實(shí)訓(xùn)論文信生器的設(shè)計(jì)與制作實(shí)訓(xùn)報(bào)告

1、信號(hào)發(fā)生器的設(shè)計(jì)與制作實(shí)訓(xùn)報(bào)告系 別:信息工程系專 業(yè):電氣工程及其自動(dòng)化班 級(jí):1303班姓 名:盧潤(rùn)智學(xué) 號(hào):2指導(dǎo)教師:陳海峰目錄1.單片機(jī)模塊的介紹- 1 -1.1AT89C51- 1 -1.1.1主要性能參數(shù)：- 1 -1.1.2功能特性概述：- 2 -1.1.3AT89C51方框圖- 3 -1.1.4引腳功能說(shuō)明- 3 -1.1.5時(shí)鐘振蕩器：- 5 -1.1.6AT89C51的極限工作參數(shù)- 6 -1.2DS1307- 6 -1.2.1特點(diǎn)- 7 -1.2.2和單片機(jī)連接- 7 -1.2.3 I2C時(shí)序：- 7 -1.3DS18B20- 7 -1.3.1工作原理- 8 -1.3.

2、2概述- 8 -1.3.3應(yīng)用范圍- 9 -1.3.4接線方法- 9 -1.3.5特點(diǎn)- 9 -1.4OLED顯示屏- 10 -1.4.1技術(shù)功能- 10 -1.4.2發(fā)光原理- 11 -1.4.3特點(diǎn)- 12 -2.心得體會(huì)- 13 -3.實(shí)物功能圖- 14 -4.附錄- 15 -4.1零件清單- 15 -4.2主要程序代碼- 15 -基于DS1307的多功能時(shí)鐘系統(tǒng)摘要：以AT89C51/AT89C52單片機(jī)為控制核心，通過實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1307和數(shù)字溫度傳感器DS18B20構(gòu)成了一個(gè)多功能的數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)。本報(bào)告詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)的硬件組成結(jié)構(gòu)、工作原理和系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)0.96

3、寸OLED作為顯示器，具有實(shí)時(shí)時(shí)間與日歷顯示、環(huán)境溫度顯示、按鍵調(diào)時(shí)、鬧鈴定時(shí)等功能。軟件程序采用均采用C語(yǔ)言編寫，便于移植與升級(jí)。關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)時(shí)鐘 單片機(jī)AT89C8X系列 DS1307 DS18B20 OLED引言：目前家用的數(shù)字電子鐘，多數(shù)只能顯示小時(shí)、分鐘等信息，功能單一，而且大都采用LED數(shù)碼管作為顯示器件，功耗大，不能令消費(fèi)者滿意。為此，我開發(fā)了一款多功的數(shù)字式電子鐘，它可以顯示年、月、日、小時(shí)、分鐘等時(shí)間信息，同時(shí)可以顯示環(huán)境的溫度信息。還具有按鍵調(diào)時(shí)、設(shè)定鬧鈴等功能，而且通過一塊3.18V的備用電池，在單片機(jī)斷電后讓時(shí)鐘芯片DS1307獨(dú)立工作，因此每次給單片機(jī)上電即可顯示當(dāng)前

4、時(shí)間，無(wú)需調(diào)整。時(shí)鐘采用OLED作為顯示器，界面友好，功耗低。- 20 - / 23文檔可自由編輯打印1.單片機(jī)模塊的介紹1.1AT89C51AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C51單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場(chǎng)合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。1.1.1主要性能參數(shù)：與MCS-51產(chǎn)

5、品指令系統(tǒng)完全兼容4k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲(chǔ)器1000次擦寫周期全靜態(tài)操作：0Hz24MHz三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器1288字節(jié)內(nèi)部RAM32個(gè)可編程IO口線2個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器6個(gè)中斷源可編程串行UART通道低功耗空閑和掉電模式1.1.2功能特性概述： AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)IO 口線，兩個(gè)16位定時(shí)計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式?？臻e方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)計(jì)數(shù)器，串行通信

6、口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。1.1.3AT89C51方框圖1.1.4引腳功能說(shuō)明Vcc：電源電壓GND：地P0 口：P0 口是一組8 位漏極開路型雙向IO 口，也即地址數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫“1”可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在FIash編程時(shí)，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口：P1是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻

7、的8位雙向IO口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口。作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。FIash編程和程序校驗(yàn)期間，P1接收低8位地址。P2口：P2是一個(gè)帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向IO口，P2的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口使用時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流（IIL）。在訪問外部程序存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存

8、儲(chǔ)器（例如執(zhí)行MOVXDPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVXRI 指令）時(shí)，P2 口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。Flash編程或校驗(yàn)時(shí)，P2亦接收高位地址和其它控制信號(hào)。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向IO 口。P3 口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4 個(gè)TTLRST：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使單片機(jī)復(fù)位。ALEPROG： 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)。即使不訪問

9、外部存儲(chǔ)器，ALE 仍以時(shí)鐘振蕩頻率的l6 輸出固定的正脈沖信號(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。對(duì)Flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（PROG）。如有必要，可通過對(duì)特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中的8EH單元的DO 位置位，可禁止ALE 操作。該位置位后，只有一條MOVX和MOVC指令A(yù)LE才會(huì)被激活。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ALE無(wú)效。PSEN）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)AT89C51 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，

10、當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這兩次有效的PSEN信號(hào)不出現(xiàn)。EAVPP：外部訪問允許。欲使CPU僅訪問外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000HFFFFH），EA端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1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)器中的指令。Flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12V的編程允許電源Vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12V編程電壓Vpp。XTAL1：振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端。XTAL2：振蕩器反相放大器的輸出端。1.1.5時(shí)鐘振蕩器：AT89C5l 中有一個(gè)用于構(gòu)成內(nèi)部振蕩器的高增益反相放大器，引腳XT

11、AL1 和XTAL2 分別是該放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外石英晶體或陶瓷諧振器一起構(gòu)成自激振蕩器，振蕩電路參見圖5。外接石英晶體（或陶瓷諧振器）及電容C1、C2接在放大器的反饋回路中構(gòu)成并聯(lián)振蕩電路。對(duì)外接電容C1、C2雖然沒有十分嚴(yán)格的要求，但電容容量的大小會(huì)輕微影響振蕩頻率的高低、振蕩器工作的穩(wěn)定性、起振的難易程序及溫度穩(wěn)定性，如果使用石英晶體，我們推薦電容使用30pF10pF，而如使用陶瓷諧振器建議選擇40pF10F。用戶也可以采用外部時(shí)鐘。采用外部時(shí)鐘的電路如圖5右圖所示。這種情況下，外部時(shí)鐘脈沖接到XTAL1端，即內(nèi)部時(shí)鐘發(fā)生器的輸入端，XTAL2則懸空。

12、石英晶體時(shí)：C1，C230pF10pF 外部時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)電路陶瓷濾波器：C1，C240pF10pF內(nèi)部振蕩電路 圖5由于外部時(shí)鐘信號(hào)是通過一個(gè)2分頻觸發(fā)器后作為內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)的，所以對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的占空比沒有特殊要求，但最小高電平持續(xù)時(shí)間和最大的低電平持續(xù)時(shí)間應(yīng)符合產(chǎn)品技術(shù)條件的要求。1.1.6AT89C51的極限工作參數(shù)極限參數(shù)工作溫度 -55 to +125儲(chǔ)藏溫度 -65 to +150任一腳對(duì)地電壓 -1.0V to +7.0V最高工作電壓 6.6V直流輸出電流 15.0 Ma1.2DS1307是一款低功耗，具有56字節(jié)非失性RAM的全BCD碼時(shí)鐘日歷實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片，地址和數(shù)據(jù)通過兩線雙向的串

13、行總線的傳輸，芯片可以提供秒，分，小時(shí)等信息，每一個(gè)月的天數(shù)能自動(dòng)調(diào)整。并且有閏年補(bǔ)償功能1.2.1特點(diǎn)可對(duì)秒，時(shí)，分，每月的天數(shù)，月份，每周的天數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并具有閏年補(bǔ)償功能。計(jì)年上限2100。56字節(jié)非失性的RAM，兩線串行接口，可編程方波輸出，自動(dòng)掉電檢測(cè)和切換電路，在電池備份模式下，功耗小于500nA，工業(yè)級(jí)的工作溫度： -40 到80，8腳DIP和SOIC封裝1.2.2和單片機(jī)連接DS1307典型接線如圖1所示。BT1為備用電池，3V，7腳為方波輸出，通常把該腳接到單片機(jī)的能夠產(chǎn)生電平變化中斷的引腳，如設(shè)置成每秒輸出1個(gè)方波，則會(huì)每秒中斷一次，讀取時(shí)間用以顯示。圖1中的R1、R2、R

14、4是必須的上拉電阻。1.2.3 I2C時(shí)序：DS1307 在 IIC 總線上是從器件，地址固定為”11010000”DS1307 寫操作 TWI 被控接收模式 主控器件按如下順序?qū)?shù)據(jù)寫入到DS1307 寄存器或內(nèi)部RAM 中：第一步.START 信號(hào)第二步.寫SLA+W(0xd0)字節(jié),DS1307 應(yīng)答（ACK）第三步.寫1 字節(jié)內(nèi)存地址（在以下第四步寫入的第一字節(jié)將存入到DS1307 內(nèi)該地址處），DS1307應(yīng)答。第四步.寫數(shù)據(jù)（可寫多個(gè)字節(jié)，每一字節(jié)寫入后DS1307 內(nèi)部地址計(jì)數(shù)器加一，DS1307 應(yīng)答）第五步.STOP 信號(hào)1.3DS18B20DS18B20是常用的溫度傳感器，

15、具有體積小，硬件開銷低，抗干擾能力強(qiáng)，精度高的特點(diǎn)。1.3.1工作原理DS18B20的讀寫時(shí)序和測(cè)溫原理與DS1820相同，只是得到的溫度值的位數(shù)因分辨率不同而不同，且溫度轉(zhuǎn)換時(shí)的延時(shí)時(shí)間由2s減為750ms。 DS18B20測(cè)溫原理如圖3所示。圖中低溫度系數(shù)晶振的振蕩頻率受溫度影響很小，用于產(chǎn)生固定頻率的脈沖信號(hào)送給計(jì)數(shù)器1。高溫度系數(shù)晶振隨溫度變化其振蕩率明顯改變，所產(chǎn)生的信號(hào)作為計(jì)數(shù)器2的脈沖輸入。計(jì)數(shù)器1和溫度寄存器被預(yù)置在-55所對(duì)應(yīng)的一個(gè)基數(shù)值。計(jì)數(shù)器1對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行減法計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值減到0時(shí)，溫度寄存器的值將加1，計(jì)數(shù)器1的預(yù)置將重新被裝入，計(jì)數(shù)器1

16、重新開始對(duì)低溫度系數(shù)晶振產(chǎn)生的脈沖信號(hào)進(jìn)行計(jì)數(shù)，如此循環(huán)直到計(jì)數(shù)器2計(jì)數(shù)到0時(shí)，停止溫度寄存器值的累加，此時(shí)溫度寄存器中的數(shù)值即為所測(cè)溫度。斜率累加器用于補(bǔ)償和修正測(cè)溫過程中的非線性，其輸出用于修正計(jì)數(shù)器1的預(yù)置值。21.3.2概述DS18B20數(shù)字溫度傳感器接線方便，封裝成后可應(yīng)用于多種場(chǎng)合，如管道式，螺紋式，磁鐵吸附式，不銹鋼封裝式，型號(hào)多種多樣，有LTM8877，LTM8874等等。主要根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同而改變其外觀。封裝后的DS18B20可用于電纜溝測(cè)溫，高爐水循環(huán)測(cè)溫，鍋爐測(cè)溫，機(jī)房測(cè)溫，農(nóng)業(yè)大棚測(cè)溫，潔凈室測(cè)溫，彈藥庫(kù)測(cè)溫等各種非極限溫度場(chǎng)合。耐磨耐碰，體積小，使用方便，封裝形式多

17、樣，適用于各種狹小空間設(shè)備數(shù)字測(cè)溫和控制領(lǐng)域。1: 技術(shù)性能描述、 獨(dú)特的單線接口方式，DS18B20在與微處理器連接時(shí)僅需要一條口線即可實(shí)現(xiàn)微處理器與DS18B20的雙向通訊。 、測(cè)溫范圍 55+125，固有測(cè)溫誤差（注意，不是分辨率，這里之前是錯(cuò)誤的）1。、支持多點(diǎn)組網(wǎng)功能，多個(gè)DS18B20可以并聯(lián)在唯一的三線上，最多只能并聯(lián)8個(gè)，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)測(cè)溫，如果數(shù)量過多，會(huì)使供電電源電壓過低，從而造成信號(hào)傳輸?shù)牟环€(wěn)定。、工作電源: 3.05.5V/DC （可以數(shù)據(jù)線寄生電源） 、在使用中不需要任何外圍元件、 測(cè)量結(jié)果以912位數(shù)字量方式串行傳送 、不銹鋼保護(hù)管直徑 6 、適用于DN1525, DN4

18、0DN250各種介質(zhì)工業(yè)管道和狹小空間設(shè)備測(cè)溫、 標(biāo)準(zhǔn)安裝螺紋 M10X1, M12X1.5, G1/2”任選 、PVC電纜直接出線或德式球型接線盒出線,便于與其它電器設(shè)備連接。DS18B20+ 和 Maxim Integrated 信息1Manufactured by Maxim Integrated, DS18B20+ is a 溫度傳感器.1.3.3應(yīng)用范圍該產(chǎn)品適用于冷凍庫(kù)，糧倉(cāng)，儲(chǔ)罐，電訊機(jī)房，電力機(jī)房，電纜線槽等測(cè)溫和控制領(lǐng)域。軸瓦，缸體，紡機(jī)，空調(diào)，等狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制。汽車空調(diào)、冰箱、冷柜、以及中低溫干燥箱等。供熱/制冷管道熱量計(jì)量，中央空調(diào)分戶熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫和

19、控制。1.3.4接線方法面對(duì)著扁平的那一面，左負(fù)右正，一旦接反就會(huì)立刻發(fā)熱，有可能燒毀！同時(shí)，接反也是導(dǎo)致該傳感器總是顯示85的原因。實(shí)際操作中將正負(fù)反接，傳感器立即發(fā)熱，液晶屏不能顯示讀數(shù)，正負(fù)接好后顯示85。1.3.5特點(diǎn)獨(dú)特的一線接口，只需要一條口線通信 多點(diǎn)能力，簡(jiǎn)化了分布式溫度傳感應(yīng)用 無(wú)需外部元件 可用數(shù)據(jù)總線供電，電壓范圍為3.0 V至5.5 V 無(wú)需備用電源 測(cè)量溫度范圍為-55 C至+125 。華氏相當(dāng)于是-67 F到257華氏度 -10 C至+85 C范圍內(nèi)精度為0.5 C溫度傳感器可編程的分辨率為912位，溫度轉(zhuǎn)換為12位數(shù)字格式最大值為750毫秒，用戶可定義的非易失性溫

20、度報(bào)警設(shè)置，應(yīng)用范圍包括恒溫控制、工業(yè)系統(tǒng)、消費(fèi)電子產(chǎn)品溫度計(jì)、或任何熱敏感系統(tǒng)描述該DS18B20的數(shù)字溫度計(jì)提供9至12位（可編程設(shè)備溫度讀數(shù))。由于DS18B20是一條口線通信，所以中央微處理器與DS18B20只有一個(gè)一條口線連接。為讀寫以及溫度轉(zhuǎn)換可以從數(shù)據(jù)線本身獲得能量，不需要外接電源。 因?yàn)槊恳粋€(gè)DS18B20的包含一個(gè)獨(dú)特的序號(hào)，多個(gè)ds18b20s可以同時(shí)存在于一條總線。這使得溫度傳感器放置在許多不同的地方。它的用途很多，包括空調(diào)環(huán)境控制，感測(cè)建筑物內(nèi)溫設(shè)備或機(jī)器，并進(jìn)行過程監(jiān)測(cè)和控制。DS18B20采用一線通信接口。因?yàn)橐痪€通信接口，必須在先完成ROM設(shè)定，否則記憶和控制功能

21、將無(wú)法使用。主要首先提供以下功能命令之一： 1 ）讀ROM， 2 ）ROM匹配， 3 ）搜索ROM， 4 ）跳過ROM， 5 ）報(bào)警檢查。這些指令操作作用在沒有一個(gè)器件的64位光刻ROM序列號(hào)，可以在掛在一線上多個(gè)器件選定某一個(gè)器件，同時(shí)，總線也可以知道總線上掛有有多少，什么樣的設(shè)備。若指令成功地使DS18B20完成溫度測(cè)量，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在DS18B20的存儲(chǔ)器。一個(gè)控制功能指揮指示DS18B20的演出測(cè)溫。測(cè)量結(jié)果將被放置在DS18B20內(nèi)存中，并可以讓閱讀發(fā)出記憶功能的指揮，閱讀內(nèi)容的片上存儲(chǔ)器。溫度報(bào)警觸發(fā)器TH和TL都有一字節(jié)EEPROM 的數(shù)據(jù)。如果DS18B20不使用報(bào)警檢查指令，這些

22、寄存器可作為一般的用戶記憶用途。在片上還載有配置字節(jié)以理想的解決溫度數(shù)字轉(zhuǎn)換。寫TH,TL指令以及配置字節(jié)利用一個(gè)記憶功能的指令完成。通過緩存器讀寄存器。所有數(shù)據(jù)的讀，寫都是從最低位開始。1.4OLED顯示屏有機(jī)電激發(fā)光二極管由于同時(shí)具備自發(fā)光，不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣、構(gòu)造及制程較簡(jiǎn)單等優(yōu)異之特性，被認(rèn)為是下一代的平面顯示器新興應(yīng)用技術(shù)。1.4.1技術(shù)功能有機(jī)發(fā)光二極管(OLED)顯示器越來(lái)越普遍，在手機(jī)、媒體播放器及小型入門級(jí)電視等產(chǎn)品中最為顯著。不同于標(biāo)準(zhǔn)的液晶顯示器，OLED 像素是由電流源所驅(qū)動(dòng)。若要了解 OLED 電源供應(yīng)如

23、何及為何會(huì)影響顯示器畫質(zhì)，必須先了解 OLED 顯示器技術(shù)及電源供應(yīng)需求。本文將說(shuō)明最新的 OLED 顯示器技術(shù)，并探討主要的電源供應(yīng)需求及解決方案，另外也介紹專為 OLED 電源供應(yīng)需求而提出的創(chuàng)新性電源供應(yīng)架構(gòu)。背板技術(shù)造就軟性顯示器 高分辨率彩色主動(dòng)式矩陣有機(jī)發(fā)光二極管 (AMOLED) 顯示器需要采用主動(dòng)式矩陣背板，此背板使用主動(dòng)式開關(guān)進(jìn)行各像素的開關(guān)。液晶 (LC) 顯示器非晶硅制程已臻成熟，可供應(yīng)低成本的主動(dòng)式矩陣背板，并且可用于 OLED。許多公司正針對(duì)軟性顯示器開發(fā)有機(jī)薄膜晶體管 (OTFT) 背板制程，此一制程也可用于 OLED 顯示器，以實(shí)現(xiàn)全彩軟性顯示器的推出。不論是標(biāo)準(zhǔn)

24、或軟性 OLED，都需要運(yùn)用相同的電源供應(yīng)及驅(qū)動(dòng)技術(shù)。若要了解 OLED 技術(shù)、功能及其與電源供應(yīng)之間的互動(dòng)，必須深入剖析這項(xiàng)技術(shù)本身。OLED 顯示器是一種自體發(fā)光顯示器技術(shù)，完全不需要任何背光。OLED 采用的材質(zhì)屬于化學(xué)結(jié)構(gòu)適用的有機(jī)材質(zhì)。 OLED 技術(shù)需要電流控制驅(qū)動(dòng)方法 OLED 具有與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)光二極管 (LED) 相當(dāng)類似的電氣特性，亮度均取決于 LED 電流。若要開啟和關(guān)閉 OLED 并控制 OLED 電流，需要使用薄膜晶體管 (TFT)的控制電路。進(jìn)階節(jié)能模式可達(dá)到最高效率和任何電池供電的設(shè)備一樣，只有在轉(zhuǎn)換器以整體負(fù)載電流范圍的最高效率進(jìn)行運(yùn)作時(shí)，才能達(dá)到較長(zhǎng)的電池待機(jī)時(shí)間，

25、這對(duì)于 OLED 顯示器尤其重要。OLED 顯示器呈現(xiàn)全白時(shí)會(huì)耗用最大的電源，對(duì)于其它任何顯示色彩則電流相對(duì)較小，這是因?yàn)橹挥邪咨枰屑t、綠、藍(lán)子像素都全亮。舉例來(lái)說(shuō)，2.7 吋顯示器需要 80mA 電流來(lái)呈現(xiàn)全白影像，但只需要 5mA 電流顯示其它圖標(biāo)或圖形。因此，OLED 電源供應(yīng)需要針對(duì)所有負(fù)載電流達(dá)到高轉(zhuǎn)換器效率。為了達(dá)到如此的效率，需要運(yùn)用進(jìn)階的節(jié)能模式技術(shù)來(lái)減少負(fù)載電流，以降低轉(zhuǎn)換器切換頻率。由于這是透過電壓控制震蕩器 (VCO) 完成，因此能夠?qū)⒖赡艿?EMI 問題降至最低，并且能夠?qū)⒆畹颓袚Q頻率控制在一般 40kHz 的音訊范圍以外，這可避免陶瓷輸入或輸出電容產(chǎn)生噪音。在手

26、機(jī)應(yīng)用中使用這類裝置時(shí)，這特別重要，而且可簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)流程。按發(fā)光特性來(lái)說(shuō)白光不是耗電最大，是以亮度值來(lái)決定耗電量的。如紅，藍(lán)，綠亮度值是10的一起亮?xí)r會(huì)產(chǎn)生30亮度值的白光。因此將紅，藍(lán)，綠亮度值調(diào)成3.3合成一個(gè)10的白光值（理論值）。從LED或OLED來(lái)說(shuō)人眼看到同樣的亮度，藍(lán)光耗電最大。1.4.2發(fā)光原理有機(jī)發(fā)光顯示技術(shù)由非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板構(gòu)成。當(dāng)有電荷通過時(shí)這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光。OLED發(fā)光的顏色取決于有機(jī)發(fā)光層的材料，故廠商可由改變發(fā)光層的材料而得到所需之顏色。有源陣列有機(jī)發(fā)光顯示屏具有內(nèi)置的電子電路系統(tǒng)因此每個(gè)像素都由一個(gè)對(duì)應(yīng)的電路獨(dú)立驅(qū)動(dòng)。OLED具備有構(gòu)造簡(jiǎn)單、自發(fā)光

27、不需背光源、對(duì)比度高、厚度薄、視角廣、反應(yīng)速度快、可用于撓曲性面板、使用溫度范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)提供了瀏覽照片和視頻的最佳方式而且對(duì)相機(jī)的設(shè)計(jì)造成的限制較少。1.4.3特點(diǎn)OLED為自發(fā)光材料，不需用到背光板，同時(shí)視角廣、畫質(zhì)均勻、反應(yīng)速度快、較易彩色化、用簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)電路即可達(dá)到發(fā)光、制程簡(jiǎn)單、可制作成撓曲式面板，符合輕薄短小的原則，應(yīng)用范圍屬于中小尺寸面板。顯示方面：主動(dòng)發(fā)光、視角范圍大；響應(yīng)速度快，圖像穩(wěn)定；亮度高、色彩豐富、分辨率高。工作條件：驅(qū)動(dòng)電壓低、能耗低，可與太陽(yáng)能電池、集成電路等相匹配。適應(yīng)性廣：采用玻璃襯底可實(shí)現(xiàn)大面積平板顯示；如用柔性材料做襯底，能制成可折疊的顯示器。由于OLE

28、D是全固態(tài)、非真空器件，具有抗震蕩、耐低溫（-40）等特性，在軍事方面也有十分重要的應(yīng)用，如用作坦克、飛機(jī)等現(xiàn)代化武器的顯示終端。2.心得體會(huì)這次課程設(shè)計(jì)讓我們學(xué)會(huì)了如何利用學(xué)過的知識(shí)去做設(shè)計(jì)，并且讓我們了解到設(shè)計(jì)時(shí)需要注意的東西。我們的設(shè)計(jì)時(shí)以AT89C51/AT89C52單片機(jī)為控制核心，通過實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS1307和數(shù)字溫度傳感器DS18B20構(gòu)成了一個(gè)多功能的數(shù)字時(shí)鐘系統(tǒng)。本報(bào)告詳細(xì)介紹了整個(gè)系統(tǒng)的硬件組成結(jié)構(gòu)、工作原理和系統(tǒng)的軟件程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)0.96寸OLED作為顯示器，具有實(shí)時(shí)時(shí)間與日歷顯示、環(huán)境溫度顯示、按鍵調(diào)時(shí)、鬧鈴定時(shí)等功能。軟件程序采用均采用C語(yǔ)言編寫，便于移植與升級(jí)。目

29、前家用的數(shù)字電子鐘，多數(shù)只能顯示小時(shí)、分鐘等信息，功能單一，而且大都采用LED數(shù)碼管作為顯示器件，功耗大，不能令消費(fèi)者滿意。為此，我開發(fā)了一款多功的數(shù)字式電子鐘，它可以顯示年、月、日、小時(shí)、分鐘等時(shí)間信息，同時(shí)可以顯示環(huán)境的溫度信息。還具有按鍵調(diào)時(shí)、設(shè)定鬧鈴等功能，而且通過一塊3.18V的備用電池，在單片機(jī)斷電后讓時(shí)鐘芯片DS1307獨(dú)立工作，因此每次給單片機(jī)上電即可顯示當(dāng)前時(shí)間，無(wú)需調(diào)整。時(shí)鐘采用OLED作為顯示器，界面友好，功耗低。3.實(shí)物功能圖4.附錄4.1零件清單1：STC89C5x（x2）(4元).2:DS1307/32768Hz/電池。晶體(IIC)（2.5元）3:12M晶振，按鍵

30、（0.5元）。4：蜂鳴器，三極管（0.5元）。5：溫度傳感器（DS181520）(3.5-7元)6:光敏電阻+PCF8591（9元）。7：OLED.(SP2)(20-30元)4.2主要程序代碼#includestc89c52.h#includeOLED.h#includeIIC.h#includeDS1307.h#includeDS18B20.Hunsignedcharnian,yue,ri,shi,fen,miao,xingqi,num;unsignedchartime=10;unsignedinta1;unsignedcharb1,c1;externunsignedcharTemr2;fl

31、oatwendu;sbitfeng=P41;sbitK1=P36;/sbitK2=P35;/-sbitK3=P34;/+bitbaojing;sbitled=P14;voiddelay(unsignedinta)unsignedintb;unsignedcharc;for(b=a;b0;b-)for(c=110;c0;c-);voidOLEDdisplay();voidkeyscan();voidxingqixianshi();floatwenduxianshi()unsignedinta;floatc;a=Temr1;a=8;a=a|Temr0;c=a*0.0625;return(c);vo

32、idmain()IT0=1; EX0=1;EA=1;IIC_Init();Write_Control(1);Write_CALENDER(15,12,28,20,54,12,3);Write_Add(0xd0,0x08,7);Write_Add(0xd0,0x09,30);DS18B20_Init();WriteBuffer(0,100,0x3f); IIC_Start();OLED_Init();FillScreen(0x00);while(1)StartTemConv(); ReadTemp();wendu=wenduxianshi();a1=wendu*100;b1=a1/100;c1=

33、a1%100;OLEDdisplay();xingqixianshi();if(baojing) feng=0;keyscan();elsefeng=1;voidOLEDdisplay()PrintChar(1,80,b1);/WriteChar_6x8(1,96,.);PrintChar(1,102,c1);/PrintChar(5,30,shi);WriteChar_6x8(5,48,:);PrintChar(5,54,fen);WriteChar_6x8(5,72,:);PrintChar(5,78,miao);WriteChar_6x8(1,0,2);WriteChar_6x8(1,6,0);PrintChar(1,12,nian);WriteChar_6x8(1,30,-);PrintChar(1,36,yue);WriteChar_6x8(1,48,-);PrintChar(1,54,ri);WriteChinese16x16(1,32,);voidX2NT0_ISR()interrupt0nian=DS1307_ReadYEAR();yue=DS1307_Rea