動(dòng)選擇74LS595移位寄存器。74HC595是硅結(jié)構(gòu)的CMOS器件， 。74HC595 是有8位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。 數(shù)據(jù)在SCHcp的上升沿輸入，在STcp的上升沿進(jìn)入的存儲(chǔ)寄存器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。 移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（Ds） ，和一個(gè)串行輸出（Q7’） ,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能OE時(shí)（為低電平） ，存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。其特點(diǎn)：8位串行輸入 /8位串行或并行輸出 存儲(chǔ)狀態(tài)寄存器，三種狀態(tài); 輸出寄存器可以直接清除 100MHz的移位頻率。輸出能力： 并行輸出，總線驅(qū)動(dòng)；串行輸出；標(biāo)準(zhǔn)中等規(guī)模集成電路 。 74LS595的管腳圖及其說(shuō)明如圖四。圖二 單片機(jī)管腳圖圖一 單片機(jī)接線圖 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)5圖三 74LS154 管腳圖圖四: 74LS595管腳圖管腳及其說(shuō)明：QA--QH: 八位并行輸出端。QH': 級(jí)聯(lián)輸出端。SI: 串行數(shù)據(jù)輸入端。74595的控制端說(shuō)明：/SCLR(10腳): 低點(diǎn)平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。SCK(11腳)：上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位。QAQBQC...QH；下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。 （脈沖寬度：5V時(shí)，大于幾十納秒就行了）RCK(12腳) ：上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器，下降沿時(shí)存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變。（5V時(shí)，大于幾十納秒就行了） ，更新顯示數(shù)據(jù)。/G(13腳 ): 高電平時(shí)禁止輸出（高阻態(tài)） 。如果單片機(jī)的引腳不緊張，用一個(gè)引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過(guò)數(shù)據(jù)端移位控制要省時(shí)省力。對(duì)3個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行譯碼。得到8個(gè)輸出狀態(tài)。 G1,G2A,G2B,為數(shù)據(jù)允許輸出端，G2A,G2B 低電平有效。G1 高電平有效。A,B,C 為譯碼信號(hào)輸出端，Y0~Y7 為譯碼輸出端，低電平有效 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)6圖五 點(diǎn)陣及其驅(qū)動(dòng)4 軟件設(shè)計(jì)本軟件要求實(shí)現(xiàn)如下要求：漢字要穩(wěn)定、明亮并且文字要以一定速度上升滾動(dòng)顯示。顯示屏軟件模塊：初始化程序、主程序、多字滾動(dòng)、顯示程序、掃描程序。顯示程序的主要功能是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。軟件設(shè)計(jì)中，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(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其他控制信號(hào)，配合完成 LED 顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)器程序由定時(shí)器 T0 中斷程序?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化） 、顯示效果處理等工作，由主程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。4.1 顯示驅(qū)動(dòng)程序顯示驅(qū)動(dòng)程序在進(jìn)入中斷后首先要對(duì)定時(shí)器 T0 重新賦初值，以保證顯示屏刷新率的穩(wěn)定，1/16 掃描顯示屏的刷新率（幀頻）計(jì)算公式如下：刷頻率（幀頻）=1/16×T0 溢=1/16×f/12（65536-t） 其中 f 位晶振頻率，t 為定時(shí)器 T0 初值（工作在 16 位定時(shí)器模式） 。然后顯示驅(qū)動(dòng)程序查詢當(dāng)前燃亮的行號(hào)，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過(guò)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(shí)候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)程序先要關(guān)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(hào)，重新打開(kāi)顯示。圖六為顯示驅(qū)動(dòng)程序（顯示屏掃描函數(shù)） 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)7流程圖圖六4.2 系統(tǒng)主程序本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件能使系統(tǒng) LED 顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。系統(tǒng)主程序開(kāi)始以后，首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，包括設(shè)置串口、定時(shí)器、中斷和端口；然后以“卷簾出”效果顯示圖形，停留約幾秒；接著向上滾動(dòng)顯示“--------”這幾個(gè)漢字及一個(gè)圖形，然后以“卷簾入”效果隱去圖形。由于單片機(jī)沒(méi)有停機(jī)指令，所以可以設(shè)置系統(tǒng)程序不斷的循環(huán)執(zhí)行上述顯示效果。單元顯示屏可以接收來(lái)自控制器（主控制電路板）或上一級(jí)顯示單元模塊傳輸下來(lái)的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級(jí)顯示模塊單元中，因此顯示板可擴(kuò)展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容。如果想改變些事內(nèi)容，先用字模產(chǎn)生字代碼，將用這段代碼覆蓋原來(lái)的代碼，即可顯示你想要的內(nèi)容。進(jìn)入中斷定時(shí)器賦初值讀取行號(hào)并增加 1送新行顯示數(shù)據(jù)消 隱切換顯示數(shù)據(jù)發(fā)送新行號(hào)，打開(kāi)顯示退出中斷 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)8圖七是系統(tǒng)主程序流程圖。5系統(tǒng)調(diào)試? 調(diào)試主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試： 硬件調(diào)試：在焊接電路板的時(shí)候，應(yīng)該從最基本的最小系統(tǒng)開(kāi)始，分模塊，逐個(gè)進(jìn)行焊接測(cè)試。在對(duì)各個(gè)硬件模塊進(jìn)行測(cè)試時(shí)，要保證軟件正確的情況下去測(cè)試硬件，要不然發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，不知道到底是哪一方出錯(cuò)了。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也存在著失誤和不足，在調(diào)試中進(jìn)行修改了。焊接完成后，檢驗(yàn)點(diǎn)陣、及線路的好壞：燒進(jìn)檢驗(yàn)程序，點(diǎn)陣將自第一排向下（上）點(diǎn)亮。檢驗(yàn)無(wú)異常，下載主程序? 軟件調(diào)試：軟件為老師所提供提供，其原理在上一模塊以作說(shuō)明，在這里再作說(shuō)明，軟件經(jīng)調(diào)試無(wú)誤，直接將其下再到單片機(jī)中，看是否達(dá)到所要的效果軟件部分是先參考書(shū)上的例子，然后自己根據(jù)硬件電路寫(xiě)程序，由于以前所學(xué)是單片機(jī)匯編語(yǔ)言，所以這個(gè)系統(tǒng)在編寫(xiě)程序過(guò)程中都采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。剛剛開(kāi)始，編寫(xiě)不會(huì)一次性通過(guò)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析修改最后編譯成功。但是，在實(shí)際寫(xiě)如 S51 中，LED 顯示屏出現(xiàn)各種各樣的亂碼，通過(guò)再次認(rèn)真仔開(kāi)始系統(tǒng)初始化“卷簾出”顯示效果“上滾屏”顯示效果“卷簾入”顯示效果 圖七 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)9細(xì)分析多次修改程序后，程序能夠正常運(yùn)行6 設(shè)計(jì)總結(jié)本文設(shè)計(jì)的 6ｘ16 的點(diǎn)陣 LED 圖文顯示屏，能夠在目測(cè)條件下 LED 顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示的圖形和文字較穩(wěn)定、清晰。圖形或文字向上滾動(dòng)顯示。本系統(tǒng)具有硬件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點(diǎn)。在此次設(shè)計(jì)中，我們得到以下體會(huì)：一、在這次點(diǎn)陣設(shè)計(jì)的過(guò)程讓我進(jìn)一步熟悉 KEIL 及 Proteus 的使用。二、本次設(shè)計(jì)結(jié)果仍有缺陷，有一行總是全亮，干擾顯示。三、通過(guò)這次點(diǎn)陣設(shè)計(jì)，重新復(fù)習(xí)并進(jìn)一步學(xué)習(xí)了 MCS-52 優(yōu)點(diǎn)，明確了研究目標(biāo)。四、本文設(shè)計(jì)的 LED 顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)在目測(cè)條件下 LED 顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。圖形或文字以移入移出方式顯示。五、在后的設(shè)計(jì)中，既要想到電路器件的聯(lián)合使用，又要靈活變通，舉一反三。在焊接方面，我們了解到焊接某些器件時(shí)，要先消去電烙鐵上的靜電，防止靜電對(duì)芯片特別是放大器件造成傷害，焊接二極管、三極管等芯片時(shí)要快，防止持續(xù)高溫?fù)p壞芯片。7.附 錄 A；源程序***************************************； * *； * 單個(gè) 16ｘ16 的點(diǎn)陣電子屏字符顯示器 *； * ATA89C52 12MHz 晶振 *； * 2004.2.11 LRM *； ***************************************；顯示字用查表法，不占用內(nèi)存，字符用 16ｘ16 共陽(yáng) LED 點(diǎn)陣，；效果：向上滾動(dòng)顯示 5 個(gè)字，再重復(fù)循環(huán)。；R1：查表偏址寄存器，B：查表首址，R2：掃描地址（從 00～0FH） 。；R3：滾動(dòng)顯示時(shí)控制移動(dòng)速度，單字顯示可控制靜止顯示的時(shí)間。；*************； 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)10；中斷入口程序 ；；*************；；ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HRETIORG 000BHLJMP INTTOORG 0013HERTIORG 001BHERTIORG 0023HRETIORG 002BHRETI；；***********；；初始化程序；；***********；；；；***********；； 主程序 ；；***********；；START: MOV 20H,#00H ；清零標(biāo)志，00H 為第 16 行開(kāi)始掃描標(biāo)志，01 為 1 幀；掃描結(jié)束標(biāo)志MOV A,#0FFH ；端口初始化MOV P1,A MOV P1,AMOV P3,AMOV P0,ACLR P1.6 ；串行寄存器輸入打入輸出控制位MOV TMOD,#01H ；使用 T0 做 16 位定時(shí)器，行掃描用。MOV TH0,#0FCH ；1ms 初值（12MHz）MOV TL0,#18HMOV SCON,#00H ；串口 0 方式傳送顯示字節(jié)MOV IE，#82H ；T0 中斷允許，總中斷允許MOV SP，#70HMAIN： LCALL DISI ；顯示準(zhǔn)備，黑屏，1.5sMOV DPTR,#TABLCALL MOVDISP ；向上滾動(dòng)顯示一頁(yè)（8 個(gè)字） 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)11INC DPHLCALL MOVDISP ；向上滾動(dòng)顯示一頁(yè)（8 個(gè)字）INC DPHLACLL MOVDISP ；向上滾動(dòng)顯示一頁(yè)（8 個(gè)字）AJMP MAIN；；；***********************；； 多字滾動(dòng)顯示程序 ；；***********************；；每次 8 個(gè)字，入口時(shí)定義好 DPTR 值；MOVDISP: MOV B,#00H ；向上移動(dòng)顯示，查表偏值暫存（從 00 開(kāi)始）DISLOOP: MOV R3,#07H ；移動(dòng)速度DISMOV： MOV R2,00H ；第 0 行開(kāi)始MOV R1,BSETB TR0 ；開(kāi)掃描(每次一幀)WAITMOV: JBC 01H,DISMOV1 ；標(biāo)志為 1 掃描一幀結(jié)束（16ms 為 1 幀，每行 1ms）AJMP WAITMOVDISMOV1: DJNZ R3,DISMOV ；1 幀重復(fù)顯示(控制移動(dòng)速度)INC B ；顯示字的下一行（每行 2 字節(jié)）INC BMOV A,R1 ；R1 為 0，8 個(gè)字顯示完JZ MOVOUTAJMP DISLOOPMOVOUT: RET ；移動(dòng)先是結(jié)束；；；****************；； 單字顯示程序 ；；****************；；顯示表中某個(gè)字；；****************；DIS1: MOV R3,#5AH ；靜止顯示時(shí)間控制（16ms*#=1.6s）DIS11: MOV R2,#00H ；一幀掃描初始值(行地址從 00～0FH)MOV DPTR,#TAB ；取表首址MOV R1,#00H ；查表偏址(顯示第一個(gè)字)SETB TR0 ；開(kāi)掃描（每次一幀）WAIT11: JBC 01H,DIS111 ；為 1，掃描一幀結(jié)束AJMP WAIT11DIS111: DJNZ R3,DIS11RET；； 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)12；************；； 掃描程序 ；；************；；1ms 刷新一次，每行顯示 1sINTT0： PUSH ACCMOV TH0,#0FCH ；1ms 初值重裝MOV TL0,#18HJBC 00H,GOEND ；16 行掃描標(biāo)志為 1，結(jié)束INC R1 ；取行右邊字節(jié)偏址MOV A,R1MOVC A,@A+DPTR ；查表MOV SBUF,A ；串口 0 方式發(fā)送WAIT： JBC TI,GO ；等待發(fā)送完畢AJMP WAIT1GO: DEC R1 ；取行左邊字節(jié)偏址MOV A,R1MOVC A,@A+DPTRMOV SBUF,AWAIT1: JBC T1,GO1AJMP WAIT1GO1: SETB P1.7 ；關(guān)行顯示，準(zhǔn)備刷新NOP ；串口寄存器數(shù)據(jù)穩(wěn)定SETB P1.6 ；產(chǎn)生上升沿，行數(shù)據(jù)打入輸出端NOPNOPCLR P1.6 ；恢復(fù)低電平MOV A,R2 ；修改顯示行地址ORL A,#0F0H ；修改顯示行地址MOV R2,A ；修改顯示行地址MOV A,P1 ；修改顯示行地址ORL A,#0FH ；修改顯示行地址ANL A,R2 ；修改顯示行地址MOV P1,A ；修改完成CLR P1.7 ；開(kāi)行顯示INC R2 ；下一行掃描地址值INC R1INC R1 ；下一行數(shù)據(jù)地址MOV A,R2ANL A,#0FHJNZ GO2SETB 00H ；R2 為 01H，現(xiàn)為末行掃描，置標(biāo)志GO2： POP ACC RETIGOEND: CLR TR0 ；一幀掃描完畢，關(guān)掃描 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)13SETB 01H ；一幀掃描完畢，置結(jié)束標(biāo)志POP ACCRETI ；退出；；；***************；； 掃描文字表 ；；***************；；TAB:DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,00FFH,0FFH,0FFH ；黑屏DB0F9H,0BFH,0C7H,0AFH,0F7H,0B7H,0F7H,0B7H,0F7H,0BFH,000H,001H,0F7H,0BFH,0F7H,0B7H ；我DB0F1H,0D7H,0C7H,0CFH,037H,0DFH,0F7H,0AFH,0F6H,06DH,0F7H,0F5H,0D7H,0F9H,0EFH,0FDH ；DB0FFH,007H,0C0H,06FH,0EDH,0EFH,0F6H,0DFH,0C0H,001H,0DDH,0FDH,0BDH,0FFH,0C0H,003H ；愛(ài)DB0FBH,0FFH,0F8H,00FH,0F3H,0DFH,0F4H,0BFH,0EFH,03FH,09CH,0CFH,073H,0F1H,0CFH,0FBH ；DB0F7H,0DFH,0F9H,0CFH,0FBH,0BFH,0C0H,007H,0DEH,0F7H,0C0H,007H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H ；單DB0C0H,007H,0DEH,0F7H,0FEH,0FFH,000H,001H,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFHDB0FFH,0BFH,0EFH,0BFH,0EFH,0BFH,0EFH,0BBH,0E0H,001H,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH ；片DB0E0H,00FH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0DFH,0EFH,0DFH,0EFH,0BFH,0EFH,07FH,0FFHDB0EFH,0FFH,0EFH,007H,0EFH,077H,001H,077H,0EFH,077H,0EFH,077H,0C7H,077H,0CBH,077H ；機(jī)DB0ABH,077H,0AFH,077H,06EH,0F7H,0EEH,0F5H,0EDH,0F5H,0EDH,0F5H,0EBH,0F9H,0EFH,0FFH ； DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH ；黑屏DB 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)140FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH ；END8.附 錄 B；作品實(shí)物圖片實(shí)物圖如下圖下圖為總體電路圖 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)16 16×16 點(diǎn)陣 LED 室內(nèi)電子顯示屏的設(shè)計(jì) 單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)88.參考文獻(xiàn)[1] 劉欣銘,張廣斌.LED 顯示屏技術(shù)綜述[J].黑龍江電力，2003, 25(4):294-296.[2] 陽(yáng)進(jìn).基于單片機(jī)的 LED 顯示屏的漢字顯示[J].中國(guó)科技信息，2005， （12）：112.[3] Mark Nelson著.瀟湘工作室譯.串行通信開(kāi)發(fā)指南[M].中國(guó)水利水電出版社，2002. 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Controls good driver 74HC154 and two row driver 74HC595 through this chip actuates the display monitor demonstration. The electronic screen can show all kinds of written or monochrome images, one full screen display Chinese characters, four pieces of 8 x 8 dot-matrix LED display modules to form the 16x16 dot matrix display mode. Show dynamic show that makes static graphic or text can be achieved, shifted out of various formats. This paper describes the hardware design of the LED dot matrix display, and the principle function of the various parts of the circuit, the corresponding software program design and the use of some such. SCM process control system used for editing MCU assembly language, Programming control points indicated by the corresponding LED anode and overcast extreme level. We can effectively control the defense showed bright spots. The lattice data shows characters can prepare themselves (that is, direct lattice Painting), which can also be extracted from the standard font. LED display with fabric means flexibility, stability, low power consumption, long life, mature technology, low-cost features at the station, securities, sports venues, transportation corridors and various indoor / dissemination of information on foreign shows occasions, good publicity, real-time environmental parameters, etc. countdown major activities are widely used.The design result proved that, this system demonstration error is small, the performance is stable, the structure is reasonable, expansion ability.Key words: AT89C51 Micro Controller Unit； LED； Lattice display； Dynamic display； Assembly language. - - 3目錄摘要． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．ⅠABSTRACT． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．Ⅱ第一章 緒論． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．11.1 單片機(jī)的發(fā)展及特點(diǎn)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．11.2 單片機(jī)應(yīng)用． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．21.3 LED簡(jiǎn)介． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．41.4電子顯示屏． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．5第二章 系統(tǒng)整體方案． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．72.1需要實(shí)現(xiàn)的功能． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．72.2顯示模式方案論證． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．72.3 數(shù)據(jù)傳輸方案論證． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．8第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．93.1 5V穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．93.1.1 5V穩(wěn)壓電源原理． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．9 - - 43.1.2 穩(wěn)壓電源技術(shù)標(biāo)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．103.2 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．113.2.1 單片機(jī)的選擇． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．113.2.2 AT89C51芯片簡(jiǎn)介． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．113.2.3 單片機(jī)系統(tǒng)外圍電路． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．143.3 列驅(qū)動(dòng)電路． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．143.3.1 74HC595芯片簡(jiǎn)介． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．143.3.2 列驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．163.4 行驅(qū)動(dòng)電路． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．173.4.1 74HC154芯片簡(jiǎn)介． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．173.4.2 行驅(qū)動(dòng)電路的構(gòu)成． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．193.5 點(diǎn)陣 LED顯示屏電路． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．20第四章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．214.1 顯示驅(qū)動(dòng)程序． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．214.2 系統(tǒng)主程 - - 5序． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．22第五章 調(diào)試及性能分析． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．235.1 軟件調(diào)試． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．235.2 硬件調(diào)試． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．235.3 性能分析． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．24結(jié)束語(yǔ)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．25致謝． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．26附錄一 系統(tǒng)綜合電路原理圖． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．27附錄二 系統(tǒng)程序清單． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．28參考文獻(xiàn)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．34 - - 6第一章 概述隨著單片機(jī)的不斷發(fā)展，應(yīng)用于生活當(dāng)中屢見(jiàn)不鮮。以其簡(jiǎn)單，便捷，低成本及低功耗的特點(diǎn)逐漸取代了以往中、小規(guī)模的集成電路產(chǎn)品。只要寫(xiě)入不同的程序，同一片單片機(jī)能夠完成不同的工作，單片機(jī)極高的可靠性，微型性和智能性（需編寫(xiě)不同的程序后就能夠完成不同的控制工作） ，單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到日常生活當(dāng)中。1.1 單片機(jī)的發(fā)展歷史和發(fā)展方向單片機(jī)的歷史并不長(zhǎng)，然而發(fā)展卻十分迅猛。自 1971年美國(guó) Intel公司首先研制出 4位單片機(jī) 4004以來(lái)，它的發(fā)展可粗略劃分為 4個(gè)階段。第一階段（1976-1978）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的控索階段。以 Intel公司的 MCS-48為代表。MCS-48 的推出是在工控領(lǐng)域的控索，參與這一控索的公司還有 Motorola 、Zilog 等，都取得了滿意的效果。這就是 SCM的誕生年代，“單機(jī)片”一詞即由此而來(lái)。第二階段（1978-1982）單片機(jī)的完善階段。Intel 公司在 MCS–48 基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列 MCS–51。它在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。①完善的外部總線。MCS-51 設(shè)置了經(jīng)典的 8位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)，包括 8位數(shù)據(jù)總線、16 位地址總線、控制總線及具有很多機(jī)通信功能的串行通信接口。②CPU 外圍功能單元的集中管理模式。③體現(xiàn)工控特性的位地址空間及位操作方式。④指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令。第三階段（1982-1990）：8 位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及 16位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。Intel 公司推出的 MCS–96系列單片機(jī)，將一些用于測(cè)控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。隨著 MCS–51系列的 - - 7廣應(yīng)用，許多電氣廠商競(jìng)相使用 80C51為內(nèi)核，將許多測(cè)控系統(tǒng)中使用的電路技術(shù)、接口技術(shù)、多通道 A/D轉(zhuǎn)換部件、可靠性技術(shù)等應(yīng)用到單片機(jī)中，增強(qiáng)了外圍電路功能，強(qiáng)化了智能控制的特征。第四階段（1990—）：微控制器的全面發(fā)展階段。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面、深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的 8位/16 位/32 位通用型單片機(jī)，以及小型廉價(jià)的專(zhuān)用型單片機(jī)?？v觀各個(gè)系列的單片機(jī)產(chǎn)品的特性，可以看出單片機(jī)正朝兩個(gè)方向發(fā)展。一方面，單片機(jī)的性能不斷提高，功能越來(lái)越強(qiáng)。該類(lèi)產(chǎn)品可以滿足各種復(fù)雜應(yīng)用系列的要求，如 INTEL公司的 MCS-96系列、MO68HC11 系列等。另一方面，在中小型只能產(chǎn)品中，單片機(jī)則朝小型，超低功耗，多品種等發(fā)展方向。從工業(yè)角度安康內(nèi)，隨著大規(guī)模繼承電路技術(shù)的改進(jìn)，單片機(jī)經(jīng)歷了 PMOS、NMOS、CMOS 等各階段，現(xiàn)在正朝著改進(jìn)型 CMOS工藝的方向發(fā)展。低電壓化、低噪聲與高可靠性 、大容量化及高性能化逐漸成為主導(dǎo)。（低電壓化 幾乎所有的單片機(jī)都有 WAIT、STOP 等省電運(yùn)行方式。允許使用的電壓范圍越來(lái)越寬，一般在 3~6V范圍內(nèi)工作。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已可達(dá) 1~2V。目前 0.8V供電的單片機(jī)已經(jīng)問(wèn)世。低噪聲與高可靠性 為提高單片機(jī)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片廠家在單片機(jī)內(nèi)部電路中都采用了新的技術(shù)措施。大容量化 以往單片機(jī)內(nèi)的 ROM為 1KB~4KB，RAM 為 64~128B。但在需要復(fù)雜控制的場(chǎng)合，該存儲(chǔ)容量是不夠的，必須進(jìn)行外接擴(kuò)充。為了適應(yīng)這種領(lǐng)域的要求，須運(yùn)用新的工藝，使片內(nèi)存儲(chǔ)器大容量化。目前，單片機(jī)內(nèi) ROM最大可達(dá) 64KB，RAM 最大為 2KB。高性能化 主要是指進(jìn)一步改進(jìn) CPU的性能，加快指令運(yùn)算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。采用精簡(jiǎn)指令集（RISC）結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)，可以大幅度提高運(yùn)行速度?，F(xiàn)指令速度最高者已達(dá)100MIPS（Million Instruction Per Seconds，即兆指令每秒） ，并加強(qiáng)了位處理功能、中斷和定時(shí)控制功能。這類(lèi)單片機(jī)的運(yùn)算速度比標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)高出 10倍以上。由于這類(lèi)單片機(jī)有極高的指令速度，就可以用軟件模擬其 I/O功能，由此引入了虛擬外設(shè)的新概念。 ）單片機(jī)的控制性能和可靠性高，體積小，價(jià)格低，易于產(chǎn)品化。在現(xiàn)代的各種電子器件中，單片機(jī)具有良好的性能價(jià)格比。正是單片機(jī)得到廣泛應(yīng)用的重要原因。1.2單片機(jī)的應(yīng)用在說(shuō)單片機(jī)應(yīng)用之前，首選來(lái)談?wù)勎覀兪褂玫碾娔X（PC 機(jī)），我們使用的電腦屬于通用計(jì)算機(jī)，真是感嘆計(jì)算機(jī)發(fā)展神速！現(xiàn)在個(gè)人電腦的性能比以前已經(jīng)得到了極大的提高，普通 PC機(jī)的 - - 8運(yùn)行速度就已經(jīng)達(dá)到了 3GB以上，擁有海量的硬盤(pán)空間，80GB、160GB 甚至 200G都很常見(jiàn)，內(nèi)存普通的都有 256M、512M 甚至有 1G內(nèi)存，使用 19"大屏幕液晶顯示器。。。正是這些電腦的高性能，為我們海量數(shù)值計(jì)算、信息處理、多媒體和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、辦公、家用等的實(shí)現(xiàn)成為可能。相比之下，單片機(jī)的硬件配置就沒(méi)有通用計(jì)算機(jī)那么高了，單片機(jī)運(yùn)算速度一般只有幾兆至幾十兆，如 51單片機(jī)常用的晶振頻率有 6MHZ、11.0592MHZ 和 24MHZ等；單片機(jī)內(nèi)部程序空間也比較小，一般在幾 KB到幾十 KB；單片機(jī)內(nèi)存 RAM一般幾百字節(jié)到幾 KB。雖然單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)的性能無(wú)法和電腦相比，但是單片機(jī)具有高可靠性、體積小、智能性、實(shí)時(shí)性、可塑性強(qiáng)（只要寫(xiě)入不同的程序，同一片單片機(jī)能夠完成不同的工作）等諸多特點(diǎn)，而且價(jià)格低廉，如一片 89S51單片機(jī)才幾塊錢(qián)。正是這些特點(diǎn)，使單片機(jī)成為工程師們開(kāi)發(fā)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)和小型智能化產(chǎn)品的首選！舉個(gè)單片機(jī)應(yīng)用的典型例子，如老式洗衣機(jī)采用機(jī)械式定時(shí)控制器，功能單一，而故障頻繁。要開(kāi)發(fā)家用智能化洗衣機(jī)，采用性能強(qiáng)大的通用計(jì)算機(jī)（PC 機(jī)）固然能夠輕易實(shí)現(xiàn)，但是這樣就大材小用了，而且其成本太高，體積龐大。。。最佳的解決方案就是采用廉價(jià)單片機(jī)了，采用“單片機(jī)＋控制程序＋接口電路＋執(zhí)行機(jī)構(gòu)”的智能化洗衣機(jī)控制方案后，洗衣機(jī)就具有了智能化的特性，能夠自動(dòng)進(jìn)行控制整個(gè)洗滌過(guò)程，從注水、加洗衣粉、洗滌、漂洗、脫水、烘干等一系列工作過(guò)程，甚至能夠自動(dòng)判斷洗衣量及衣服材質(zhì)而采用最佳的洗滌方式等，并且有多種不同的洗滌程序（方式）給你選擇，你只需把衣服放進(jìn)去后洗衣過(guò)程就由單片機(jī)自動(dòng)控制下完成了，洗滌完后你拿出來(lái)就已經(jīng)烘干可以穿了：），實(shí)實(shí)在在的全自動(dòng)，智能化，這樣極大地降低了我們的勞動(dòng)強(qiáng)度。從上面的簡(jiǎn)單例子中，我們看到了單片機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義了。單片機(jī)極高的可靠性，微型性和智能性（我們只要編寫(xiě)不同的程序后就能夠完成不同的控制工作），單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活當(dāng)中-----小到玩具、家電行業(yè)，大到車(chē)載、艦船電子系統(tǒng)，遍及計(jì)量測(cè)試、工業(yè)過(guò)程控制、機(jī)械電子、金融電子、商用電子、辦公自動(dòng)化、工業(yè)機(jī)器人、軍事和航空航天等領(lǐng)域都可見(jiàn)到單片機(jī)的身影。以下是一些應(yīng)用舉例：1、智能產(chǎn)品：?jiǎn)纹瑱C(jī)微處理器與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化、控制智能化，構(gòu)成新一代的機(jī)電一體化的產(chǎn)品。例如傳真打字機(jī)采用單片機(jī)，可以取代近千個(gè)機(jī)械器件；縫紉機(jī)采用單片機(jī)控制，可執(zhí)行多功能自動(dòng)操作、自動(dòng)調(diào)速、控制縫紉花樣的選擇。2、智能儀表：用單片機(jī)微處理器改良原有的測(cè)量、控制儀表，能使儀表數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化。而測(cè)量?jī)x器中的誤差修正、線性化等問(wèn)題也可迎刃而解。 - - 93、測(cè)控系統(tǒng)：用單片機(jī)微處理器可以設(shè)計(jì)各種工業(yè)控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)，例如溫室人工氣候控制、水閘自動(dòng)控制、電鍍生產(chǎn)線自動(dòng)控制、汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。4、數(shù)控型控制機(jī)：在目前數(shù)字控制系統(tǒng)的簡(jiǎn)易控制機(jī)中，采用單片機(jī)可提高可靠性，增強(qiáng)其功能、降低成本。例如在兩坐標(biāo)的連續(xù)控制系統(tǒng)中，用 805l單片機(jī)微處理器組成的系統(tǒng)代替 Z-80組臺(tái)系統(tǒng)，在完成同樣功能的條件下，其程序長(zhǎng)度可減少 50％，提高了執(zhí)行速度。數(shù)控型控制機(jī)采用單片機(jī)后口可能改變其結(jié)構(gòu)模式，例如使控制機(jī)與伺服控制分開(kāi)，用單片機(jī)構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)控制器可減輕數(shù)控型控制機(jī)的負(fù)擔(dān)。5、智能接口：微電腦系統(tǒng)，特別是較大型的工業(yè)測(cè)控系統(tǒng)中，除外圍裝置(打印機(jī)、鍵盤(pán)、磁盤(pán)、CRT)外，還有許多外部通信、采集、多路分配管理、驅(qū)動(dòng)控制等接口。這些外圍裝置與接口如果完全由主機(jī)進(jìn)行管理，勢(shì)必造成主機(jī)負(fù)擔(dān)過(guò)重，降低執(zhí)行速度，如果采用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，單片機(jī)微處理器與主機(jī)可并行上作，大大地提高了系統(tǒng)的執(zhí)行速度。如在大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用單片機(jī)對(duì)模擬，數(shù)字轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行控制不僅可提高采集速度，還可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理，如數(shù)字濾波、線性化處理、誤差修正等。在通信接口中采用單片機(jī)可對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼譯碼、分配管理、接收/發(fā)送控制等。1.3 LED的定義和特點(diǎn)Light Emitting Diode,即發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED 的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè) P-N結(jié)。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向 P區(qū)，在 P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED發(fā)光的原理。而光的波長(zhǎng)也就是光的顏色，是由形成 P-N結(jié)的材料決定的。 1、 LED 特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn) ：LED的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。 2、體積小 ：LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面，所以它非常的小，非常的輕。 3、耗電量低 ：LED耗電非常低，一般來(lái)說(shuō) LED的工作電壓是 2-3.6V。工作電流是 0.02-0.03A。這就是說(shuō)：它消耗的電不超過(guò) 0.1W。 4、使用壽命長(zhǎng) ： - - 10在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合拢琇ED 的使用壽命可達(dá) 10萬(wàn)小時(shí) 5、高亮度、低熱量 6、環(huán)保 ：LED是由無(wú)毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會(huì)造成污染，同時(shí) LED也可以回收再利用。 7、堅(jiān)固耐用 ：LED是被完全的封裝在環(huán)氧樹(shù)脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。燈體內(nèi)也沒(méi)有松動(dòng)的部分，這些特點(diǎn)使得 LED可以說(shuō)是不易損壞的。 LED發(fā)光技術(shù)的原理是某些半導(dǎo)體材料在通以電流的情況下會(huì)發(fā)出特定波長(zhǎng)的光，這種電到光的轉(zhuǎn)換效率非常高，對(duì)所用材料進(jìn)行不同的化學(xué)處理，就可以得到各種亮度和視角。 LED 散發(fā)出電磁波（一種振動(dòng)極高的頻率），當(dāng)這些波達(dá)到 380nm（nanometer）以上及在 780nm以下，在這中間的波長(zhǎng)是可見(jiàn)光，一種能被人的眼睛看到的可視光。LED 是一種非常有用及有效率的光源，它的光學(xué)構(gòu)造體實(shí)在已將發(fā)出的光幾無(wú)損失的集合起來(lái)，經(jīng)狹小的結(jié)構(gòu)投射出來(lái)，它的顏色是根據(jù)它使用的半導(dǎo)體成份造成，目前大約有紅、黃、綠及白光等等。 1.4 LED簡(jiǎn)介L(zhǎng)ED電子顯示屏是由幾萬(wàn)--幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的 LED像素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色 LED的開(kāi)發(fā)已經(jīng)達(dá)到了。LED 顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 LED顯示屏顯示畫(huà)面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫(huà)，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車(chē)站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣(mài)行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。在我國(guó)改革開(kāi)放之后，特別是進(jìn)入 90年代國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，對(duì)公眾場(chǎng)合發(fā)布信息的需求日益強(qiáng)烈，LED 顯示屏的出現(xiàn)正好適應(yīng)了這一市場(chǎng)形勢(shì)，因而在 LED顯示屏的設(shè)計(jì)制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提高，生產(chǎn)也得到了迅速的發(fā)展，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，成為光電子行業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。LED 顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色圖文顯示屏，到圖像顯示屏的發(fā)展過(guò)程。顯示技術(shù)是一種將反映外界客觀事物的信息（光學(xué)的。電學(xué)的。聲學(xué)的、化學(xué)的等），經(jīng)過(guò)變換處理，以適當(dāng)?shù)男问剑ㄖ饕袌D像、圖形、數(shù)碼、字符）加以顯示，供人觀看、分析、利用的一種技術(shù)。現(xiàn)在所謂的顯示技術(shù)，可以稱(chēng)作電子信息顯示技術(shù)，它是建立在光學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、聲學(xué)等科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上的具有某種程度綜合性的技術(shù)。電子顯示技術(shù)的應(yīng)用與研究涉及的范圍很廣，包括各種發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理的研究、實(shí)驗(yàn)；各種顯示方式的基本原理及其結(jié) - - 11構(gòu)形式，顯示用的材料與器件的選擇和制作工藝；顯示信息的輸入、變換、處理和控制，等等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著經(jīng)濟(jì)、軍事、社會(huì)與人們生活的發(fā)展，信息的種類(lèi)和數(shù)量不斷增加。和很多應(yīng)用術(shù)語(yǔ)一樣，LED 圖文顯示屏并沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的嚴(yán)格的定義，一般把顯示圖形和/或文字的 LED顯示屏稱(chēng)為圖文屏。這里所說(shuō)的圖形，是指由單一亮度線條組成的任意圖形，以便于不同亮度（灰度）點(diǎn)陣組成的圖像相區(qū)別。圖文顯示屏的主要特征是只控制 LED點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅） ，而不控制 LED的發(fā)光強(qiáng)弱。LED 圖文顯示屏的外觀可以做成條形，叫做條形圖文顯示屏（簡(jiǎn)稱(chēng)條屏） ，也可以按一定高度比例做成矩形的平面圖文顯示屏。其實(shí)條屏只不過(guò)是其寬度遠(yuǎn)大于高度的平面顯示屏，在顯示與控制的原理上并無(wú)區(qū)別。 從理論上說(shuō)，不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)的 LED器件發(fā)光。通常事先把需要顯示的圖形文字轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣圖形，再按照顯示控制的要求以一定的格式形成顯示數(shù)據(jù)。對(duì)于只控制通斷的圖文顯示屏來(lái)說(shuō)，每個(gè) LED發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的 1位（1bit） ，在需要該 LED器件發(fā)光的數(shù)據(jù)中相應(yīng)的位填 1，否則填 0。當(dāng)然，根據(jù)控制電路的安排，相反的定義同樣是可行的。這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點(diǎn)填寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個(gè)顯示數(shù)據(jù)文件。顯示圖形的數(shù)據(jù)文件，其格式相對(duì)自由，只要能夠滿足顯示控制的要求即可。文字的點(diǎn)陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計(jì)算機(jī)通用的字庫(kù)字模。組成一個(gè)字的點(diǎn)陣，其大小也可以有 8×8、16×16、24×24、等不同規(guī)格。漢字的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)是用 16進(jìn)制格式以字節(jié)為單位表示的。用點(diǎn)陣方式構(gòu)成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計(jì)好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿意的顯示效果。因而采用點(diǎn)陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。 點(diǎn)陣顯示方式適應(yīng)信息變化的優(yōu)點(diǎn)，是以點(diǎn)陣顯示器的價(jià)格和其復(fù)雜的控制電路為代價(jià)的。點(diǎn)陣顯示器在整個(gè)顯示單元的所有位置上都布置了 LED器件，而像數(shù)碼管一類(lèi)的顯示器件只在需要發(fā)光的七段位置上布置 LED器件，其它位置是空白的。因此，點(diǎn)陣顯示器在相同面積情況下，價(jià)格要貴些。但是，數(shù)碼管可顯示的信息有限，只有 0～9 或單個(gè)的英文字符，由于組合形成的字符不多，所以其顯示數(shù)據(jù)和控制電路都比較簡(jiǎn)單。點(diǎn)陣顯示器則不然，它要對(duì)點(diǎn)陣上全部 LED進(jìn)行控制，并能生成所有可能顯示的圖形文字，其顯示數(shù)據(jù)和控制電路自然要復(fù)雜得多。因此，根據(jù)不同的場(chǎng)合，不同的顯示特點(diǎn)和格式可以分別采用數(shù)碼管器件或點(diǎn)陣顯示方式，有的情況可以采用兩者搭配的混合屏顯示方式。圖文顯示屏的顏色，有單色、雙色、和多色幾種。最常用的是單色圖文屏。單色屏多使用紅色、橘紅色或橙色 LED點(diǎn)陣單元。雙色圖文屏和多色圖文屏，在 LED點(diǎn)陣的每一個(gè)“點(diǎn)”上布置有兩個(gè)或多個(gè)不同顏色的 LED發(fā)光器件。換句話說(shuō)，對(duì)應(yīng)于每種顏色都有自己的顯示矩陣。顯 - - 12示的時(shí)候，各顏色的顯示點(diǎn)陣是分開(kāi)控制的。事先設(shè)計(jì)好各種顏色的顯示數(shù)據(jù)，顯示時(shí)分別送到各自的顯示點(diǎn)陣，即可實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。每一種顏色的控制方法和單色的完全相同，因此掌握了單色圖文顯示屏的原理，雙色屏和多色屏就不難理解了。LED顯示屏的分類(lèi) 1、按顏色基色可以分為：?jiǎn)位@示屏：?jiǎn)我活伾t色或綠色）。雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256 級(jí)灰度、可以顯示 65536種顏色。全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256 級(jí)灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬(wàn)種顏色。2、按顯示器件分類(lèi)：LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為 7段碼數(shù)碼管，適于制作時(shí)鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。LED點(diǎn)陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案2．1 需要實(shí)現(xiàn)的功能設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)用 16×16點(diǎn)陣 LED圖文顯示屏，要求在目測(cè)條件下 LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。2．2 顯示模式方案論證為了吸引觀眾增強(qiáng)顯示效果，可以有多種顯示模式，最簡(jiǎn)單的顯示模式是靜態(tài)顯示。這里所說(shuō)的“靜態(tài)顯示模式”不同于靜態(tài)驅(qū)動(dòng)方式。與靜態(tài)顯示模式相對(duì)應(yīng)，就有各種動(dòng)態(tài)顯示模式，它們所顯示的圖文都是能夠動(dòng)的。按照?qǐng)D文運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)又可以分為閃爍、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等多種顯示模式。產(chǎn)生不同顯示模式的方法，并不意味著一定要重新編寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)，可以通過(guò)一定的算法從原來(lái)的顯示數(shù)據(jù)直接生成。例如，按順序調(diào)整行號(hào)，可以使顯示圖文產(chǎn)生上下平移；而順序調(diào)整列顯示數(shù)據(jù)的位置，就可以達(dá)到左右平移的目的；同時(shí)調(diào)整行列順序，就能得到對(duì)角線平移的效果。其它模式的數(shù)據(jù)刷新，也可找到相應(yīng)的算法。不過(guò)當(dāng)算法太復(fù)雜，太浪費(fèi)時(shí)間的話，也可以考慮預(yù)先生成刷新數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)備用。刷新的時(shí)間控制，要考慮運(yùn)動(dòng)圖形文字的顯示效果。刷新太慢，動(dòng)感不顯著；刷新太快了，中間過(guò)程看不清。一般刷新周期可控制在幾十毫秒范圍之內(nèi)。 - - 13從理論上說(shuō)，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)的 LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時(shí)控制 LED顯示屏的各個(gè)發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱(chēng)為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示方式。16×16 的點(diǎn)陣共有 256個(gè)發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒(méi)有這么多端口，如果我們采用鎖存器來(lái)擴(kuò)展端口，按 8位的鎖存器來(lái)計(jì)算，16×16 的點(diǎn)陣需要 256/8=32個(gè)鎖存器。這個(gè)數(shù)字很龐大，因?yàn)槲覀儍H僅是 16×16的點(diǎn)陣，在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個(gè)很龐大的數(shù)字。因此在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計(jì)，而采用另一種稱(chēng)為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。動(dòng)態(tài)掃描的意思簡(jiǎn)單地說(shuō)就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行（比如 16行）的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，具體就 16×16的點(diǎn)陣來(lái)說(shuō)，把所有同一行的發(fā)光管的陽(yáng)極連在一起，把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽(yáng)的接法） ，先送出對(duì)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燃亮一定的時(shí)間，然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第二行使其燃亮相同的時(shí)間，然后熄滅；……第十六行之后，又重新燃亮第一行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒 24次以上） ，由于人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。2．3 顯示數(shù)據(jù)傳輸方案論證采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，按 8位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。顯示時(shí)要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上去，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸方式的問(wèn)題。從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯然，采用并行方式時(shí)，從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并行傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹２捎么袀鬏數(shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信?hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無(wú)疑是十分經(jīng)濟(jì)的。但是，串行傳輸過(guò)程較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動(dòng)器。只有當(dāng)一行的各列數(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。這樣，對(duì)于一行的顯示過(guò)程就可以分解列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示兩個(gè)部分。對(duì)于串行傳輸方式來(lái)說(shuō)，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)，在行掃描周期確定的情況下，留給行顯示的時(shí)間就太少了，以至影響到 LED的亮度。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(shí)間矛盾問(wèn)題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)。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。 - - 14單片機(jī)列驅(qū)動(dòng)器行驅(qū)動(dòng)器LED 顯示點(diǎn)陣電源圖 2-1 顯示屏電路框圖經(jīng)過(guò)上述分析，可以歸納出列驅(qū)動(dòng)器電路應(yīng)具備的主要功能。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來(lái)說(shuō)，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并出的移位功能；對(duì)于列數(shù)據(jù)顯示來(lái)說(shuō)，應(yīng)具有并行鎖存的功能。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(shí)，串并移位寄存器準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響本行的顯示。第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)由于圖文屏的控制電路采用單片機(jī)方案，控制功能的實(shí)現(xiàn)應(yīng)在硬件和軟件兩方面進(jìn)行折中。單片機(jī)及相應(yīng)軟件，主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)（或生成）顯示數(shù)據(jù)、安排控制信號(hào)的定時(shí)與順序等。但是單片機(jī)的接口數(shù)量少，驅(qū)動(dòng)能力不強(qiáng)，必須擴(kuò)展一定的硬件電路，才能滿足顯示屏的需要。系統(tǒng)硬件部分電路大致上可以分成穩(wěn)壓電源、單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動(dòng)器電路、行驅(qū)動(dòng)器電路和LED顯示屏電路五部分。3．1 5V 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)3.1.1 5V穩(wěn)壓電源原理穩(wěn)壓電源的功能是把來(lái)自電網(wǎng)的 220V交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樗璧摹⒎€(wěn)定的直流電壓。它由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個(gè)部分組成。（1）交流電壓變換部分。一般的電子設(shè)備所需的直流電壓較之交流電網(wǎng)提供的 220V電壓相差較大，為了得到輸出電壓的額定范圍，就需要將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換到合適的數(shù)值。所以，電壓變換 - - 15部分的主要任務(wù)是將電網(wǎng)電壓變?yōu)樗璧慕涣麟妷?，同時(shí)還可以起到直流電源與電網(wǎng)的隔離作用。（2）整流部分。整流電路的作用，是將變換后的交流電壓轉(zhuǎn)換為單方向的脈動(dòng)電壓。由于這種電壓存在著很大的脈動(dòng)成份（稱(chēng)為紋波），因此一般還不能直接用來(lái)給負(fù)載供電，否則，紋波的變化會(huì)嚴(yán)重影響負(fù)載電路的性能指標(biāo)。（3）濾波部分。濾波部分的作用是對(duì)整流部分輸出的脈動(dòng)直流電進(jìn)行平滑 ，使之成為含交變成份很小的直流電壓。也就是說(shuō)，濾波部分實(shí)際上是一個(gè)性能較好的低通濾波器，且其截止頻率一定低于整流輸出電壓的基波頻率。（4）穩(wěn)壓部分。盡管經(jīng)過(guò)整流濾波后電壓接近于直流電壓，但是其電壓值的穩(wěn)定性很差，它受溫度、負(fù)載、電網(wǎng)電壓波動(dòng)等因素的影響很大，因此，還必須有穩(wěn)壓電路，以維持輸出直流電壓的基本穩(wěn)定。變壓器把 220V交流電（市電）變?yōu)榉€(wěn)壓所需的低壓交流電；整流器把低壓交流電變?yōu)橹绷麟?；整流后的直流電中仍?huì)含有交流成分，可以通過(guò)濾波電路將交流成分濾除；經(jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。如圖 3-1所示。（a）穩(wěn)壓電源電路的基本方框圖u4 u3 u2 uI u10 t t t t t0 0 0 0（b）整流與穩(wěn)壓過(guò)程圖 3-1 穩(wěn)壓電源的組成框圖及整流與穩(wěn)壓過(guò)程根據(jù)要求所確定的穩(wěn)壓電源的電路形式如圖 3-2所示。圖中變壓器 T將來(lái)自電網(wǎng)的 220V交流電壓變換為整流電路所需要的 7.5V交流電壓，再經(jīng)整流電橋（4 個(gè)二極管）D1 將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓，隨后電解電容器 C1將脈動(dòng)直流電壓中的大部分紋波加以濾除，以得到較為平滑的直流電壓。為了得到改善的紋波電壓，再將直流電壓通過(guò)電容 C2，然后經(jīng)集成穩(wěn)壓器 IC1穩(wěn)壓，在輸出端得到穩(wěn)定的 5V直流電壓。這時(shí)，在輸出端接上電容 C3，用以濾除輸出端的高頻信號(hào)，改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，最后即可得到所需的、穩(wěn)定的直流電壓。電路最后接入的發(fā)光二極管用做電u1±??1?÷u2 ?? μ?á÷ ?·u3 ?? μ?2¨ ?·u4 ?è μ??1 ?· Uo - - 16源指示燈.T220V個(gè)7.5VC3104C2104Vin1GND2Vout 3IC17805R1100ΩVCC1234D1BRIDGEC11000uSSW D2LED+_圖 3-2 電源電路圖3.1.2 穩(wěn)壓電源技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出電流及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類(lèi)是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個(gè)穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻） 、波紋電壓及溫度系數(shù)等。對(duì)穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個(gè)方面的要求：穩(wěn)定性好 當(dāng)輸入電壓 Usr(整流、濾波輸出電壓)在規(guī)定范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)，輸出電壓 Usc的變化一般要求很小。輸出電阻小 負(fù)載變化時(shí)（從空載到滿載） ，輸出電壓 Usr應(yīng)基本保持不變。電壓溫度系數(shù)小 當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，會(huì)引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應(yīng)在環(huán)境溫度變化時(shí)，有效地抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定。輸出電壓紋波小 所謂紋波電壓，是指輸出電壓中 50Hz 或 100Hz 的交流分量，通常用有效值或峰值表示。3．2 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路3．2．1 單片機(jī)的選擇在這個(gè)設(shè)計(jì)中單片機(jī)采用 89C51 或其兼容系列的芯片，采用 24MHZ 或更高頻率的晶振，以獲得較高的刷新頻率，使顯示更穩(wěn)定。它負(fù)責(zé)控制整個(gè)電路以及相應(yīng)的程序的運(yùn)行、以及給屏體電路部分發(fā)送命令。這里我們選擇了內(nèi)含 4K 字節(jié) Flash 的 AT89C51，因?yàn)槲覀冎恍枰@示特定的圖形和文字，無(wú)需龐大的字庫(kù)，因此 4K Flash 已經(jīng)可以滿足字庫(kù)儲(chǔ)存的需求，不需要擴(kuò)展外存儲(chǔ)器。
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