led顯示系統(tǒng)研究

1、<p><b>　　LED顯示系統(tǒng)研究</b></p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)，LED顯示成為顯示屏主要發(fā)展趨勢(shì)，越來越多的應(yīng)用到各行各業(yè)，各種廣告?zhèn)髅蕉疾捎肔ED顯示。隨著技術(shù)的進(jìn)一步提升，他將帶來巨大的社會(huì)效益和豐富的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　本文研究了用單片

2、機(jī)控制單色顯示屏的方法，并對(duì)LED顯示單元模塊如何進(jìn)行信號(hào)掃描、行列信號(hào)控制及信號(hào)傳輸中的驅(qū)動(dòng)問題進(jìn)行了分析。用100*80LED點(diǎn)陣連接形成一個(gè)顯示模塊，通過對(duì)顯示模塊進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了顯示模塊的硬件電路，包括一個(gè)單片機(jī)和一個(gè)列掃描電路。在此基礎(chǔ)上，將多個(gè)顯示模塊拼接實(shí)現(xiàn)了一個(gè)大尺寸LED廣告顯示牌。</p><p>　　經(jīng)過硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)過程，證明了LED顯示屏顯示文字是可行的，單片機(jī)和驅(qū)動(dòng)芯片也是可行的。

3、</p><p>　　關(guān)鍵詞：LED；單片機(jī)；顯示屏；驅(qū)動(dòng)；掃描</p><p><b>　　英文摘要</b></p><p>　　Research on LED Display System</p><p>　　Since the 21st century, LED demonstrated into the disp

4、lay monitor main trend of development, more and more application various trades and occupations, each kind of advertisement media uses the LED demonstration. Along with the technical further promotion, he will bring the

5、huge social efficiency and the rich economic efficiency. </p><p>　　This article has studied with the monolithic integrated circuit control monochromatic display monitor's method, and how to the LED displ

6、ay unit module clear signal scanning, in the ranks signal control and signaling's actuation question has carried on the analysis. Forms a display module with the 100*80LED lattice connection, through has conducted th

7、e research to the display module, has designed the display module hardware circuit, including a monolithic integrated circuit and a row sweep circui</p><p>　　Realize the process after the hardware and the so

8、ftware, had proven the LED display monitor demonstration writing is feasible, the monolithic integrated circuit and the actuation chip are also feasible. </p><p>　　Key Words: LED Surface Mount Assemblies

9、Display Driver Scan</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　中文摘要I</b></p><p><b>　　英文摘要II</b></p><p>　　2 LED廣告牌顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法...............

10、................錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p>　　5. LED顯示屏實(shí)現(xiàn)技術(shù)...........................................................錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　1 緒論IV</b></p><p><b>　　1.1 前言

11、IV</b></p><p>　　1.2 國內(nèi)外LED顯示屏的研究現(xiàn)狀I(lǐng)V</p><p>　　1.3 LED顯示屏的發(fā)展趨勢(shì)VI</p><p>　　1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容VI</p><p>　　2 LED廣告牌顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法VI</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)VI</p&

12、gt;<p>　　2.2 LED點(diǎn)陣顯示屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)VII</p><p>　　2.2.1 常規(guī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)VII</p><p>　　2.2.2 點(diǎn)陣顯示屏顯示VIII</p><p>　　2.2.3驅(qū)動(dòng)芯片VIII</p><p>　　2.3 設(shè)計(jì)方案XI</p><p>　　3 硬件設(shè)計(jì)

13、XII</p><p>　　3.1硬件框圖介紹XII</p><p>　　3.2系統(tǒng)主控電路XIII</p><p>　　4主要芯片介紹XIV</p><p>　　4.1 51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介XIV</p><p>　　4.2 89C51單片機(jī)XVIII</p><p>　　5 LED顯

14、示屏的實(shí)現(xiàn)技術(shù)XX</p><p><b>　　6軟件設(shè)計(jì)XXI</b></p><p>　　6.1 程序流程圖XXII</p><p>　　6.2 程序代碼XXIII</p><p>　　7 結(jié)論與展望XXVI</p><p><b>　　8致 謝1</b>&

15、lt;/p><p><b>　　9參考文獻(xiàn)1</b></p><p><b>　　緒論</b></p><p><b>　　1.1 前言</b></p><p>　　社會(huì)日新月異的發(fā)展，人們的消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)不斷改變，戶外燈箱、廣告等更是扮演著越來越重要的宣傳角色，不論是汽車站，火車站，

16、股市交易市場(chǎng)，娛樂門牌，還是學(xué)校都離不開它，然而傳統(tǒng)的霓虹燈廣告牌不論是在顯示效果、耗電量還是可修改性上都無法滿足當(dāng)前社會(huì)的需求，但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，LED（Light Emitting Diode）屏幕顯示系統(tǒng)作為繼電視、廣播、報(bào)紙、雜志之后的“第五大媒體”正快速步入社會(huì)生活的各個(gè)方面[1]。它集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體，可以將信息通過文字、圖案、動(dòng)畫及視頻四種形式顯示出來。</p><p

17、>　　由于單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，高亮度LED發(fā)光管的出現(xiàn)使得大屏幕高亮度LED電子廣告屏成為可能，與傳統(tǒng)的霓虹燈廣告無論在顯示效果、可修改性上都有著無法比擬的優(yōu)勢(shì)，而且單片機(jī)的日益平民化以及LED技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使得高亮度高清晰的LED點(diǎn)陣廣告牌與傳統(tǒng)霓虹燈廣告牌的成本日益接近。另外，SMT技術(shù)的飛速發(fā)展，開關(guān)電源的大規(guī)模使用，使其無論在體積上還是在可靠性上都比傳統(tǒng)的霓虹燈廣告有明顯的優(yōu)勢(shì)，為其在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。<

18、/p><p>　　與傳統(tǒng)的顯示設(shè)備相比，正是這種未來的巨大需求讓大屏幕顯示技術(shù)成為眾人目光的焦點(diǎn)：（1）LED顯示屏色彩豐富，顯示方式變化多樣（圖形、文字、三維動(dòng)畫、電視畫面等）、亮度高、壽命長(zhǎng)，是信息傳播設(shè)施劃時(shí)代的產(chǎn)品。（2）LED顯示屏是集光電技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的高技術(shù)產(chǎn)品，可用來顯示文字及計(jì)算機(jī)屏幕同步的圖形。它具有超大畫面、超強(qiáng)視覺、靈活多變的顯示方式等獨(dú)居一格的優(yōu)勢(shì)，是目前國

19、際上使用廣泛的顯示系統(tǒng)。（3）LED顯示屏應(yīng)用廣泛，金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛樂等方面，有巨大的社會(huì)效益和豐厚的經(jīng)濟(jì)效益[1]。</p><p>　　1.2 國內(nèi)外LED顯示屏的研究現(xiàn)狀</p><p>　　1923年，科學(xué)家羅塞夫在研究半導(dǎo)體SiC時(shí)，偶然發(fā)現(xiàn)了在含有雜質(zhì)的PN結(jié)中有光發(fā)射出來，從而為發(fā)光二極管的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)，并且隨著電子技術(shù)及半導(dǎo)體工藝不斷發(fā)展最終研制出了L

20、ED[2]。LED顯示屏八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性價(jià)比高、使用成本低等特點(diǎn)，在短短的十來年中，迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　發(fā)光二極管（LED）是六十年代末發(fā)展起來的一種半導(dǎo)體顯示器件，七十年代，隨著半導(dǎo)體材料合成技術(shù)、單晶制造技術(shù)和

21、P-N結(jié)形成技術(shù)的研究進(jìn)展，發(fā)光二極管在發(fā)光顏色、亮度等方面的性能得以提高并迅速進(jìn)入批量化和實(shí)用化。進(jìn)入八十年代后，LED在發(fā)光波長(zhǎng)范圍和性能方面大大提高，并開始形成平板顯示產(chǎn)品即LED顯示屏。</p><p>　　LED顯示屏發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段：</p><p>　　1．1990年以前LED顯示屏的成長(zhǎng)形成時(shí)期。一方面，受LED器件材料的限制，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒有廣泛展開，另一方面

22、，顯示屏控制技術(shù)基本上是通信控制方式，客觀上影響了顯示效果。這一時(shí)期的LED顯示屏在國外應(yīng)用較廣，國內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通信控制，灰度等級(jí)為單點(diǎn)4級(jí)調(diào)灰，產(chǎn)品的成本較高。</p><p>　　2．1990-1995年，這一階段是LED顯示屏迅速發(fā)展的時(shí)期。進(jìn)入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)，信息技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域不斷突破，LED顯示屏在LED材料和控制技術(shù)方面也不斷出現(xiàn)新的成果。藍(lán)色LED晶片研制

23、成功，全彩色LED顯示屏進(jìn)入市場(chǎng)；電子計(jì)算機(jī)及微電子領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，在顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了視頻控制技術(shù)，顯示屏灰度等級(jí)實(shí)現(xiàn)16級(jí)灰度和64級(jí)灰度調(diào)灰，顯示屏的動(dòng)態(tài)顯示效果大大提高。這一階段，LED顯示屏在我國發(fā)展非常迅速，從初期的幾個(gè)企業(yè)、年產(chǎn)值幾千萬元發(fā)展到幾十家企業(yè)、年產(chǎn)值幾億元，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及金融證券、體育、機(jī)場(chǎng)、鐵路、車站、公路交通、商業(yè)廣告、郵電電信等諸多領(lǐng)域，特別是1993年證券股票業(yè)的發(fā)展更引發(fā)了LED顯示屏市場(chǎng)的大

24、幅增長(zhǎng)。LED顯示屏在平板顯示領(lǐng)域的主流產(chǎn)品局面基本形成，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。</p><p>　　3．1995年以來，LED顯示屏的發(fā)展進(jìn)入一個(gè)總體穩(wěn)步提高和產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整完善的時(shí)期。1995年以來，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)內(nèi)部競(jìng)爭(zhēng)加劇，形成了許多中小企業(yè)，產(chǎn)品價(jià)格大幅回落，應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊，產(chǎn)品在質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化等方面出現(xiàn)了一系列新的問題，有關(guān)部門對(duì)LED顯示屏的發(fā)展予以重視并進(jìn)行了適當(dāng)?shù)囊?guī)范和引導(dǎo)，目前

25、這方面的工作正在逐步深化。</p><p>　　國內(nèi)LED顯示屏發(fā)展現(xiàn)狀由于半導(dǎo)體發(fā)光器件的出現(xiàn)和技術(shù)性能方面的不斷提高，使得LED顯示屏已經(jīng)占了主導(dǎo)地位，因?yàn)長(zhǎng)ED的光電特性、亮度、色度、功耗及全天候特性都優(yōu)于其他的光子器件，所以說LED顯示技術(shù)及產(chǎn)品在未來的相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)將具有很大的市場(chǎng)發(fā)展空我國的LED顯示屏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過這十幾年來的發(fā)展，基本形成了一批具有一定規(guī)模的骨干業(yè)。LED顯示屏產(chǎn)業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，產(chǎn)品技

26、術(shù)推陳出新，一直保持比較先進(jìn)的水90年代初期即具備了成熟的16級(jí)灰度256色視頻控制技術(shù)及無線遙控等國際先進(jìn)技術(shù)平。近年來在全彩色LED顯示屏、256級(jí)灰度視頻控制技術(shù)、集群無線控制、多級(jí)群技術(shù)等方面均有國內(nèi)先進(jìn)、達(dá)到國際水平的技術(shù)和產(chǎn)品出現(xiàn)。LED顯示屏專用的大規(guī)控制集成電路也已由國內(nèi)企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)并得到應(yīng)用。LED顯示屏產(chǎn)業(yè)正成為我國電子息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是平板顯示領(lǐng)域唯一立足于國內(nèi)形成的民族高科技產(chǎn)業(yè)[8]。</p>

27、;<p>　　1.3 LED顯示屏的發(fā)展趨勢(shì)</p><p>　　現(xiàn)代信息社會(huì)，作為人機(jī)信息視覺傳播媒體的顯示產(chǎn)品，顯示技術(shù)得到迅速發(fā)展，進(jìn)入二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時(shí)代，LED顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無疑會(huì)有更大的發(fā)展，并有可能成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。具體體現(xiàn)在三個(gè)方面。</p><p><b>　　1．高亮度、全彩化</b

28、></p><p>　　藍(lán)色及綠色超高亮度LED產(chǎn)品出現(xiàn)以來，成本逐年快速降低，使LED全彩色顯示屏產(chǎn)品成本下降，推廣速度加快。同時(shí)，隨著控制技術(shù)的發(fā)展和LED顯示屏體穩(wěn)定性的提高，全彩色LED顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達(dá)到比較理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的環(huán)境條件要求，而且圖像更清晰、更細(xì)膩、更亮麗。</p><p><b>　　2．標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化</b&g

29、t;</p><p>　　材料、技術(shù)的成熟及市場(chǎng)價(jià)格基本均衡之后，LED顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化將成為L(zhǎng)ED顯示屏發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。近幾年業(yè)內(nèi)的發(fā)展中，幾番價(jià)格回落調(diào)整達(dá)到基本均衡后，產(chǎn)品質(zhì)量、系統(tǒng)的可靠性等將成為主要的競(jìng)爭(zhēng)因素，這就對(duì)LED顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化有了較高的要求。行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系的形成，IS09000系列標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用，使LED顯示屏行業(yè)的發(fā)展趨于有序。</p><p><

30、b>　　3．產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化</b></p><p>　　隨著信息化社會(huì)的形成，信息領(lǐng)域愈加廣泛，LED顯示屏的應(yīng)用前景更為廣闊。預(yù)計(jì)大型或超大型LED顯示屏為主流產(chǎn)品的局面將會(huì)發(fā)生改變，適合于服務(wù)行業(yè)特點(diǎn)和專業(yè)性要求的小型LED顯示屏?xí)休^大提高，面向信息服務(wù)領(lǐng)域的LED顯示屏產(chǎn)品門類和品種體系將更加豐富，部分潛在市場(chǎng)需求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)有所突破，如公共交通、停車場(chǎng)、餐飲、醫(yī)院等綜合服務(wù)方面的信息

31、顯示屏需求量將有更大的提高。</p><p>　　1.4 本課題主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　本課題的研究主要包括四方面的內(nèi)容：微機(jī)控制、單片機(jī)驅(qū)動(dòng)、LED顯示部分和顯示屏實(shí)現(xiàn)仿真部分。所以，完整的LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該包括硬件、硬件驅(qū)動(dòng)程序和微機(jī)控制軟件三個(gè)部分。通過對(duì)點(diǎn)陣模塊和控制電路的分析，確定LED顯示屏的部件構(gòu)成;通過對(duì)單片機(jī)及智能控制模塊的分析，確定LED顯示屏的組成結(jié)構(gòu)

32、和掃描驅(qū)動(dòng)方式，實(shí)現(xiàn)LED顯示屏的顯示。</p><p>　　2 LED廣告牌顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法</p><p><b>　　2.1 設(shè)計(jì)任務(wù)</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一個(gè)100毫米*80毫米點(diǎn)陣LED廣告顯示屏，led顯示模塊尺寸為10毫米*8毫米，要求用51單片機(jī)和若干IC芯片設(shè)計(jì)一個(gè)模塊的硬件控制電路，然后設(shè)計(jì)一個(gè)尺寸為1米*0.4

33、米的LED廣告牌顯示系統(tǒng)，完成控制軟件流程圖。本文重點(diǎn)介紹了基于單片機(jī)系統(tǒng)的單色LED顯示屏的控制電路、驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)方法，并針對(duì)一個(gè)100毫米*80毫米點(diǎn)陣的顯示特點(diǎn)，對(duì)其軟件實(shí)現(xiàn)的算法給出了具體的分析。</p><p>　　2.2 LED點(diǎn)陣顯示屏驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2.1 常規(guī)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　LED顯示屏的掃描驅(qū)動(dòng)電路原理見圖

34、4-1所示。顯然，在脈沖周期的T1期間，LED處于發(fā)光狀態(tài)，而在脈沖周期T2期間，LED處于熄滅狀態(tài)。 </p><p>　　圖4-1 掃描驅(qū)動(dòng)電路原理</p><p>　　由于LED發(fā)光管沒有余輝效應(yīng)，則當(dāng)掃描周期T(T1+ T2)較大時(shí)，也即亮暗重復(fù)得不夠快時(shí)，人眼就有一亮一暗的感覺，稱之為閃爍;而當(dāng)重復(fù)頻率較高，即T較短時(shí)，由于人眼的視覺暫留效應(yīng)，閃爍感消失，人眼觀察到的LED就為

35、連續(xù)穩(wěn)定的發(fā)光。理論 與實(shí)踐證明，當(dāng)T<20ms，即重復(fù)頻率>50Hz，時(shí)，在常規(guī)的背景亮度下，LED的顯示就不會(huì)有閃爍感。</p><p>　　根據(jù)這一原理，將LED發(fā)光管排成陣列行式結(jié)構(gòu)，稱橫線為行，縱線為列。如N行LED共用一列數(shù)據(jù)，稱其為I/N 掃描方式，或稱1:N掃描。N常規(guī)取值有4, 8,16,32等。當(dāng)N根行線中的某一行有效時(shí)(處于高電平)，則該行中的發(fā)光管亮暗全由對(duì)應(yīng)的列線確定，列線為

36、低電平，發(fā)光管就亮，列線為高電平，發(fā)光管滅。當(dāng)N根行線分時(shí)工作且刷新速率足夠高時(shí)，就能顯示出一幅穩(wěn)定完整的文字或圖形。</p><p>　　用74HC595作為列數(shù)據(jù)鎖存器，用74LS138作為行計(jì)數(shù)器，以74LS1138作為列譯碼驅(qū)動(dòng)器，TIP127作為行驅(qū)動(dòng)管。其工作原理為:利用串行時(shí)鐘CLK信號(hào)，將第一行要顯示的數(shù)據(jù)逐位移入74HC595中，當(dāng)全行數(shù)據(jù)全部移到位后，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)STR將數(shù)據(jù)由74HC5

37、95的后臺(tái)移入前臺(tái)鎖存，同時(shí)利用STR信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)譯碼產(chǎn)生第一行有效信號(hào)，使第一行PNP管飽和導(dǎo)通，即第一行的LED 正端全部接為高電平，由于在74HC595中鎖存的數(shù)據(jù)將使對(duì)應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)三極管8050導(dǎo)通或截止，所以第一行LED的亮暗將由所移入的數(shù)據(jù)確定，在第一行有效的時(shí)期內(nèi)，移位時(shí)鐘移入第二行要顯示的數(shù)據(jù)，全部移入后，進(jìn)行數(shù)據(jù)鎖存并由計(jì)數(shù)譯碼電路產(chǎn)生第二行有效信號(hào)，顯示第二行數(shù)據(jù)一一如此重復(fù)，當(dāng)移位時(shí)鐘足夠高使整屏刷新速率>50

38、Hz時(shí)，就可顯示一幅穩(wěn)定完整的畫面。</p><p>　　2.2.2 點(diǎn)陣顯示屏顯示 </p><p>　　串行方式可同時(shí)顯示5個(gè)10×8點(diǎn)陣漢字或10個(gè)10×4點(diǎn)陣的漢字、字符或數(shù)字。顯示屏每個(gè)單元由50個(gè)100×80點(diǎn)陣LED顯示模塊、行信號(hào)選擇譯碼器74HC138、驅(qū)動(dòng)器74HC245、數(shù)據(jù)移位寄存器74HC595和行驅(qū)動(dòng)器組成。單元顯示屏可以接收控制

39、器(主控制電路板)或上一級(jí)顯示單元模塊傳輸下來的數(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，因此顯示屏可擴(kuò)展至更多的顯示單元，用于顯示更多的內(nèi)容。</p><p>　　此方案為點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)中比較常用的，所用器件也比較常用，容易買到。但是它存在一個(gè)致命的缺點(diǎn)，就是刷新速度不夠快。如果要驅(qū)動(dòng)64列點(diǎn)陣顯示，通用51單片機(jī)會(huì)比較吃力，出現(xiàn)比較嚴(yán)重的閃爍停滯現(xiàn)象。此外，要

40、實(shí)現(xiàn)文字的左右移動(dòng)和調(diào)整移動(dòng)速度等功能，都會(huì)給軟件設(shè)計(jì)帶來較多困難。</p><p>　　并行方式顯示可以通過鎖存器芯片來擴(kuò)展I/O口，達(dá)到控制LED點(diǎn)陣的64個(gè)列線的目的。運(yùn)用16片鎖存器74HC573來組成8組雙緩沖寄存器，驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣的8組列線，用4/16譯碼器74HC595對(duì)LED點(diǎn)陣的16行進(jìn)行掃描。在送每一行的數(shù)據(jù)到LED點(diǎn)陣前，先把數(shù)據(jù)分別送到第一級(jí)的8個(gè)74HC573，然后再給第二級(jí)的8個(gè)74H

41、C573送鎖脈沖，數(shù)據(jù)一起輸出到LED點(diǎn)陣列中，這樣就避免了各行數(shù)據(jù)顯示不同步問題。由于并行數(shù)據(jù)傳輸速度比串行快，所以字符閃爍的問題得到較好地解決，文字左右移動(dòng)也比較容易控制。</p><p><b>　　2.2.3驅(qū)動(dòng)芯片</b></p><p>　　驅(qū)動(dòng)芯片主要是74HC595和74LC138，74HC595是具有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

42、存器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。數(shù)據(jù)在SCHcp的上升輸入，在ST cp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。</p><p>　　圖4-3 74HC595</p>

43、<p>　　74HC595各個(gè)引腳的功能：Q1-7     是并行數(shù)據(jù)輸出口，即儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出口Q7     串行輸出口，其應(yīng)該接SPI總線的MISO接口STCP     存儲(chǔ)寄存器的時(shí)鐘脈沖輸入口SHCP     移位寄存器的時(shí)鐘脈沖輸入口OE的非 

44、;  輸出使能端MR的非   芯片復(fù)位端Ds     串行數(shù)據(jù)輸入端</p><p>　　74HC138:74LS138 為3 線－8 線譯碼器，共有 54/74S138和 54/74LS138 兩種線路結(jié)構(gòu)型式，其74LS138工作原理如下： 當(dāng)一個(gè)選通端（G1）為高電平，另兩個(gè)選通端（/(G2A)和/(G2B)）

45、為低電平時(shí)，可將地址端（A、B、C）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 74LS138的作用:利用 G1、/(G2A)和/(G2B)可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 24 線譯碼器；若外接一個(gè)反相器還可級(jí)聯(lián)擴(kuò)展成 32 線譯碼器。 若將選通端中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端時(shí)，74LS138還可作數(shù)據(jù)分配器用與非門組成的3線-8線譯碼器74LS138</p><p>　　<74ls138譯碼器內(nèi)部電路></

46、p><p>　　3線-8線譯碼器74LS138的功能表</p><p>　　<74ls138功能表></p><p>　　無論從邏輯圖還是功能表我們都可以看到74LS138的八個(gè)輸出管腳，任何時(shí)刻要么全為高電平1—芯片處于不工作狀態(tài)，要么只有一個(gè)為低電平0，其余7個(gè)輸出管腳全為高電平1。如果出現(xiàn)兩個(gè)輸出管腳在同一個(gè)時(shí)間為0的情況，說明該芯片已經(jīng)損壞。<

47、/p><p>　　當(dāng)附加控制門的輸出為高電平（S＝1）時(shí)，可由邏輯圖寫出</p><p>　　<74ls138邏輯圖></p><p>　　由上式可以看出，在同一個(gè)時(shí)間又是這三個(gè)變量的全部最小項(xiàng)的譯碼輸出，所以也把這種譯碼器叫做最小項(xiàng)譯碼器。</p><p>　　71LS138有三個(gè)附加的控制端口。當(dāng)輸出為高電平（S＝1），譯碼器處于

48、工作狀態(tài)。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖在高電平，如表3.3.5所示。這三個(gè)控制端也叫做“片選”輸入端，利用片選的作用可以將多篇連接起來以擴(kuò)展譯碼器的功能。</p><p>　　帶控制輸入端的譯碼器又是一個(gè)完整的數(shù)據(jù)分配器。在圖3.3.8電路中如果把作為“數(shù)據(jù)”輸入端（在同一個(gè)時(shí)間），而將作為“地址”輸入端，那么從送來的數(shù)據(jù)只能通過所指定的一根輸出線送出去。這就不難理解為什么把叫做地址輸入了。例如當(dāng)＝10

49、1時(shí)，門的輸入端除了接至輸出端的一個(gè)以外全是高電平，因此的數(shù)據(jù)以反碼的形式從輸出，而不會(huì)被送到其他任何一個(gè)輸出端上。</p><p><b>　　2.3 設(shè)計(jì)方案</b></p><p>　　從理論上說，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)控制各個(gè)發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯

50、示方式。100*50的點(diǎn)陣共有5000個(gè)發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒有這么多端口，如果我們采用鎖存器來擴(kuò)展端口，按8位的鎖存器來計(jì)算，100*50的點(diǎn)陣需要5000個(gè)鎖存器。這個(gè)數(shù)字很龐大，而且成本很昂貴，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)，而采用另一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。</p><p>　　動(dòng)態(tài)掃描的意思簡(jiǎn)單地說就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)

51、多行(比如8行)的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。具體就一個(gè)10*8的點(diǎn)陣來說，把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起，再去驅(qū)動(dòng)這一列LED (共陽接法)，每一列先送出對(duì)應(yīng)第1行發(fā)光管對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)并鎖存，再選通第1行使其點(diǎn)亮一定的時(shí)間，然后熄滅；再送出第2行的數(shù)據(jù)并鎖存，再選通第2行使其點(diǎn)亮相同的時(shí)間，然后熄滅……第10行之后，又重新點(diǎn)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)，由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。

52、</p><p>　　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)的程序存儲(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)膯栴}。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。采用并行方式時(shí)，100*50的LED點(diǎn)陣有8列10*8的點(diǎn)陣，需要5個(gè)8*10共400個(gè)列數(shù)據(jù)輸入口，而一

53、個(gè)89C51只有32個(gè)I/O接口，還要同時(shí)驅(qū)動(dòng)行數(shù)據(jù)，根本不夠用；并且從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多，由此可以得出，當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并行傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹?lt;/p><p>　　采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只?根線：數(shù)據(jù)線、時(shí)鐘線。將行數(shù)據(jù)一位一位傳往行驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟(jì)的。但是，串行傳輸過程較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給行驅(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

54、一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。這樣，對(duì)于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)傳輸和列數(shù)據(jù)顯示兩個(gè)部分。對(duì)于串行傳輸方式來說，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，留給顯示的時(shí)間就太少了，以致影響到LED的亮度。</p><p><b>　　3 硬件設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　3.1硬件框圖介紹</b></p>

55、<p>　　LED點(diǎn)陣總體框圖如圖1.1所示，點(diǎn)陣電路大體上可以分成微機(jī)本身的硬件、顯示驅(qū)動(dòng)電路、控制信號(hào)電路三部分。控制電路部分包括一個(gè)89C51單片機(jī)和一些外圍電路。在整個(gè)電路當(dāng)中此控制電路部分相當(dāng)于一個(gè)上位機(jī)，它負(fù)責(zé)控制整個(gè)電路以及相應(yīng)的程序的運(yùn)行、與PC機(jī)的串行通訊、以及給屏體電路部分發(fā)送命令。點(diǎn)陣顯示屏體、以及它的行和列的各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。由于兩部分的電路在制板時(shí)可以放到一起，所以可以將其字庫放到控制電路部分使用串行通

56、訊方式來與屏體電路部分進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的傳送。</p><p>　　此顯示電路采用掃描方式進(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。由行譯碼器給出的行選通信號(hào)，從第一行開始，按順序依次對(duì)各行進(jìn)行掃描(把該行與電源的一端接通)。另一方而，根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)，確定相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器是否將該列與電源的另一端接通。接通的列，就在該行該列點(diǎn)燃相應(yīng)的LED；未接通的列所對(duì)應(yīng)的LED熄滅?？赏ㄟ^掃描輸出口的控制實(shí)

57、現(xiàn)顏色的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　圖1.1 點(diǎn)陣顯示的總體框圖</p><p><b>　　3.2系統(tǒng)主控電路</b></p><p>　　系統(tǒng)主控器電路如圖4-2所示，即為一單片機(jī)最小系統(tǒng)，外加擴(kuò)展槽與一些功能電路，通過鍵盤掃描來確定工作模式以及完成相關(guān)操作。還包括了與上位機(jī)RS-232接口電路。其主要特點(diǎn)是采用串行數(shù)據(jù)傳輸，可為掉電保護(hù)電

58、源提供可編程的充電功能，并且可以關(guān)閉充電功能。</p><p><b>　　圖4-2 電路圖</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)電源采用橋式整流電路提供穩(wěn)壓直流電源，電路主要將單片機(jī)發(fā)送來的輸出點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，通過鎖存器芯片擴(kuò)展的I/0口，來控制LED點(diǎn)陣的8個(gè)列線端。用譯碼器74LS138對(duì)LED點(diǎn)陣的10行進(jìn)行掃描。列驅(qū)動(dòng)由74HC595構(gòu)成，它具有一個(gè)8位串入并出的

59、移位寄存器和一個(gè)8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達(dá)到重疊處理的目的。</p><p>　　顯示屏的硬件類型實(shí)物圖如下：</p><p><b>　　4主要芯片介紹</b></p><p>　　4.1 51系列單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p&

60、gt;　　單片機(jī)（Microcontroller，又稱微處理器）是在一塊硅片上集成了各種部件的微型機(jī)，這些部件包括中央處理器CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM、程序存儲(chǔ)器ROM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器和多種I/O接口電路。</p><p>　　8051單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)見圖1.2。</p><p>　　圖1.2 8051單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　8051是MCS-51系列單

61、片機(jī)的一個(gè)產(chǎn)品。MCS-51系列單片機(jī)是Intel公司推出的通用型單片機(jī)，8051單片機(jī)系列指的是MCS-51系列和其他公司的8051衍生產(chǎn)品。這些衍生品是在基本型基礎(chǔ)上增強(qiáng)了各種功能的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品給8位單片機(jī)注入了新的活力，給它的開發(fā)應(yīng)用開拓了更廣泛的前景。</p><p>　　8051系列的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以劃分為CPU、存儲(chǔ)器、并行口、串行口、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷邏輯幾部分。</p><p&

62、gt;<b>　　（1）中央處理器</b></p><p>　　8051的中央處理器由運(yùn)算器和控制邏輯構(gòu)成，其中包括若干特殊功能寄存器（SFR）。</p><p>　　算術(shù)邏輯單元ALU能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算；“與”、“或”、“異或”等邏輯運(yùn)算以及位操作運(yùn)算。</p><p>　　ALU只能進(jìn)行運(yùn)算，運(yùn)算的操作數(shù)可以事先存放到累加

63、器ACC或寄存器TMP中，運(yùn)算結(jié)果可以送回ACC或通用寄存器或存儲(chǔ)單元中，累加器ACC也可以寫為A。B寄存器在乘法指令中用來存放一個(gè)乘數(shù)，在除法指令中用來存放除數(shù)，運(yùn)算后B中為部分運(yùn)算結(jié)果。</p><p>　　程序狀態(tài)字PSW是個(gè)8位寄存器，用來寄存本次運(yùn)算的特征信息，用到其中七位。PSW的格式如下所示，其各位的含義是：</p><p>　　CY：進(jìn)位標(biāo)志。有進(jìn)位/錯(cuò)位時(shí)CY=1，否則C

64、Y=0。 </p><p>　　AC：半進(jìn)位標(biāo)志。當(dāng)D3位向D4位產(chǎn)生進(jìn)位/錯(cuò)位時(shí)，AC=1，否則AC=0，常用于十進(jìn)制調(diào)整運(yùn)算中。</p><p>　　F0：用戶可設(shè)定的標(biāo)志位，可置位/復(fù)位，也可供測(cè)試。</p><p>　　RS1、RS0：四個(gè)通用寄存器組選擇位，該兩位的四種組合狀態(tài)用來選擇0~3寄存器組。。</p><p>　　OV：溢

65、出標(biāo)志。當(dāng)帶符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果超出-128~+127范圍時(shí)OV=1，否則OV=0。當(dāng)無符號(hào)數(shù)乘法結(jié)果超過255時(shí)，或當(dāng)無符號(hào)數(shù)除法的除數(shù)為0時(shí)OV=1，否則OV=0。</p><p>　　P：奇偶校驗(yàn)標(biāo)志。每條指令執(zhí)行完，若A中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)時(shí)P=1，否則P=0，即偶校驗(yàn)方式。</p><p>　　控制邏輯主要包括定時(shí)和控制邏輯、指令寄存器 、譯碼器以及地址指針DPTR和程序寄存器PC等。&l

66、t;/p><p>　　單片機(jī)是程序控制式計(jì)算機(jī)，即它的運(yùn)行過程是在程序控制下逐條執(zhí)行程序指令的過程：從程序存儲(chǔ)器中取出指令送指令存儲(chǔ)器IR，然后指令譯碼器ID進(jìn)行譯碼，譯碼產(chǎn)生一系列符合定時(shí)要求的微操作信號(hào)，用以控制單片機(jī)的各部分動(dòng)作。8051的控制器在單片機(jī)內(nèi)部協(xié)調(diào)各功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運(yùn)算等操作，并對(duì)單片機(jī)發(fā)出若干控制信息。這些控制信息的使用專門的控制線，諸如PSEN、ALE、EA以及RST，也有一些是和

67、P3口的某些端子合用，如WR和RD就是P3.6和P3.7，他們的具體功能在介紹8051引腳是一起敘述。</p><p><b>　?。?）存儲(chǔ)器組織</b></p><p>　　8051單片機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)之一是將程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分開，并有各自的尋址機(jī)構(gòu)和尋址方式，這種結(jié)構(gòu)稱為哈佛結(jié)構(gòu)單片機(jī)。這種結(jié)構(gòu)與通用微機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)不同，一般微機(jī)只有一個(gè)存儲(chǔ)器邏輯空間，

68、可隨意安排ROM或RAM，訪存時(shí)用同一種指令，這種結(jié)構(gòu)稱為普林斯頓型。</p><p>　　8051單片機(jī)在物理上有四個(gè)存儲(chǔ)空間：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器和片外程序存儲(chǔ)器、片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。</p><p>　　8051片內(nèi)有256K數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM和4KB的程序存儲(chǔ)器ROM。除此之外，還可以在片外擴(kuò)展RAM和ROM，并且各有64KB的尋址范圍。也就是最多可以在外部擴(kuò)展2*64KB存儲(chǔ)

69、器。</p><p>　　8051的存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。</p><p>　　圖 1.3 8051存儲(chǔ)器組織結(jié)構(gòu)</p><p>　　64K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器（ROM）空間中，有4K字節(jié)地址區(qū)對(duì)于片內(nèi)ROM和片外ROM是公用的，這4K字節(jié)地址是0000H~FFFH。而1000H~FFFFH地址區(qū)為外部ROM專用。CPU的控制器專門提供一個(gè)控制信號(hào)EA用來區(qū)

70、分內(nèi)部ROM和外部ROM的公用地址區(qū)：當(dāng)EA接高電平時(shí)，單片機(jī)從片內(nèi)ROM的4K字節(jié)存儲(chǔ)器區(qū)取指令，而當(dāng)指令地址超過0FFFH后，就自動(dòng)的轉(zhuǎn)向片外ROM取指令。當(dāng)EA接低電平時(shí)，CPU只從片外ROM取指令。</p><p>　　程序存儲(chǔ)器的某些單元是保留給系統(tǒng)使用的：0000H~0002H單元是所有執(zhí)行程序的入口地址，復(fù)位以后，CPU總是叢0000H單元開始執(zhí)行程序。0003H~002AH單元均勻地分為五段，用做

71、五個(gè)中斷服務(wù)程序的入口。用戶程序不應(yīng)進(jìn)入上述區(qū)域。</p><p>　　8051的RAM雖然字節(jié)數(shù)不很多，但卻起著十分重要的作用。256個(gè)字節(jié)被分為兩個(gè)區(qū)域：00H~7FH時(shí)真正的RAM區(qū)，可以讀寫各種數(shù)據(jù)。而80H~FFH是專門用于特殊功能寄存器（SFR）的區(qū)域。對(duì)于8051安排了21個(gè)特殊功能寄存器，每個(gè)寄存器為8位，所以實(shí)際上128個(gè)字節(jié)并沒有全部利用。</p><p>　　內(nèi)部RA

72、M的各個(gè)單元，都可以通過直接地址來尋找，對(duì)于工作寄存器，則一般都直接用R0~R7，對(duì)特殊功能寄存器，也是直接使用其名字較為方便。8051內(nèi)部特殊功能寄存器都是可以位尋址的，并可用“寄存器名.位”來表示，如ACC.0，B.7等.</p><p>　　4.2 89C51單片機(jī)</p><p>　　AT89C51單片機(jī)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。圖片見下圖附錄1。<

73、/p><p>　　圖3.1 89S51管腳圖</p><p>　　（1）．管腳說明VCC：供電電壓。GND：接地。P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為 高阻輸入。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。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P

74、0外部必須被拉高。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門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。 P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因

75、此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。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。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行</p><p>　　5 LED顯示屏的實(shí)現(xiàn)技術(shù)</p><p>　　LED電子顯示屏最基本的顯示部件為L(zhǎng)ED管芯，根據(jù)人類視覺原理，可見的自然光是由紅、綠、藍(lán)

76、三基色組成的。三種基色具有嚴(yán)格的波長(zhǎng)，不同配比可組合成自然界各種各樣的光。如白光配比的紅、綠、藍(lán)約為3: 6: 1。由紅、綠、藍(lán)三基色LED管芯按光強(qiáng)進(jìn)行配比可組成像素點(diǎn)，整個(gè)LED電子顯示屏就是由多個(gè)這樣的像素點(diǎn)組成。</p><p>　　在早期的LED電子顯示屏顯示控制電路中，大量采用的是常規(guī)數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)，用數(shù)字電路組合出復(fù)雜控制邏輯。在常規(guī)數(shù)字電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，當(dāng)電路設(shè)計(jì)完成后，須先制作電路板，然后安裝元

77、件，調(diào)試。如果電路板的邏輯功能不符合要求，就必須重新設(shè)計(jì)制作，再重新調(diào)試，直到實(shí)現(xiàn)邏輯功能為止。很顯然，這種設(shè)計(jì)方法的設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，成本高，且成品可靠性差，維修麻煩。利用普通可編程的邏輯器件，雖可減少印刷電路板的設(shè)計(jì)與制做，但在修改該邏輯時(shí)仍舊不能避免器件的反復(fù)插拔。</p><p>　　在系統(tǒng)可編程技術(shù)(In一SystemP rogrammable，縮寫ISP)在用戶自己設(shè)計(jì)的目標(biāo)系統(tǒng)中或電路板上為重構(gòu)邏輯器件編

78、程或反復(fù)改寫的能力。常規(guī)PLD在使用中通常是先編程后裝配，而采用ISP技術(shù)的PLD則是先裝配后編程，成為產(chǎn)品之后還可以反復(fù)編程。系統(tǒng)可編程技術(shù)的出現(xiàn)，從實(shí)踐上實(shí)現(xiàn)了邏輯設(shè)計(jì)師們多年來夢(mèng)寐以求的“硬件設(shè)計(jì)與修改軟件化”的愿望。采用ISP技術(shù)后，硬件設(shè)計(jì)變得像軟件一樣易于修改，硬件的功能可以隨時(shí)加以修改或按預(yù)定的程序改變組態(tài)。這不僅擴(kuò)展了器件的用途，縮短了系統(tǒng)調(diào)試周期，而且根除了對(duì)器件單獨(dú)編程的環(huán)節(jié)，省卻了器件編程設(shè)備，簡(jiǎn)化了目標(biāo)設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)

79、維護(hù)和升級(jí)工作。ISP技術(shù)在采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行邏輯輸入時(shí)，輸入與所選器件無關(guān)。在輸入之前可選擇任何一種器件，甚至可以選擇一種“虛擬器件”。在輸入后，再根據(jù)仿真和適配的結(jié)果選擇器件。這種器件改變了傳統(tǒng)的數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法采用可編程邏輯器件對(duì)器件進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過設(shè)計(jì)芯片來實(shí)現(xiàn)邏輯功能，這稱為基于芯片的設(shè)計(jì)方法。新的設(shè)計(jì)方法增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的靈活性，提高了工作效率，減少了芯片的數(shù)量，縮小了系統(tǒng)的體積，減低能源的消耗，提高了系統(tǒng)的性能指標(biāo)和可靠<

80、/p><p><b>　　6.1 程序流程圖</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p><b>　　6.2 程序代碼</b></p><p><b>　　ORG0

81、000H</b></p><p><b>　　AJMPMAIN</b></p><p><b>　　ORG0030H</b></p><p>　　MAIN:MOVDPTR,#TAB;字碼表初址賦值</p><p>　　MOVR1,#00H;列控制碼</p>

82、<p>　　MOVR4,#96;移動(dòng)“ ”及“單片機(jī)仿真”6個(gè)字符，共96列</p><p>　　CM:MOVR5,#5;每屏反復(fù)顯示5次</p><p>　　MOVR3,#16;列數(shù)</p><p>　　C1:MOVR2,#0;取碼指針</p><p>　　C16:MOVP0,#00H</p

83、><p>　　MOVP2,#00H;關(guān)顯示</p><p><b>　　CLRP3.0</b></p><p>　　MOVA,R2</p><p>　　MOVCA,@A+DPTR;取當(dāng)前列顯示字碼的第一個(gè)字節(jié)</p><p>　　MOVP0,A;送1~8行控制口</p&

84、gt;<p><b>　　INCR2</b></p><p><b>　　MOVA,R2</b></p><p>　　MOVCA,@A+DPTR;取當(dāng)前列的顯示字碼的第二個(gè)字節(jié)</p><p>　　MOVP2,A;送9~15行控制口</p><p><b>　　

85、INCR2</b></p><p>　　MOVP1,R1;送列控制碼</p><p><b>　　INCR1</b></p><p>　　ACALLD1MS;顯示2MS</p><p>　　ACALLD1MS</p><p>　　DJNZR3,C16;一屏16列

86、是否顯示完</p><p>　　MOVR3,#16</p><p>　　DJNZR5,C1;未顯示5次，繼續(xù)</p><p>　　INCDPTR;一屏反復(fù)顯示5次完，字碼表初值加2</p><p><b>　　INCDPTR</b></p><p>　　DJNZR4,CM;9

87、6列未移動(dòng)完，繼續(xù)</p><p>　　AJMPMAIN;96列移動(dòng)完，返回，重新從“ ”開始顯示</p><p>　　D1MS:MOVR6,#2</p><p>　　MOVR7,#248</p><p><b>　　DJNZR7,$</b></p><p>　　DJNZR6,$

88、-4</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　TAB:DB 000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ;</p><p>　　DB 000H ,000H ,000H ,00

89、0H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ;" ", </p><p>　　DB 000H ,000H ,000H ,008H ,000H ,008H ,0E0H ,008H ,0F4H ,00DH ,054H ,005H ,0F4H ,07FH ,0F8H ,07FH ;</p&

90、gt;<p>　　DB 01EH ,005H ,0FEH ,005H ,0FAH ,006H ,010H ,002H ,000H ,006H ,000H ,004H ,000H ,000H ,000H ,000H ;"單",0</p><p>　　DB 000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,010H ,000H ,01CH ,0FCH ,00FH ,0FCH

91、 ,003H ,040H ,002H ,040H ,002H ;</p><p>　　DB 07EH ,07FH ,03EH ,07FH ,020H ,000H ,020H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ;"片",1</p><p>　　DB 000H ,008H ,040H ,00CH ,0

92、40H ,006H ,0DCH ,03FH ,0FEH ,03FH ,022H ,011H ,020H ,01DH ,0F0H ,00FH ;</p><p>　　DB 0F0H ,003H ,0F0H ,00FH ,0F0H ,01FH ,010H ,010H ,000H ,01CH ,000H ,01CH ,000H ,010H ,000H ,000H ;"機(jī)",2</p>

93、<p>　　DB 000H ,001H ,080H ,001H ,0C0H ,000H ,0F0H ,03FH ,0FCH ,03FH ,04CH ,018H ,040H ,00CH ,040H ,027H ;</p><p>　　DB 0CCH ,063H ,0ECH ,079H ,028H ,01FH ,020H ,007H ,020H ,000H ,020H ,000H ,000H ,000H ,

94、000H ,000H ;"仿",3</p><p>　　DB 000H ,000H ,000H ,010H ,000H ,098H ,000H ,0C8H ,0E8H ,06FH ,0E8H ,03FH ,07CH ,01BH ,07EH ,00AH ;</p><p>　　DB 0E6H ,03FH ,0E4H ,07FH ,004H ,06CH ,000H ,004

95、H ,000H ,004H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ,000H ;"真",4</p><p><b>　　END</b></p><p><b>　　7 結(jié)論與展望</b></p><p>　　本文通過對(duì)單片機(jī)控制單色LED廣告牌顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法，對(duì)LED顯示系統(tǒng)行

96、了研究。介紹了硬件的原理以及連接的方法，對(duì)電源和驅(qū)動(dòng)以及軟件的設(shè)計(jì)流程。</p><p>　　硬件部分的設(shè)計(jì)保證了點(diǎn)陣的正常工作。列驅(qū)動(dòng)電路中的74HC595實(shí)現(xiàn)了串入并出，并且?guī)в墟i存和移位的功能；行驅(qū)動(dòng)電路使用了3－8線譯碼器74LS138驅(qū)動(dòng)SN7406加IRF540大電流低電阻的N溝道場(chǎng)效應(yīng)管，因?yàn)槿绻脝纹瑱C(jī)直接連接LED點(diǎn)陣，引腳不夠，同時(shí)驅(qū)動(dòng)能力也不行，而用了這個(gè)譯碼器，可以節(jié)省引腳，并且方便做大屏

97、幕的時(shí)候擴(kuò)展。</p><p>　　軟件部分的設(shè)計(jì)跟硬件完美配合能夠?qū)崿F(xiàn)漢字、圖形的顯示。通過LED點(diǎn)陣顯示原理，我們知道只要合理的安排行選信號(hào)以及列信號(hào)同時(shí)導(dǎo)通的組合順序就可以顯示任何的圖形、文字。軟件的設(shè)計(jì)就是完成將漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)通過一些特殊的算法調(diào)整，得到跟LED點(diǎn)陣相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)以及控制信號(hào)傳送到LED點(diǎn)陣屏，來實(shí)現(xiàn)分屏掃描顯示以及左移掃描顯示的效果。</p><p>　

98、　整個(gè)設(shè)計(jì)的功耗計(jì)算：LED需要的電壓是3.3V，整個(gè)屏幕顯示8個(gè)漢字的時(shí)候的平均電流是1.85A；各芯片需要電壓為5V，工作的時(shí)候平均電流0.5A；還有IRF540的驅(qū)動(dòng)電壓12V，工作電流0.02A；即：</p><p>　　P=3.3V*1.85A+5V*0.5A+12V*0.02A=8.854W。</p><p><b>　　8致 謝</b></p&g

99、t;<p>　　感謝導(dǎo)師宋元鶴教授的關(guān)心、指導(dǎo)和教誨。宋元鶴教授追求真理、獻(xiàn)身科學(xué)、嚴(yán)以律己、寬已待人的崇高品質(zhì)對(duì)學(xué)生將是永遠(yuǎn)的鞭策。</p><p>　　作者在攻讀學(xué)士學(xué)位期間的工作自始至終都是在宋元鶴教授全面、具體的指導(dǎo)下進(jìn)行的。宋老師淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的思維、民主而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)淖黠L(fēng)，使學(xué)生收益匪淺，終生難忘。</p><p>　　感謝實(shí)驗(yàn)室的各位老師的關(guān)心和幫助。</p&

100、gt;<p>　　感謝我的學(xué)友和朋友們對(duì)我的關(guān)心和幫助。</p><p><b>　　9參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 徐建華．LED技術(shù)應(yīng)用與前景展望．科技情報(bào)開發(fā)與經(jīng)濟(jì)［Ｊ］，2003，11(7)：287～288</p><

101、;p>　　[2] 方志烈．發(fā)光二極管材料與器件的歷史、現(xiàn)狀和展望．物理學(xué)和高新技術(shù)［Ｊ］，2003，32(5)：295～301</p><p>　　[3] 呂正，姚和軍．發(fā)光二極管的發(fā)展現(xiàn)狀與市場(chǎng)前景．現(xiàn)代計(jì)量測(cè)試［Ｊ］，2002(3)：8～11</p><p>　　[4] 鄧明富．未來重要光源—發(fā)光二極管．物理通報(bào)［Ｊ］，2003(7)：47～48</p>

102、<p>　　[5] 諸昌鈴．LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù)［Ｍ］．成都：電子科技大學(xué)出版社，2000</p><p>　　[6] 陳愛萍，何智勇，羊四清．電子顯示屏的單片機(jī)控制系統(tǒng)．自動(dòng)化與儀表［Ｊ］，1999(7)：54～57</p><p>　　[7] 應(yīng)根裕，胡文波．平板顯示技術(shù)［Ｍ］．北京：人民郵電出版社，2002</p><p>　

103、　[8] Holm Paige，Rhyme，William．Two-Dimensional LED Arrays for Virtual Display ImageSources．IEEE transactions on electron devices［Ｊ］，1999，46(5)：897～904 </p><p>　　[9] 王建鋒．LED技術(shù)在高速公路上的應(yīng)用．中國交通信息產(chǎn)業(yè)［Ｊ］，2003(3)：