單片機點陣論文

畢 業(yè) 設 計 （ 論 文） 題 目： 姓 名： 編 號 ： 2014 年 11 月 15 日 摘 要 陣廣告牌在大街小巷隨處可見，它的應用領域現(xiàn)在極其廣泛。像 證券交易、金融信息 的 顯示 ， 示屏需求量 都是非常 大 的。而這些 最基本單元都是 8*8的點陣，它是組成漢字及其其它圖形的基礎。 本次的設計就是采用單片機作為主要控制單元核心，來實現(xiàn)一個簡單的 陣漢字顯示系統(tǒng)。通過單 片機對行列掃描的控制，配合程序的運用，來實現(xiàn)顯示、滾動。漢字的顯示就是字模以極快的速度在屏幕上循環(huán)，超過一定的速度，由于人眼的暫留效應，就會認為是完整地顯示了漢字。把字模按一定的速度依次調用顯示，在我們視線中就好像字體在滾動。 在本次的設計中，主要用到了單片機的串口通信技術，這樣不僅節(jié)省了單片機 且使程序更加簡潔。 示漢字技術相信在將來還會得到更加廣泛的應用，它在我們日常生活中占得地位相信也會愈來愈重要。 關鍵詞： 陣顯示 屏 ； 7474目 錄 第一章 緒論 . 1 題研究背景 . 1 究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 . 1 文主要內容 . 2 第二章 方案論證與選擇 . 4 統(tǒng)硬件方案 . 4 示屏主控制器 . 4 信系統(tǒng) . 5 件設計方案 . 6 統(tǒng)軟件方案 . 6 片機編程語言 . 7 統(tǒng)軟件編譯器介紹 . 8 第三章 硬件設計 . 9 件系統(tǒng)的總體設計 . 9 片機系統(tǒng)設計 . 9 介 . 9 片機引腳功能 . 10 位電路設計 . 11 鐘電路 . 12 源電路 . 12 制單元設計 . 12 動電路設計 . 14 驅動 . 14 驅動 . 16 陣屏分類 . 17 陣工作原理 . 18 統(tǒng)總電路圖 . 20 第四章 軟件設計 . 21 程序設計思想及流程圖 . 21 示驅動程序設計 . 22 第五章 制作與調試 . 25 統(tǒng)硬件部分調試 . 25 路與虛焊檢測 . 25 電測試 . 25 統(tǒng)軟件調試 . 25 結 . 26 參考文獻 . 28 致謝 . 29 第一章 緒論 題研究背景 示屏是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，顯示屏由幾萬 到 幾十萬個 半導體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的 素點。目前應用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍色和純綠色 開發(fā)已經(jīng)達到了實用階段。 字、圖形圖像；不僅可以用于室內環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點。 在短短的十來年中， 陣顯示屏就以亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定的優(yōu)點迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領域得到了廣泛的應用。 前正朝著更高亮度、更 高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性、可靠性、全色化方向發(fā)展。 示屏的應用涉及社會經(jīng)濟的許多領域，主要包括證券交易、金融信息顯示 、 機場航班動態(tài)信息顯示 、 港口、車站旅客引導信息顯示 、 體育場館信息顯示 、 道路交通信息顯示 、 調度指揮中心信息顯示 、 郵政、電信、商場購物中心等服務領域的業(yè)務宣傳及信息顯示 、 廣告媒體新產(chǎn)品等。 究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1. 我國 業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 經(jīng)歷了多年的發(fā)展 ,我國 業(yè)已從購買芯片、外延片生產(chǎn)應用產(chǎn)品，逐步發(fā)展到自主生產(chǎn)外延片和芯片的階段，并且已具備一定技術和產(chǎn) 業(yè)基礎。初步形成從外延片生產(chǎn)、芯片制備到器件封裝、集成應用等比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。我國上游產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，一是參與單位多，主要單位有中科院半導體所、中科院物理所、電子工業(yè)集團第十三電子研究所、北京大學、清華大學、南昌大學和一些企業(yè)；但是這些參與單位都想建立自己產(chǎn)能，起始階段產(chǎn)能都不大，整個產(chǎn)業(yè)看起來資源分散，沒有規(guī)模；而且科研院所都想建立自己的產(chǎn)能，在技術輸出上排外，而實際上各科研單位某一時間突破的可能僅是產(chǎn)業(yè)技術鏈的某一環(huán)節(jié)，整體上產(chǎn)業(yè)化條件還不具備，這樣雖然每年看起來各個方面的技術都在突破，但產(chǎn)業(yè)化效率非常低； 二是與國際先進水平比較 ,整體上一般芯片的亮度、發(fā)光效率、抗靜電能力、抗漏電能力以及品質控制水平與國際廠家仍有差距。三是能滿足市場需要且規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)少，封裝所需芯片尤其高檔芯片主要靠進口。 值得一提的是經(jīng)過多年的發(fā)展，我國 示屏廠商已經(jīng)具有了很強的實力，雖然擁有 知名顯示屏廠商的競爭，但國內 示屏廠商還是占據(jù)了國內市場的大部分份額，國內已經(jīng)涌現(xiàn)了一批如上海三思、北京利亞德、西安 青松等優(yōu)秀企業(yè)，國內顯示屏市場吸收了很大一部分芯片產(chǎn)能，對促進國內上中游發(fā)展壯 大起了重要作用。國內生產(chǎn)的顯示屏、景觀照明燈具等 用產(chǎn)品已經(jīng)出口到美國、歐盟等國家和地區(qū)。 2. 示屏的發(fā)展 前景 從 業(yè)全球分工來看，在 游外延片、芯片生產(chǎn)上，美國、日本、歐盟仍擁有巨大的技術優(yōu)勢，中國臺灣已經(jīng)成為全球重要的 產(chǎn)基地。目前全球形成了以日、美、德為產(chǎn)業(yè)龍頭，中國臺灣、韓國緊跟其后，中國大陸、馬來西亞等國家和地區(qū)積極跟進的梯隊分布。雖然中國在 延片、芯片的生產(chǎn)技術上距離國際先進水平還有一定的差距，但是國內龐大的應用需求給 游廠商帶來巨大的發(fā)展機會，這為 我國 業(yè)的發(fā)展提供了良好的機遇。 現(xiàn)代信息社會中，作為人 入二十一世紀的顯示技術是平板顯示的時代， 示屏作為平板顯示的主導產(chǎn)品之一無疑會有更大的發(fā)展，并有可能成為二十一世紀平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。高亮度、全彩化藍色及純綠色 品自出現(xiàn)以來，成本逐年快速降低，已具備成熟的商業(yè)化條件 、 基礎材料的產(chǎn)業(yè)化。使 彩色顯示產(chǎn)品成本下降，應用加快。 品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達到比較理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的 環(huán)境條件要求，同時，由于全彩色顯示屏價格性能比的優(yōu)勢，預計在未來幾年的發(fā)展中，全彩色 示屏在戶外廣告媒體中會越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓紅燈、磁翻板等產(chǎn)品，體育場館的顯示方面全彩色 更會成為主流產(chǎn)品。全彩色 示屏的廣泛應用會是 示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個新的增長點。 未來 示屏會向著標準化、規(guī)范化，產(chǎn)品結構多樣化的方向發(fā)展。 3. 選題意義 該設計課題使我們能夠掌握 示屏的基本顯示原理和設計方法，對 示屏這個行業(yè)有了較為深刻的了解和認識。并且對大學期間所學習的一些理論進行了 實踐，使我們對所學過的理論知識有了新的認識。并且通過該設計課題掌握了 51單片機的的軟硬件開發(fā)工具的使用方法，為以后從事相關行業(yè)的工作積累了實際工作經(jīng)驗。目前我國的信息行業(yè)發(fā)展迅速，作為主要平面顯示媒介的 示屏的作用也越練越廣泛，相關的從業(yè)人員也會越來越緊缺。但同時應該清楚的認識到我國的 術雖然發(fā)展迅速但和世界先進水平還有一定的差距。因此此課題不論是對自己的就業(yè)還是對我國示技術的發(fā)展都有非常現(xiàn)實與積極的意義。 文主要內容 針對設計題目的特點，作者對論文的內容和結構將做如下安排： 1. 初步方案的論證和選擇 搜集題目的有關資料，并參照目前通用的設計思想和設計方法擬定幾套設計方案進行分析比較。最終選定了以單片機為核心控制器件，外 加行驅動 電路和 列 驅動電路的設計方案。 2. 方案實現(xiàn) 以設計方案為指導思想選擇合適的器件來實現(xiàn)這一思想，選擇器件時要從功能和電氣特性兩方面來選擇和論證。經(jīng)過對比選擇選定 片機為核心控制器件，由 74驅動電路 器件， 74 驅動電路器件。論文列出了詳細的器件參數(shù)和在系統(tǒng)中的連接使用方法。 3. 軟件編寫 根據(jù)硬件特點和設計要求，軟件選用 C 語 言編寫。程序按功能分為靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示等幾個功能上相對獨立的模塊。然后按照所劃分的模塊逐個編寫和調試，最后將獨立的模塊整合起來。 4. 結論 設計完成后對設計中所遇到的問題、經(jīng)驗教訓、以及自己的想法進行總結。 第二章 方案論證與選擇 統(tǒng)硬件方案 大多數(shù)的 示屏都在戶外，所以對硬件的質量要求非常的高。為方便檢修和維護硬件電路設計時常常采用模塊化的設計方法。硬件的設計采用模塊化設計，既要滿足模塊本身功能又要能夠和整個系統(tǒng)兼容。如圖 2據(jù)顯示系統(tǒng)的功能特點確定系統(tǒng)硬件由顯示屏部分，控制部分，通信系統(tǒng)三部分組成。單片機通過通信部分發(fā)送控制指令和顯示內容代碼，執(zhí)行顯示指令并將顯示代碼處理后控制顯示部分的顯示內容和顯示方式。 圖 2系統(tǒng)硬件組成框圖 示屏主控制器 控制部分是整個系統(tǒng)的核心部分，其功能為發(fā)送數(shù)據(jù)和控制指令處理后控制顯示部分顯示內容。其常用的電子設計方法有單片機、 術。幾種設計方法比較各有其特點： 1. 單片機 單片機是集成了 I/ O 口的微型 計算機。它有很強的接口性能，非常適合于工業(yè)控制，因此又叫微控制器 (單片機品種齊全 ,型號多樣 8，16， 32到 64位，多采用 術，片上 I/O 非常豐富，有的單片機集成有 A/ D，“ 看門狗”， 示驅動，函數(shù)發(fā)生器，鍵盤控制等。它們的價格也高低不等，這樣極大地滿足了開發(fā)者的選擇自由。除此之外單片機還具有低電壓和低功耗的特點。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展， 藝單片機被 替，并開始向 渡。供電電壓由 5V 降到 3V， 2V 甚至到 1V，工作電流由 至 A ， 這在便攜式產(chǎn)品中大有用武之地。 2. 片 叫數(shù)字信號處理器。顧名思義， 要用于數(shù)字信號處理領域，非常適合高密度，重復運算及大數(shù)據(jù)容量的信號處理?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用于通信、便攜式計算機和便攜式儀表、雷達、圖像、航空、家用電器、醫(yī)療設備等領域， 有修正的哈佛結構，多總線技術以及流水線結構。將程序與數(shù)據(jù)存儲器分開，使用多總線，取指令和取數(shù)據(jù)同時進行，以及流水線技術，這使得速度有了較大的提高。 別于一般微通信部分 控制部分 顯示部分 處理器的另一重要標志是硬件乘法器以及特殊指令，一般微處理器用軟件實現(xiàn)乘法，逐條執(zhí)行 指令，速度慢。而 靠硬件乘法器單周期完成乘法運算，而且還具有專門的信號處理指令，如 列的 令等。 3. 即電子設計自動化，它是以計算機為工具，在 件平臺上，對用硬件描述語言 成的設計文件自動地邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真，直至對于特定目標芯片進行適配編譯、邏輯影射和編程下載等。設計者只需用 言完成系統(tǒng)功能的描述，借助 具 就可得到設計結果，將編譯后的代碼下載到目標芯片就可在硬件上實現(xiàn)。由于 以通過軟件編程對該硬件的結構和工作方式進行重構，修改軟件程序就相當于改變了硬件，軟件編寫可以采用自頂向下的設計方案，而且可以多個人分工并行工作這樣便縮短了開發(fā)周期和上市時間，有利于在激烈的市場競爭中搶占先機。而且 是通過串行執(zhí)行指令來實現(xiàn)特定功能，不可避免低速，而 實時測控和高速應用領域前景廣闊；另一方面，件在功能開發(fā)上是軟件實現(xiàn)的，但物理機制 卻和純硬件電路一樣，十分可靠。 三種設計方式相比較各有優(yōu)點且都能夠實現(xiàn)控制功能，但單片機的技術門檻較低開發(fā)成本也較低非常適合初學者進行學習和鍛煉使用?，F(xiàn)在市場上常用的單片機主要有。其中應用最廣泛的單片機首推 51系列，由于產(chǎn)品硬件結構合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史“悠久”，有先入為主的優(yōu)勢常作為單片機學習的教材。且 51系列的 I/O 腳的設置和使用非常簡單，當該腳作輸入腳使用時，只須將該腳設置為高電平（復位時，各 I/O 口均置高電平）。當該腳作輸出腳使用時，則為高 電平或低電平均可。所以在控制部分方案的選擇中選定 51系列單片機作為控制部分的核心器件。 信系統(tǒng) 通信部分要滿足的設計要求就是穩(wěn)定、快速、簡單易實現(xiàn)。計算機數(shù)據(jù)通信主要采用并行通信和串行通信兩種方式。 1. 并行通信 并行通信時數(shù)據(jù)的各個位同時傳送，可以字或字節(jié)為單位并行進行。并行通信速度快，但用的通信線多、成本高，故不宜進行遠距離通信。 2. 串行通信 串行通信數(shù)據(jù)是一位一位順序傳送，只用很少幾根通信線，串行傳送的速度低，但傳送的距離長，因此串行適用于長距離而速度要求不高的場合。在串行發(fā)送時，數(shù)據(jù)是一位一 位按順序進行的，而計算機內部的數(shù)據(jù)是并行的。因此，當計算機向外發(fā)送數(shù)據(jù)時，必須將并行數(shù)據(jù)轉換為串行數(shù)據(jù)再發(fā)送。反之，又必須將串行數(shù)據(jù)轉換為并行數(shù)據(jù)輸入計算機中。這種轉換即可以用硬件實現(xiàn)也可以用軟件實現(xiàn)。單由軟件實現(xiàn)會增加擔，降低其利用率，故目前常采用硬件實現(xiàn)。通用的通用異步接收 /發(fā)送器，簡稱 完成這一功能的硬件電路。在單片機芯片中， 為其組成部分，構成一個串行口。 綜上所述，題 目設計已經(jīng)選定了單片機為開發(fā)方式而單片機的 為了硬件焊接上的方便 所以通信系統(tǒng)選擇 模擬 串行通信為通信方式。 件設計方案 最終方案如圖 2單片機機作為核心控制器件存儲和處理顯示內容，用串行通信的方式將顯示內容和控制指令傳輸?shù)絾纹瑱C系統(tǒng)，單片機根據(jù)傳輸來的內容和指令通過端口譯碼擴展后驅動 16塊 8 8陣模塊構成的 16 64的 陣顯示屏。題目將以此方案為指導思想展開具體的硬件電路設計。 圖 2硬件設計方案 統(tǒng)軟件方案 軟件的設計除了滿足設計功能外還必須要滿足易讀寫，方便下載和編譯。設計目標和硬件總體結構確定的情況下，軟件可以分為主程序，顯示子程序，各種特效顯示子程序，通信程序三個主要部分組成。具體結構如圖 2 串行通信 單片機 譯碼電路 顯示驅動電路 16 64示屏 圖 2軟件功能結構框圖 軟件的編寫需要借助軟件編輯器和編譯軟件，編譯完成后還需要下載到單片機中執(zhí)行。編寫軟件之前得首先選擇一種合適的語言以及配套的編輯器和編譯軟件。最后還要選擇一款與所選單片機的下 載器或下載軟件來把編寫的程序下載到單片機中執(zhí)行。 片機編程語言 現(xiàn)在主要運用的單片機編程語言為匯編語言和 C 語言。兩種語言相比較各有優(yōu)點。 匯編語言 (面向機器的程序設計語言，是一種功能很強的程序設計語言，也是利用計算機所有硬件特性并能直接控制硬件的語言。其具有執(zhí)行速度快，占內存空間少等優(yōu)點，但在編寫復雜程序時具有明顯的局限性，匯編語言依賴于具體的機型，不能通用，也不能在不同機型之間移植。 C 語言是一種源于編寫 作系統(tǒng)的語言，它是一種結構化語言，可產(chǎn)生 壓縮代碼。 C 語言結構是以括號 而不是子和特殊符號的語言。 C 可以進行許多機器級函數(shù)控制而不用匯編語言。與匯編相比，有如下優(yōu)點：對單片機的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對 51的存儲器結構有初步了解；寄存器分配、不同存儲器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細節(jié)可由編譯器管理；程序有規(guī)范的結構，可分為不同的函數(shù)。這種方式可使程序結構化；將可變的選擇與特殊操作組合在一起的能力，改善了程序的可讀性；編程及程序調試時間顯著縮短，從而提高效率；提供的庫包含許多標準子程序，具有較強的數(shù)據(jù)處理能力；已編好程序可容易的植入新程序，因為它具有方便 的模塊化編程技術。 C 語言作為一種非常方便的語言而得到廣泛的支持， C 語言程序本身并不依賴于機器硬件系統(tǒng)，基本上不做修改就可根據(jù)單片機的不同較快地移植過來。 基于以上理由決定采用 C 語言為該顯示系統(tǒng)的編程語言 。 靜態(tài)顯示程序 主程序 控制程序 特效顯示程序 通信程序 統(tǒng)軟件編譯器介紹 C 語言編寫的程序并不能被單片機直接執(zhí)行還需要編譯為單片機可執(zhí)行的機器語言。因此在系統(tǒng)軟件設計中，編譯器必不可少。支持 51用 C 語言編程的編譯器主要有兩種： 51編譯器和 前在單片機開發(fā)中普遍都是使用 51來進行編譯。 第三章 硬件設計 件系統(tǒng)的總體設計 本設計采用 片機為核心控制器件，用 16塊 8*8點陣相連組成 16*64點陣屏，作為顯示部分。用 74制點陣屏的行控制信號，兩個138芯片有十六根數(shù)據(jù)線接在點陣屏的十六個行控制信號端上，用 74制點陣屏的列控制信號，同樣有三根數(shù)據(jù)線接在點陣屏的十六個列控制信號端。系統(tǒng)方框圖如圖 3 圖 3系統(tǒng)方框圖 片 機系統(tǒng)設計 介 本設計使用的是 片機，原因是此款單片機具有眾多優(yōu)點。 加密性強，難解密 超強抗干擾 超低功耗 掉電模式： 降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。引腳 29， 部訪問允許。欲使 訪問外部程序存儲器（地址為 0000H 必須保持低電平（接地）。因為沒有擴展外部程序存儲器所以 將 為高電平。 C 9控制部分電路圖 動 電路設計 驅動 列驅動電路由集成電路 74具有一個 8位串入并出的移位寄存器和一個 8位輸出鎖存器的結構，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨立的，可以實現(xiàn)在顯示本行列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，既達到重疊處理的目的。 圖 374構圖表 74的輸入側有 8個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。引腳 串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳 移位寄存器的移位時鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將 下一個數(shù)據(jù)打入最低位。 74驅動電路見圖 3 表 34腳說明 符號 引腳 描述 7 17 并行數(shù)據(jù)輸出 地 9 串行數(shù)據(jù)輸出 0 主復位（低電平） 1 移位寄存時鐘輸入 2 存儲寄存時鐘輸入 3 輸出有效（低電平） 4 串行數(shù)據(jù)輸入 6 電源 移位后的各位信號出現(xiàn)在各移位寄存器 的輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。輸出鎖存器的打入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出打入輸出鎖存器。引腳 G 是輸出三態(tài)門的開放信號，只有當其為低時鎖存器的輸出才開放，否則為高組態(tài)。 其為低時移位寄存器的輸出全部為零。由于 個信號是互相獨立的，所以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。芯片的輸出端為 高位 4上一級的級聯(lián)輸出。但因為 輸出鎖存器的打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出 為與移位寄存 器完全同步的級聯(lián)輸出。 圖 3驅動電路 將 8片 74共用一個移位時鐘 數(shù)據(jù)鎖存信號 樣，當?shù)谝恍行枰@示的數(shù)據(jù)經(jīng)過 84個 鐘后便可將其全 部移入 74時還將產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)鎖存信號 數(shù)據(jù)鎖存在 74在使能信號 G 的作用下，使串入數(shù)據(jù)并行輸出，從而使與各輸 出位對應的場驅動管處于放大或截止狀態(tài)；同時由行掃描控制電路產(chǎn)生信號使第一行掃描管導通，相當于第一行 正端都接高，顯然，第一行 的亮滅 就取決于 74外，在第一行 在 74后將其鎖存，同時由行 掃描控 制電路將第一行掃描管關閉而接通第二行，使第二行 點亮，以此類推，當?shù)谑袙呙柽^后再回到第一行，這樣，只要掃描速度足夠高，就可形成一幅完整 的文字或圖像。 驅動 本設計采用 74為 154可以輸出 16位的控制信號，所以只要掃描頻率可以，點陣屏就可以看成是穩(wěn)定平滑過渡，沒有閃爍的感覺，給人以正常的視覺效果。 74 圖 3744 個二進制編碼輸入譯成 8 個彼獨立的輸出之一，還可以將數(shù)據(jù)從一個輸入線分配到 8 個輸出的任意一個而實現(xiàn)解調功能。 74線 8線譯碼器，可以實現(xiàn)地址的擴展。 該譯碼器采用先進的硅結構 術，并適合內存地址譯碼和數(shù)據(jù)路由應用。它抗噪聲能力強，低功耗，并與低電壓 路兼容。 功能特性：傳輸延遲： 12源提供靜態(tài)電流： +源電壓范圍： 2 6V 低電平輸入電流：最大 1A 引腳功能說明： 1、 7、 9出端。（ 8： 源地 （ 0 V)） 4能輸入端 ( 1址輸入端 ( 24： 源正 (地址 /全能輸入對應輸出表 功能真值表注意： H = 高電平（ L = 低電平（ X = 任意電平（ t 只要控制端 A、 B、 C 任意電平輸入都無效。 74本，其功耗更小，功能一樣。譯碼器在單片機系統(tǒng)中一般起擴展 I/O 的作用，當外設比較多，單片機的引腳不夠用的時候，就可以由74個單片機 I/O 口擴展為 8個。增強了單片機控制外設的能力。 這種單片 3 線 8 線譯碼器非常適合用于高性能存儲器的譯碼器。當兩個選通輸入 低時 , 它可將 3 個二進制編碼的輸入譯成 8 個互相獨立的輸出之一。實現(xiàn)解調功能的辦法是：用 3 個輸入線 (A、 B、 C)寫出輸出線的地址，使得在一個選通輸入為低時數(shù)據(jù)通過另一個選通輸入。當任何一個選通輸入是高時，所有輸出都為高。 陣屏分類 1. 按顏色基色分 ： 單基色顯示屏 :單一顏色（紅色或綠色）。 雙基色顯示屏：紅和綠雙基色， 256級灰度、可以顯示 65536種顏色。 全彩色顯示屏：紅、綠、藍三基色， 256級灰度的全彩色顯示屏可以顯 示一千六百多萬種色。 2. 按顯示器件分 ： 碼顯示屏：顯示器件為 7段碼數(shù)碼管，適于制作時鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。 陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多 均勻排列的發(fā)光二極管組成的點陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。 頻顯示屏：顯示器件是由許多發(fā)光二極管組成，可以顯示視頻、動畫等各種視頻文件。 3. 按使用場合分類 室內顯示屏：發(fā)光點較小，一般 3示面積一般幾至十幾平方米。 室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽光下工作，具有防風、防雨、防水功能。 4. 按發(fā)光點直徑及間距分類 室內屏（按直徑分）： 35 室外屏（按間距分）： . 陣工作原理 圖 3*8點陣 效電路，只要其對應的 X、 Y 軸順向偏壓，即可使 亮。例如如果想使左上角 亮，則 ， 即可。應用時限流電阻可以放在 軸。 一般我們使用點陣顯示漢字是用的 16*16的點陣宋體字庫，所謂 16*16，是每一個漢字在縱、橫各 16點的區(qū)域內顯示的。也就是說得用四個 8*8點陣組合成一個 16*16的點陣。 圖 3點陣原理 圖 示屏是由一個一個的發(fā)光二極管點陣構成的，要構成大屏幕的 示屏就需要多個發(fā)光二極管。構成 幕的方法有兩種，一是由單個的發(fā)光二極管逐點連接起來，如圖 3是選用一些由單個發(fā)光二極管構成的 陣子模塊構成大的 陣模塊。目前市場上普遍采用的點陣模塊有 88、 1616幾種；這兩種屏幕構成方法各有有缺點，單個發(fā)光二極管構成顯示屏優(yōu)點在于當單個的發(fā)光二極管出現(xiàn)問題時只需更換一個二極管即可，檢修的成本較低，缺點在于連接線路復雜；而點陣模塊構成的方法卻正好與之相反，模塊構成省約了 大量的連線，不過當一個 現(xiàn)問題時同在一個模塊的所有 必須被更換。這就加大了維修的成本。 兩種方法相比較，決定采取模塊構成的方法來制作一個 陣顯示屏。為了避免模塊的缺點，選擇點陣數(shù)較小的模塊來減小出現(xiàn)這一問題的風險。所以構建一個 1664的 陣屏選用塊 88點陣模塊。 如圖 3設計采用了 16個 8*8的點陣發(fā)光二級管模塊，組成了 16*64的 動顯示采用的動態(tài)驅動掃描方法，動態(tài)掃描方式是逐行輪流點亮，把所有同一行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同一列的發(fā)光 管的陰極連在一起，先送出對應第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第一行使其點亮一定的時間，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點亮相同的時間，然后熄滅； 第十六行之后，又重新點亮第一行，反復輪回。當這樣的輪回速度足夠快（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。該方法能驅動較多的制方式較靈活，而且節(jié)省單片機的資源。 圖 3陣顯示電路 統(tǒng)總電路圖 第四 章 軟件設計 如果說硬件是一個人的身體軀干，那么，軟件就是一個人的靈魂、思想。只有合理并且完美的程序才能使指導一個人成功地去完成一項任務。對于單片機來說更是如此，基礎的硬件電路焊接好后，就需要從軟件設計來下手，想要實現(xiàn)硬件電路的正常工作，往往需要對軟件進行系統(tǒng)的設計，設計的思想、設計的目標、設計方案、代碼的編寫、軟件的測試等對軟件設計的成功有著非同一般的指導意義。 程序設計思想及流程圖 顯示屏軟件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，使屏幕按設計的要求顯示。根據(jù)軟件分層次設計的原理， 可以把顯示屏的軟件系統(tǒng)分為兩層；第一層是底層的顯示驅動程序，第二層是上層的系統(tǒng)應用程序。顯示驅動程序負責向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負責產(chǎn)生行掃描信號和其他控制信號，配合完成 示屏的掃描顯示工作。顯示驅動器程序由定時器 統(tǒng)應用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設置（初始化）、顯示效果處理等工作，由主程序來實現(xiàn)。 本設計從單片機上電開始，先進行初始化操作，單片機執(zhí)行顯示程序后，點陣屏可以輸出顯示結果，此過程單片機要對 74下一次重新執(zhí)行做好準備工作；數(shù)據(jù)在 上升沿把單片機端 口輸出的 8位串行數(shù)據(jù)輸入移位寄存器中，在 上升沿到來后再把數(shù)據(jù)輸送到到存儲寄存器中去。若顯示程序成功執(zhí)行一個周期，則重新跳回到初始化狀態(tài)進行下一周期的顯示，若沒有顯示完全，則一直在顯示程序內執(zhí)行，直到本次顯示完全實現(xiàn)。流程圖如圖 4 圖 4程序流程圖 示驅動程序設計 顯示程序分為靜態(tài)顯示程序、左移顯示 2種種顯示方式。其中左移動程序調用了靜態(tài)顯示程序為子程序。 對靜態(tài)顯示來說，每一個發(fā)光二極 管都需要一套驅動電路，一幀畫面輸入以后便可一勞永逸地顯示，除非我們改變了顯示內容，需要重新輸出新的點陣數(shù)據(jù)這種方式系統(tǒng)原理相對簡單一些，但所需的譯碼驅動裝量很多，引線多而繁雜，不便于大屏幕的制造，成本高，其可靠性也較低 。 另一種動態(tài)掃描顯示是把整個 幕分成若干部分，每一幅畫面的顯示是顯示完一部分后，又顯示第二部分 直到顯示完最后一部分又重新開始顯示第一部分，重復循環(huán)進行在重復掃描速度足夠快的情況下，我們看到的就是一幅穩(wěn)定的畫面也就是說采用動態(tài)掃描顯示需要不斷進行畫面的刷新在這種方式下其顯示驅 動電路可重復利用，引線也大大減少，從而使硬件成本降低，且屏幕上的發(fā)光二極管輪流發(fā)光，使用時的耗電量大大降低大屏幕的制造、維護要容易許多，可靠性也增加了 兩種顯示方式的比較再結合 51單片機 數(shù)量有限的原因決定采用動態(tài)掃描的方式進行顯示。 動態(tài)掃描分為行掃描和列掃描兩種方式區(qū)別在于選通端和數(shù)據(jù)輸入端分別是行還是列。在該顯示系統(tǒng)中掃描顯示的工作原理如圖 4選通列然后再從行送入對系統(tǒng)初始化 調用顯示程序 調整數(shù)據(jù)指針 是否顯示完？ N Y 開始 應列的數(shù)據(jù)，這樣從第 1列到第 16列循環(huán)往復，只要切換的速度足夠的快利用人眼的延時特性就可以看見一幅穩(wěn)定的畫面。 從 數(shù) 據(jù) 中 讀 取第 1 列 對 應 的行 數(shù) 據(jù)選 通 第 2 列讀 取 所 需 要 顯示 的 數(shù) 據(jù) 至 顯示 寄 存 器選 通 第 1 列 選 通 第 1 6 列從 數(shù) 據(jù) 中 讀 取第 2 列 對 應 的行 數(shù) 據(jù)從 數(shù) 據(jù) 中 讀 取第 1 6 列 對 應 的行 數(shù) 據(jù)1 6 1 6 L E D 1 6 1 6 L E D 1 6 1 6 L E L E D 第1 6 列選 通 L E D 第1 列選 通 L E D 第2 列按 數(shù) 據(jù) 導 通相 應 行按 數(shù) 據(jù) 導 通相 應 行按 數(shù) 據(jù) 導 通相 應 行圖 4描顯示程序原理圖 顯示采用的是列掃描的顯示方式，選通一列后按照列與數(shù)據(jù)元素的對應關系第 i+16個元素。將對應元素的由低至高位依次從端口輸出具體做法為將元素向右邏輯移位后再與 0得結果通過單片機端口輸出到串并轉換器的 A 端，鎖存在鎖存器里完成一列數(shù)據(jù)移位后再將其輸出。如此依次循環(huán)選通各列來顯示所需畫面。 圖 4移程序流程圖 動態(tài)顯示程序流程如圖 4據(jù)顯示數(shù)據(jù)的存儲原理通過改變實際 與數(shù)據(jù)邏輯列的方法來實現(xiàn)程序的左移。顯示數(shù)據(jù)與列的對應關系為：第 i 和第 2i 個數(shù)據(jù) 。 顯示數(shù)組中，第 1至 16個元素的第 8至第 1位 示屏中的第 1至第 8行。同理第 17至 32個元素的第 8至第 1位 示屏中的第 9至第 16行。所以將元素數(shù)據(jù)進行邏輯位移便能產(chǎn)生 左 移動的效果。 開始 讀入顯示數(shù)組 顯示 顯示數(shù)組元素邏輯左移一位 移位次數(shù)是否為 16 N Y 第五章 制作與調試 軟件硬件完成后開始進行調試。調試可分為硬件調試，軟件調試和系統(tǒng)聯(lián)合調試。 統(tǒng)硬件部分調試 硬件調試主要是調試各部分的焊接是否 合格和各芯片的輸出輸入電壓是否符合設計要求，最后測試各硬件部分能否完成設計功能。因此把硬件調試按照以下四部分分步來進行： 1. 測試所有焊點是否有短路和虛焊的現(xiàn)象存在； 2.