plc基于單片機(jī)的LED大屏幕系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文論文題目：基于單片機(jī)的LED大屏幕系統(tǒng)設(shè)計(jì)14152726130249崔傲奇學(xué)號(hào)：_作 者：_機(jī)電一體化專 業(yè) 名 稱：_2016年06月20日包頭輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院plc的應(yīng)用與發(fā)展論文題目： 劉明哲作者：_ 不道啊 張呼和 指 導(dǎo) 教 師： 單位： 單擊相應(yīng)的年月日將其修改為實(shí)際的論文提交日期，不用此信息時(shí)，刪除此框。 單位： 論文提交日期：2016年 06月 20日目錄摘要 - 31課題研究背景 -4 1.1 LED原理 -4 1.2中國LED發(fā)展現(xiàn)狀 -5 1.3課題研究的目的和意義 -62.課題研究內(nèi)容 -62.1研究主要內(nèi)容 -6 2.2方案設(shè)立

2、 -63方案實(shí)現(xiàn)31主控制芯片AT89S52 31.1主控制芯片AT89552的性能312引腳說明3.2 LED點(diǎn)陣3.3 74HC5953.3.1概述3.3.3真值表4主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)及調(diào)試方法4.1字符顯示模塊4.2單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路4.3列驅(qū)動(dòng)電路4.4行驅(qū)動(dòng)電路4.5顯示驅(qū)動(dòng)程序總結(jié)結(jié)束語參考文獻(xiàn)附錄附20- -摘要自20世紀(jì)80年代后期開始，隨著田D制造技術(shù)的不斷完善，在國外得到了廣泛的應(yīng)用。在我國改革開放之后，特別是進(jìn)入90年代國民經(jīng)濟(jì)的高速增長，對(duì)公眾場合發(fā)布信息的需求日益強(qiáng)烈。而ED顯示屏作為信息傳播的一種重要手段，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志，明D顯示屏隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的

3、不斷進(jìn)步，以及LED制造技術(shù)的完善，人們對(duì)LED顯示屏的認(rèn)識(shí)將會(huì)越來越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來越廣；吧D顯示屏經(jīng)多年的開發(fā)、研制、生產(chǎn)，其技術(shù)目前已經(jīng)成熟現(xiàn)在各種廣告牌不再是白底黑字了，也不再是單一的非電產(chǎn)品，而是用上了豐富多彩的ED電子產(chǎn)品，為城市的增添了一道靚麗的風(fēng)景。而且它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)具有耗電少、使用壽命長、成本低、發(fā)光效率高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)、可靠耐用、組態(tài)靈活、安全、響應(yīng)時(shí)間短、綠色環(huán)保、控制靈活、色彩豐富以及對(duì)室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等特點(diǎn)。近年來ED顯示屏市場得到了迅猛的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應(yīng)用到銀行、郵電、稅務(wù)、機(jī)場、車站、證券市場及其它交易市場、醫(yī)院、電力、海關(guān)、體育場

4、等需要進(jìn)行多種公告、宣傳的場合關(guān)鍵詞：單片機(jī)、點(diǎn)陣、吧LED 11LED原理, LED就是LghtEmtingDWe（發(fā)光二極管）的縮寫。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED發(fā)光二極管是由p型和n型半導(dǎo)體組成的二極管。在比D的p一n結(jié)附近n型材料中多數(shù)載流子是電子p型材料中多數(shù)載流子是空穴。p一n結(jié)上未加電壓時(shí)構(gòu)成一定的勢(shì)壘，當(dāng)加正向偏壓時(shí)在外電場作用下，p區(qū)的空穴和n區(qū)的電子就向?qū)Ψ綌U(kuò)散運(yùn)動(dòng)構(gòu)成少數(shù)載

5、流子的注入從而在p·n結(jié)附近產(chǎn)生導(dǎo)帶電子和價(jià)帶空穴的復(fù)合同時(shí)釋放出相對(duì)應(yīng)的能量h煙為普朗克常數(shù)V為光子頻率）而發(fā)光。該能量相當(dāng)于半導(dǎo)體材料的帶隙能量Eg（EV）其與發(fā)光波長從nm）的關(guān)系為1239.6PEg。 1.2 中國LED發(fā)展現(xiàn)狀： 中國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展超過三十年它已經(jīng)成為一種朝陽產(chǎn)業(yè)己擁有完整的產(chǎn)：品、創(chuàng)新能力不斷增強(qiáng)，m場需求1分強(qiáng)烈。近年來，LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展步伐的進(jìn)一步，加快不僅促進(jìn)比D業(yè)界增加產(chǎn)量而且提高產(chǎn)品技術(shù)含量。LED包裝及應(yīng)用領(lǐng)，域?qū)崿F(xiàn)快速增長同時(shí)實(shí)現(xiàn)LED外延片及芯片自主生產(chǎn)國內(nèi)率每年都有大幅提：高。據(jù)統(tǒng)計(jì)產(chǎn)值200年LED芯片50億元左右LED包裝業(yè)增加值250

6、億元左右，LED應(yīng)用產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值9¨億元左右。中國也大力支持LED產(chǎn)業(yè)發(fā)LED產(chǎn)業(yè)產(chǎn)出在205年將達(dá)到500億元人民幣，年復(fù)合增長率約為4現(xiàn)。然而中國比D業(yè)還是有一些問題，這一現(xiàn)象的發(fā)展基礎(chǔ)薄弱、監(jiān)督開始晚了，低附加值產(chǎn)品是一個(gè)根本性的變革。加快推進(jìn)我們的主導(dǎo)產(chǎn)品技術(shù)創(chuàng)新提高產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)成為迫在眉睫。目前，我國LED應(yīng)用產(chǎn)業(yè)市場集中度低，有超過300的大型，和小型公司，但是制造商年產(chǎn)值超過1億年僅有大約1LED顯示屏產(chǎn)業(yè)具有，較高的區(qū)域集中主要是中國東部和南部。深圳是中國的主要生產(chǎn)基地、LED顯：示屏產(chǎn)業(yè)占全國的4的市場份額。與此同時(shí)，中國是全球LED顯示屏的生產(chǎn)基地。中國比D顯示屏

7、的生產(chǎn)規(guī)模是占世界706的28年增長到200年的83中國LED顯示屏的生產(chǎn)公司正在迅速地?cái)U(kuò)大它們的大小，在200年底，全國共有，40多個(gè)比D顯示屏制造商年產(chǎn)值超過1億人。根據(jù)200203年中國LED，產(chǎn)品的市場分析和投資收益分析報(bào)告”顯示國內(nèi)LED市場在2009年達(dá)到231億，元為3億元200年增長306。從發(fā)展趨勢(shì)國內(nèi)比D顯示屏的m場啟動(dòng)階段過渡到快速發(fā)展階段。LED顯示屏市場自202年復(fù)合增長率有望達(dá)到60%。13課題研究的目的和意義， 隨著高亮度發(fā)光二極管技術(shù)的發(fā)展，LED顯示屏從室內(nèi)走到室外，其顯示，內(nèi)容也從沒有層次的計(jì)算文字動(dòng)畫發(fā)展到能顯示有層次的電視圖像。國家信息產(chǎn)：業(yè)部委托藍(lán)通電

8、子科技有限責(zé)任公司制定的LED顯示屏技術(shù)條件也于1998，年正式頒布實(shí)施。 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顯示屏的主流產(chǎn)品局面將會(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，部分潛在市場需求和應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)，有所突破，如公共交通、停車場、餐飲、醫(yī)院等綜合服務(wù)方面的信息顯示屏需求量將有更大的提高，大批量、小型化的標(biāo)準(zhǔn)系統(tǒng)LED顯示屏在LED顯示屏市場，總量中將會(huì)占有多數(shù)份額。 進(jìn)入新世紀(jì)，光電子產(chǎn)業(yè)得到廣泛的重視，中國加入WTO、北京奧運(yùn)成功，舉辦等

9、，成為LED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機(jī)，我國LED顯示屏及相關(guān)的技術(shù)必將得到飛躍發(fā)展。 2 課題研究內(nèi)容2.1 研究主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)的研究的主要內(nèi)容包括LED工作原理，88ED點(diǎn)陣塊的字符顯示原理；88LED點(diǎn)陣塊的級(jí)聯(lián)和驅(qū)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)方法；74日C595實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和擴(kuò)展10口的原理和方法。2.2方案設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)采用AMEL公司的AT89852作為主控芯片74HC595作為擴(kuò)展I0口芯片和數(shù)據(jù)分配芯片大功率三極管8550作為驅(qū)動(dòng)芯片驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣屏，選用功耗低性價(jià)比較高的8*8LED點(diǎn)陣塊作為最小的組裝單元。確保在單屏無法完全顯示全部信息的情況下?lián)Q屏顯示同時(shí)考慮到后期的維護(hù)點(diǎn)陣屏采用單元塊級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)方案。

10、 3.方案實(shí)現(xiàn)， 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)所在的位置相對(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)沒有這么多的端口，如果采用鎖存器來擴(kuò)展端口， 按8位的鎖存器來計(jì)算，16X6的點(diǎn)陣需要256/832個(gè)鎖存器。這個(gè)數(shù)字很龐大，因?yàn)檫@僅僅是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)，而采用另外一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。 動(dòng)態(tài)掃描的意思簡

11、單地說就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以現(xiàn)，多行（比如6行）的同名列共用一套驅(qū)動(dòng)器。具體就16X16的點(diǎn)陣來說，把所有同行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同列的發(fā)光管的陰極連在一起共陽極的接法）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；以此類推，第6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

12、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〉摹?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，在硬件方面無疑是分經(jīng)濟(jì)的。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序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?，這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)準(zhǔn)備（傳輸和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。對(duì)于

13、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，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，以致影響至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)的顯示就需要具有鎖存功能。經(jīng)過上述分析，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)備來說，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)顯示來說，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。3.1主控制芯片AT89S523.1.1主控制芯

14、片AT89S52的性能 AT89S52是一種低功耗、高性能COMSS位微控制器，具有SK在系統(tǒng)可編程Fhh存儲(chǔ)器。使用AmCI公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造與工業(yè)80CS產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上Fash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Fash，使得AT89552在眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。 其性能如下：1、與MCSS單片機(jī)產(chǎn)品兼容；2、8K字節(jié)在系統(tǒng)可編程FIash存儲(chǔ)器；3、1000次擦寫周期：4、全靜態(tài)操作:0Hz-33MHz ;5、三級(jí)加密存儲(chǔ)器；6、32個(gè)可編程0口線；7、三個(gè)16位定時(shí)器計(jì)數(shù)器；8、六個(gè)中斷

15、源； 9、全雙工UART串行通道；10、低功耗空閑和掉電模式；11、掉電后中斷可喚醒：12、看門狗定時(shí)器；13、雙數(shù)據(jù)指針：14、掉電標(biāo)識(shí)符。31.2引腳說明 PO 口：PO口是一個(gè)8位漏極開路的雙向I/O口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)PO端口寫“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PO口也被作為低8位地址數(shù)據(jù)復(fù)用在這種模式下，PO不具有內(nèi)部上拉電阻。在fash編程時(shí)，四口也用來接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。 Pl日：PI口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向四口，pl輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。 此外，P1

16、0和Pll分別作定時(shí)器計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（PIMZ和定時(shí)器計(jì)數(shù)器2的觸發(fā)輸入（PIITZEX）在fash編程和校驗(yàn)時(shí)，PI口接收低8位地址字節(jié)。引腳號(hào)第二功能：P1.0T2定時(shí)器計(jì)數(shù)器們的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出P1.1TZEX（定時(shí)器計(jì)數(shù)器TZ的捕捉重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）P1.5MOS（在系統(tǒng)編程用）P1.6MSO（在系統(tǒng)編程用）P1.7SCK（在系統(tǒng)編程用）P2 口：PZ口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向四口，PZ輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。對(duì)PZ端口寫“1”時(shí)內(nèi)部上拉電阻把端口拉高， 此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（I

17、ID。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外音數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVXDPTR）時(shí)，PZ日送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，PZ日使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用8位地址（如MOVXRD訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，PZ口輸出PZ鎖存器的內(nèi)容。在fash編程和校驗(yàn)時(shí)，PZ口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。 P3口：P3日是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向四口，p3輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4個(gè)TTL邏輯電平。P3口亦作為AT89852特殊功能（第二功能）使用，如下表所示。在f小h編程和校驗(yàn)時(shí)，P3日也接收一些控制信號(hào)。 端口引腳第二功能： P3.0RXD(串行輸入口) P3.lTXD(串行輸出口) P3.2

18、NTO(外中斷0) P3.3INTI(外中斷1, P3.4TO(定時(shí)計(jì)數(shù)器0) P3.511定時(shí)計(jì)數(shù)器D P3.6WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通） P3.7RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通） 此外，P3日還接收一些用于FLASH閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào). RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ALE/PROG;當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE（地址鎖存允：許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)，一般情況下，ALE仍以時(shí)鐘振蕩頻率的6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。

19、對(duì)FIASH存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PR（0）。如有必要，可通過對(duì)特殊功能存儲(chǔ)器（SFR）區(qū)中】的SEH單元的1刀位置位，可禁止：ALE操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令才能將ALE激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高,單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置AE禁止位無效。 PSEN：程序儲(chǔ)存允許（PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89552由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次PSEN有效， 即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過兩次PS的信號(hào)。 EA/VPP：外部訪問允許，欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000H

20、3;FFFFH）EA端必須保持低電平（接地）需注意的是：如果加密位LBI被編程，復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存EA端狀態(tài)。如EA端為高電平（接VCC端）CPu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。FLASH存儲(chǔ)編程器時(shí)，該引腳加上ZV的編程允許電源V叩，當(dāng)然這必須是該器件是使用ZV編程電壓師Vpp. ALI：振蕩器反相放大器和內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生電路的輸入端。 XTALZ：振蕩器反相放大器的輸出端.3.2 LED點(diǎn)陣 LED是發(fā)光二極管LghtEmttingD0de的英文縮寫，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體。其內(nèi)部主要為一個(gè)PN結(jié)，當(dāng)PN結(jié)內(nèi)的電子與空穴復(fù)合時(shí)，電子由高能級(jí)躍遷到低能級(jí)電子將多余的能量以光子的形式釋放出

21、來產(chǎn)生電致發(fā)光現(xiàn)象，發(fā)光顏色與其基底的材質(zhì)元素有關(guān)。常用材料有C咖（砷化鎵）紅光材料，C疋（磷化鎵）綠光材料，CN（氮化鎵）藍(lán)光材料。LED的類型包括直插型、表貼三合一、表貼三拼一、亞表貼、點(diǎn)陣模塊。 LED點(diǎn)陣模塊是一個(gè)或多個(gè)ED發(fā)光二極管作為一個(gè)像素單元按一定的規(guī)律排列而成的集合體，通常有88點(diǎn)陣塊，166點(diǎn)陣塊等。圖45是一個(gè)單色8*8從圖上看，88點(diǎn)陣共需要供個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一行置高電平，某一列置地電平時(shí)，則相對(duì)應(yīng)的二極管就亮。本設(shè)計(jì)采用此類點(diǎn)陣模塊. 3.3 74HC595 3.3.1 概述 74HC595是硅結(jié)構(gòu)的CMOS器

22、件，兼容低電壓ITL電路，遵守JEDEC：標(biāo)準(zhǔn)。74日C595具有8位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。移位寄存器和存儲(chǔ)器是分開的時(shí)鐘控制。數(shù)據(jù)在SHcp的上升沿輸入到移位寄存器中，在 STcp的上升沿輸入到存儲(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)串行移位輸入端（D）和個(gè)串行輸出端（Q7）和一個(gè)異步的低電平復(fù)位。存儲(chǔ)寄存器是一個(gè)并行8位的具備三態(tài)總線輸出功能的存儲(chǔ)器，當(dāng)使能OE時(shí)（為低電平）存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出總線。8位串行輸入輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關(guān)斷狀態(tài).4.主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)及調(diào)試方法4.1字符顯示模塊 顯示屏上圖形

23、和字符的顯示都是由一個(gè)個(gè)亮或滅的點(diǎn)（像素）組成的，文漢字的最小的顯示單元一般采用16×6點(diǎn)陣，以最小顯示單元為基礎(chǔ)可以增加顯示像素，選取的像素點(diǎn)越多，字體或圖形顯示的越細(xì)膩。英文字符的顯示可以選用88點(diǎn)陣、8×6點(diǎn)陣或是以此為最小單元增加像。本設(shè)計(jì)采用6×16點(diǎn)陣為顯示單元，如圖51所示。 由于中文字符的顯示采用1616點(diǎn)陣塊模塊，所以采用四塊88的點(diǎn)陣拼接！作為顯示的基本單元，同時(shí)考慮到控制方式和顯示方法，四塊點(diǎn)陣塊的級(jí)聯(lián)采用在同一行上的所有行控制端連接到一起，在同一列上的所有的列控制端連接到起。顯示方式采用逐行掃描逐列送數(shù)的方式顯示。 在顯示字符的時(shí)候首先確定

24、行選擇端，然后把所有在同一行上的列的數(shù)據(jù)通，過L0口送到列的控制端。其實(shí)現(xiàn)方法是通過叫HC595的串行數(shù)據(jù)端實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳，送，單片機(jī)通過提取的字符的顯示信息確定所在行的數(shù)據(jù)，通過接在行輸出端的，74HC595實(shí)現(xiàn)行的控制，然后列的數(shù)據(jù)以同樣的方法通過74Hc595的串行數(shù)據(jù)輸，出功能把數(shù)據(jù)送到相應(yīng)的控制端口間。由于人眼有視覺殘留，所以在不同的時(shí)，刻掃描不同的行列就能實(shí)現(xiàn)字符的顯示，此原理也就相當(dāng)于把每一個(gè)字符的不同，點(diǎn)拼接到一起，由于時(shí)間間隔非常短所以我們會(huì)認(rèn)為是一起顯示的。四塊LED點(diǎn)，陣共有16個(gè)行控制端和6個(gè)列控制端，因此為了節(jié)省單片機(jī)的0口資源用兩片，74HC595作為行控制端的0數(shù)據(jù)

25、輸出口，兩片74HC595作為列控制端的數(shù)據(jù)輸出口。4.2 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路 單片機(jī)采用MSC5或其兼容系列芯片，采用242或更高頻率晶振，以獲得較高的刷新頻率，時(shí)期顯示更穩(wěn)定。單片機(jī)的串口與列驅(qū)動(dòng)器相連用來顯示數(shù)據(jù)。PI口低4位與行驅(qū)動(dòng)器相連，送出行選信號(hào)；P15P17日則用來發(fā)送控制信號(hào)。PO日和PZ日空著，在有必要的時(shí)候可以擴(kuò)展系統(tǒng)的RN和RAMO16×16的點(diǎn)陣顯示屏的硬件原理圖如圖： 列驅(qū)動(dòng)電路有集成電路74日C595構(gòu)成。它具有一個(gè)8位串入并出的移位寄存器和一個(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)在顯示本行列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，既達(dá)到重疊處理的目的 74HC595的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3所示。它的輸入側(cè)有8個(gè)串行移位寄存器，每個(gè)移位寄存器的輸出都連接一個(gè)輸出鎖存器。引腳5是串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SCK是移位寄存器的移位時(shí)鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將5的下一個(gè)數(shù)據(jù)打入最低位。 移位后