點(diǎn)陣式漢字顯示屏設(shè)計(jì)課程實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、.單片機(jī)課程設(shè)計(jì)題 目：點(diǎn)陣式漢字顯示屏設(shè)計(jì)系 別：計(jì)算機(jī)與信息工程學(xué)院專 業(yè)：物聯(lián)網(wǎng)工程班 級(jí)：15物聯(lián)網(wǎng)學(xué) 號(hào)：1506955029姓 名：曹洋洋指導(dǎo)老師：李云強(qiáng) 完成日期：2017年5月31日目的：設(shè)計(jì)一個(gè)可以顯示1234的顯示電路，并利用單片機(jī)實(shí)現(xiàn)。 要求：系統(tǒng)主要由下列部分組成：顯示電路、驅(qū)動(dòng)電路、控制電路和按鍵電路。由于行數(shù)較多，使用譯碼器74HC154可以節(jié)約單片機(jī)的I/O口，再經(jīng)反相器74HC04驅(qū)動(dòng)到相應(yīng)的行線，實(shí)現(xiàn)行驅(qū)動(dòng)電路；列驅(qū)動(dòng)電路：選擇8片74HC595作為16×64點(diǎn)陣LED顯示器的數(shù)據(jù)鎖存器。（可顯示漢字“努力學(xué)習(xí)單片機(jī)”等內(nèi)容）單片AT89C51的Pl

2、.0Pl.3和Pl.7腳接芯片74HC154的AD和El腳，實(shí)現(xiàn)行控制；P2.4P2.7接按鍵，實(shí)現(xiàn)顯示方式控制；單片機(jī)的Pl.6Pl.7、P3.0和P3.1接芯片74HC595的MR、STCP、DS和STCH引腳，實(shí)現(xiàn)列控制。 硬件原理圖：1.寫移位寄存器74LS595：WRITE_595移位寄存器74LS595在這里實(shí)現(xiàn)的功能就是將IO口：HC595_DAT（P1.7）的寫入移位寄存器，串行轉(zhuǎn)并行。從圖二的時(shí)序圖可以清楚看出程序只需往SER（程序定義為HC595_DAT,括號(hào)內(nèi)為程序定義，下同）管腳寫一位的數(shù)據(jù)，并通過(guò)SRCLK (HC595_SCK)的每個(gè)上升沿，就可以依次把一位的數(shù)據(jù)寫

3、到數(shù)碼管的a,b,c,管腳，可以想象為了輸出8位的數(shù)據(jù)給數(shù)碼管，必須依次把顯示碼的八位依次寫進(jìn)移位寄存器即可。圖2 74LS595時(shí)序圖圖3 程序流程圖程序說(shuō)明：;實(shí)現(xiàn)的功能：把RAM"30H"(范圍0：F)（TAB_NUM）內(nèi)容查表得到顯示碼，輸出到HC595_DAT（P1.7） 并寫入移位寄存器，串行轉(zhuǎn)并行/入口條件：RAM"30H"。（TAB_NUM）只要調(diào)用此程序，就可以把TAB_NUM內(nèi)容輸出到數(shù)碼管的管腳a,b.2.靜態(tài)顯示靜態(tài)顯示的思想比較簡(jiǎn)單，是驗(yàn)證上一個(gè)程序WRITE_595能否成功的方式。同時(shí)作為鍵值顯示的子程序。基本的思想就是把想要

4、顯示的數(shù)字寫進(jìn)TAB_NUM，調(diào)用WRITE_595程序，然后設(shè)置P0低4位（數(shù)碼管的位選管腳）全高，就可以顯示了。3.動(dòng)態(tài)顯示動(dòng)態(tài)顯示的算法思想就是每次只顯示一位的數(shù)碼管，其余數(shù)碼管的位選關(guān)閉，不斷的輪訓(xùn)，利用余輝就可以是4位數(shù)碼管顯示不同的數(shù)字。程序說(shuō)明：;實(shí)現(xiàn)的功能：把TAB_NUM1,2,3,4的數(shù)輸出到P0口顯示/ 標(biāo)號(hào)： DONGTAI1 功能：動(dòng)態(tài)顯示0-F子程序只要往TAB_NUM1,2,3,4里面寫要顯示的4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，就可以分別顯示到對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管。圖5 輪訓(xùn)示意圖圖6 動(dòng)態(tài)顯示流程圖數(shù)碼管程序資源說(shuō)明占用資源意義或數(shù)量TAB_NUM,TAB_NUM1,TAB_NUM2,TA

5、B_NUM3,TAB_NUM4（ram 里面的30H-34H）存放顯示的數(shù)字HC595_SCK,HC595_RCK,HC595_RST,HC595_DAT（P0.4- P0.7）595控制端口SEG0 ,SEG1,SEG2 ,SEG3（P0.0- P0.3）數(shù)碼管位選端口4.LED點(diǎn)陣顯示器的掃描驅(qū)動(dòng)    LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)應(yīng)與所用控制系統(tǒng)相配合。驅(qū)動(dòng)通常分為動(dòng)態(tài)掃描型及靜態(tài)鎖存型驅(qū)動(dòng)二大類。本文以動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)為例來(lái)進(jìn)行分析。動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)方式是指顯示屏上的16行發(fā)光二極管共用一組列驅(qū)動(dòng)寄存器，然后通過(guò)行驅(qū)動(dòng)管的分時(shí)工作，來(lái)使每行LED的點(diǎn)亮

6、時(shí)間占總時(shí)間的116。只要每行的刷新速率大于50 Hz，利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，人們就可以看到一幅完整的文字或畫面。    AT89S52單片機(jī)有四個(gè)IO口(P0、P1、P2、P3)，每個(gè)IO口有8位，如果都采用并行輸出，顯然不能滿足要求，因此，本設(shè)計(jì)中的行掃描驅(qū)動(dòng)采用并口輸出，而場(chǎng)掃描驅(qū)動(dòng)采用串口輸出。1 行掃描驅(qū)動(dòng)    由于16x64點(diǎn)陣顯示器有16行，為充分利用單片機(jī)的接口，本電路中加入了一個(gè)4-16線譯碼器74LS154，其輸入是一個(gè)16進(jìn)制碼，解碼輸出為低態(tài)掃描信號(hào)，它們的管腳示意圖如圖4所示。把74LS154的G1和G2

7、引腳接地，然后以A、B、C、D四腳為輸入端。就會(huì)形成16種不同的輸入狀態(tài)，分別為00001111，然后使每種狀態(tài)只控制一路輸出，即會(huì)有16路輸出。    如果一行64點(diǎn)全部點(diǎn)亮，則通過(guò)74LS154的電流將達(dá)640 mA，而實(shí)際上，74LS154譯碼器提供不了足夠的吸收電流來(lái)同時(shí)驅(qū)動(dòng)64個(gè)LED同時(shí)點(diǎn)亮，因此，應(yīng)在74LS154每一路輸出端與16x64點(diǎn)陣顯示器對(duì)應(yīng)的每一行之間用一個(gè)三極管來(lái)將電流信號(hào)放大，本文選用的是達(dá)林頓三極管TIP127。這樣，74LS154某一輸出腳為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的三極管發(fā)射極為高電平，從而使點(diǎn)陣顯示器的對(duì)應(yīng)行也為高電平。2 場(chǎng)掃描驅(qū)動(dòng)&

8、#160;   本系統(tǒng)場(chǎng)掃描驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)可用串入并出的通用集成電路74HC595來(lái)作為數(shù)據(jù)鎖存。74HC595是一個(gè)八位串行輸入三態(tài)并行輸出的移位寄存器，其管腳見(jiàn)圖4所示，其中SI是串行數(shù)據(jù)的輸入端，RCK是存儲(chǔ)寄存器的輸入時(shí)鐘，SCK是移位寄存器的輸入時(shí)鐘，Q'H是串人數(shù)據(jù)的輸出，G是對(duì)輸人數(shù)據(jù)的輸出使能控制，QAQH為串入數(shù)據(jù)的并行輸出。從SI口輸入的數(shù)據(jù)可在移位寄存器的SCK腳上升沿的作用下輸入到74HC595中。并在RCK腳的上升沿作用下將輸入的數(shù)據(jù)鎖存在74HC595中，這樣，當(dāng)G為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)便可并行輸出。為了避免與PC機(jī)串口輸入的數(shù)據(jù)相互干擾，也可

9、使用模擬串口P14P17來(lái)分別輸出串行數(shù)據(jù)、移位時(shí)鐘SCK、存儲(chǔ)信號(hào)RCK和并行輸出的使能信號(hào)G。    為了消除電源電壓的波動(dòng)及行掃描管壓降(第一行點(diǎn)亮的點(diǎn)數(shù)不同，將引起管壓降的變化，從而影響通過(guò)LED管的電流)的變化對(duì)LED顯示屏亮度的影響，設(shè)計(jì)時(shí)可采用列恒流驅(qū)動(dòng)電路，可選用三極管8550和外圍元件構(gòu)成列恒流驅(qū)動(dòng)電路，并通過(guò)調(diào)整100 k可調(diào)電阻使三極管處于放大狀態(tài)，同時(shí)將集電極電流調(diào)整為10 mA，從而使點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)點(diǎn)陣時(shí)通過(guò)LED的電流不變。 3 掃描顯示工作過(guò)程    將8片74HC595進(jìn)行級(jí)連，可共用一個(gè)移位時(shí)鐘SCK及數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)RCK。這樣，當(dāng)?shù)谝恍行枰@示的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)8x8=64個(gè)SCK時(shí)鐘后便可將其全部移入74HC595中，此時(shí)還將產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)RCK將數(shù)據(jù)鎖存在74HC595中，并在使能信號(hào)G的作用下，使串入數(shù)據(jù)并行輸出，從而使與各輸出位對(duì)應(yīng)的場(chǎng)驅(qū)動(dòng)管處于放大或截止?fàn)顟B(tài)；同時(shí)由行掃描控制電路產(chǎn)生信號(hào)使第一行掃描管導(dǎo)通，相當(dāng)于第一行LED的正端都接高，顯然，第一行LED管的亮滅就取決于74HC595中的鎖存信號(hào)；此外，在第一行LED管點(diǎn)亮的同時(shí)，再在74HC595中移入第二行需要顯示的數(shù)據(jù)，隨后將其鎖存，同時(shí)由行掃描控制