單片機控制LED數(shù)碼點陣顯示屏設計

1、畢業(yè)設計（論文） 題目: 單片機控制led數(shù)碼點陣顯示屏 成都電子機械高等?？茖W校二00八年六月摘要摘要:我國改革開放之后，特別是進入90年代國民經(jīng)濟高速增長，對公眾場合發(fā)布信息的需求日益強烈，led顯示屏的出現(xiàn)正好適應了這一市場形勢，因而在led顯示屏的設計制造技術與應用水平上都得到了迅速的提高，生產(chǎn)也得到了迅速的發(fā)展，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，成為光電子行業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)領域。本設計是為了實現(xiàn)單片機控制led數(shù)碼點陣顯示模塊從右到左滾動顯示“九州光電科技”。它以單片機89s51為核心，以公司生產(chǎn)的1588雙色點陣為顯示模塊，以移位寄存器74hc595實現(xiàn)點陣的列掃描。采用單片機匯編語言進行編程，通過編程

2、控制各顯示點對應led陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點的亮滅，所顯示字符的點陣數(shù)據(jù)可以自行編寫（即直接點陣畫圖），也可從標準字庫中提取。關鍵字：單片機 led 點陣 移位寄存器目錄第1章概述11 單片機概述1.1.1 匯編語言及其優(yōu)點12 led點陣數(shù)碼顯示屏概述121 led的簡介122 點陣的概述13 led點陣數(shù)碼顯示屏的前景和發(fā)展第2章 硬件介紹42.1 msc-51系列89s51單片機：42.1.1 89s51單片機的內(nèi)部結構42.1.2 mcs-51的引腳說明：62.2帶鎖存器輸出的8位移位寄存器74hc59582.2.1輸出能力：82.2.2引腳說明82.2.3功能表

3、82.3 8*8的led-1588點陣模塊：102.3.1產(chǎn)品內(nèi)部電路圖：112.3.2 pin連接說明112.3.3產(chǎn)品描述：12第3章硬件設計1631硬件設計主框圖163.2 led顯示屏的驅動原理：1633 1588 8*8led點陣連接成顯示屏的硬件連接1734單片機與74hc595的硬件連接1835 89s51單片機、顯示模塊及驅動模塊的硬件連接18第4章軟件設計2041顯示原理20411led的顯示原理204.1.2點陣的顯示原理214.2設計思路224.3 1 6點陣字庫字模的提取224.4掃描輸出框圖：2646程序清單28謝辭32第1章概述11 單片機概述 單片微型計算機（si

4、ngle chip microcomputer）簡稱單片機，它是為各類專用控制器而設計的通用或專用微型計算機系統(tǒng)，高密度集成了普通計算機微處理器，一定容量的ram和rom以及輸入/輸出接口，定時器等電路于一塊芯片上構成的。1976年intel公司推出的mcs48系列8位單片機，以其體積小，功能全，價格低等特點贏得了廣泛的應用。mcs48為單片機的發(fā)展奠定了基礎，成為單片機發(fā)展過程中的一個重要階段。在mcs48成功的激勵下，許多半導體公司和計算機公司競相研制和開發(fā)自己的單片機系列。其中包括motorola,zilog,philips,atmel等公司的產(chǎn)品。盡管目前單片機品種繁多，但其中最具有典

5、型性的當數(shù)intel公司的mcs51系列。mcs51系列是在mcs48系列的基礎上于80年代發(fā)展起來的，雖然它仍然是8位單片機，但其功能較mcs48有很大的增強。此外，它還具有品種全，兼容性強，軟硬件資源豐富的特點，因此應用較為廣泛，成為繼mcs48之后最重要的單片機品種。直到現(xiàn)在，mcs51仍不失為一種單片機是主流芯片。在8位單片機之后，16位的單片機也有很大的發(fā)展。例如，1983年intel公司的mcs96系列單片機就是其中的典型代表。與mcs51相比，mcs96不但字長增加了一倍，而且還具有4路或8路的10位的a/d轉換功能。此外，在其他性能方面也有一定的提高。在單片機的基礎上發(fā)展起來的

6、嵌入式系統(tǒng)已成功進入商業(yè)市場。嵌入式計算機系統(tǒng)是以應用為中心，以計算機技術為基礎，軟，硬件可裁減，適應應用系統(tǒng)對功能，可靠性，成本，體積，功耗等嚴格要求的專用計算機系統(tǒng)。1981年，ready systen開發(fā)出世界上第一個商業(yè)嵌入式實時內(nèi)核，這個實時內(nèi)核包含了許多傳統(tǒng)操作系統(tǒng)的特征，包括任務間通信，同步與相互排斥，中斷支持，內(nèi)存管理等功能。此后一些公司也紛紛推出了自己的嵌入式操作系統(tǒng)，這些嵌入式操作系統(tǒng)都具有嵌入式的典型特點：它們均采用占先式的調度，響應時間短，任務執(zhí)行的時間可以確定；系統(tǒng)內(nèi)核很小，具有可裁減性?？蓴U充性和可移植性，可移植到各種處理器上，較強的實時性和可靠性。適合嵌入式應用。

7、如今，實時內(nèi)核逐漸發(fā)展為多任務操作系統(tǒng)，并作為一種軟件平臺逐步成為目前國際嵌入式系統(tǒng)的主流。嵌入式系統(tǒng)由軟件和硬件兩大部分組成。從硬件方面來講。嵌入式系統(tǒng)的核心部件是嵌入式處理器。據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界嵌入式處理器的品種數(shù)量已經(jīng)超過1000多種，其中8051體系占大多數(shù)。嵌入式系統(tǒng)的軟件一般由嵌入式操作系統(tǒng)和應用軟件組成。操作系統(tǒng)是連接計算機硬件與應用程序的系統(tǒng)程序。操作系統(tǒng)有兩個基本功能：使計算機硬件便于使用，高效組織和正確使用計算機系統(tǒng)。如今，嵌入式系統(tǒng)主要應用于工業(yè)控制，交通管理，信息家電，家庭智能管理系統(tǒng)，pos網(wǎng)絡及電子商務，環(huán)境監(jiān)測，機器人等領域。單片機具有以下特點：1）小巧靈活，成

8、本低，易于產(chǎn)品化。它能方便的組合成各種智能化的控制設備及各種智能儀器與儀表。2）面向控制，能針對性的解決從簡單到復雜的各類控制任務，因而能獲得最佳的價格性能比。3）抗干擾能力強，適應溫度范圍寬，在各種惡劣環(huán)境下都能可靠性工作，這是其它機種無法比擬的。4）可以很方便的實現(xiàn)多機和分布控制。使整個控制系統(tǒng)的效率和可靠性大幅度提高。 單片機具有體積小、功耗低，價格便宜等優(yōu)點，近年來還還開發(fā)了一些以單片機母片為核（如80c51），在片中嵌入更多功能的專用型單片機（或者叫專用微控制器），因此單片機在計算機控制領域中應用越來越廣泛。8051是mcs51系列單片機的一個產(chǎn)品。mcs51系列單片機是intel公

9、司推出的通用型單片機，在本設計中我選用的是89s51。1.1.1 匯編語言及其優(yōu)點 本設計采用的是匯編語言編程，所以下面我們對匯編語言及其優(yōu)點做一些簡介。匯編語言(assembly language)是面向機器的程序設計語言。在匯編語句中，用助記符(memoni)代替操作碼，用地址符號(symbol)或標號(label)代替地址碼。這樣符號代替機器語言的用二進制碼，就把機器語言變成了匯編語言。于是匯編語言亦稱為符號語言。使用匯編語言編寫的程序，機器不能直接識別，要由一種程序將匯編語言翻譯成機器語言，這種起翻譯作用的程序叫匯編程序。匯編程序是系統(tǒng)軟件中語言處理系統(tǒng)軟件。匯編語言把匯編程序翻譯成機

10、器語言的過程稱為f匯編。作為最基本的編程語言之一，匯編語言雖然應用的范圍不算很廣，但重要性卻勿庸置疑，因為它能夠完成許多其它語言所無法完成的功能。匯編語言的主要優(yōu)點有：1）速度快，可以直接對硬件進行操作（這對諸如圖形處理等關鍵應用是非常重要的）2）能夠直接訪問與硬件相關的存儲器或 i/o 端口3）能夠不受編譯器的限制，對生成的二進制代碼進行完全的控制4）能夠對關鍵代碼進行更準確的控制，避免因線程共同訪問或者硬件設備共享引起的死鎖5）能夠根據(jù)特定的應用對代碼做最佳的優(yōu)化，提高運行速度6）能夠最大限度地發(fā)揮硬件的功能。12 led點陣數(shù)碼顯示屏概述121 led的簡介 led是英文light em

11、itting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導體和 n型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過度層p-n結，注入的少數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。 led在我們?nèi)粘Ｉ畹碾娖髦须S處可見，極為普通也廣為人知。led具有效率高、光線質量高、能耗小、壽命長等特點，主要可用于平面顯示領域、便攜設備顯示屏、照明以及紅外線led領域等下游應用產(chǎn)品市場。 與傳統(tǒng)的照明工具相比，led照明產(chǎn)品，尤其是氮化鎵基（gan）白光led照明光源體積小、重量輕、方向性好并可耐各種惡劣條件，在功耗、壽命以及環(huán)保等方面均有不可比擬的

12、優(yōu)越性。122 點陣的概述led點陣顯示器，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。具有高亮度、功耗低、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點。點陣顯示器有單色和雙色兩類，可顯示紅，黃，綠，橙等。led點陣有44、48、57、58、88、1616、2424、4040等多種；根據(jù)像素的數(shù)目分為等，雙基色、三基色等，根據(jù)像素顏色的不同所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同，單基色點陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮時可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點亮時

13、間，則可實現(xiàn)256或更高級灰度顯示，即可實現(xiàn)真彩色顯示。圖1-5示出幾種led點陣顯示器的內(nèi)部電路結構和外型規(guī)格，其它型號點陣的結構與引腳可試驗獲得。led點陣顯示器單塊使用時，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號如5 x 7點陣顯示器用于顯示西文字母58點陣顯示器用于顯示中西文，8 x 8點陣用于顯示中文文字，也可用于圖形顯示。用多塊點陣顯示器組合則可構成大屏幕顯示器，但這類實用裝置常通過微機或單片機控制驅動。13 led點陣數(shù)碼顯示屏的前景和發(fā)展led電子顯示屏是隨著計算機及相關的微電子光電子技術的迅猛發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。它利用發(fā)光二極管構成的點陣模塊或像素單元

14、組成可變面積的顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應能力強、性能價格比高、使用成本低等特點，在短短的十來年中，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。led 點陣電子顯示屏是集微電子技術、計算機技術、信息處理技術于一體的大型顯示屏系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷，動態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。同時也可廣泛應用到軍事、車站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運輸?shù)仍S多行業(yè)。目前大多數(shù)的led點陣顯示系統(tǒng)自帶字庫。其顯示和動態(tài)效果（主要是顯示內(nèi)容的滾動）的實現(xiàn)主要依靠硬件掃描驅動，該方法雖然比較方便，但顯示只能按照

15、預先的設計進行。而實際上經(jīng)常會遇到一些特殊要求的動態(tài)顯示，比如電梯運行中指示箭頭的上下移動、某些智能儀表幅值的條形顯示、廣告中廠家的商標顯示等。這時 一般的顯示系統(tǒng)就很難達到要求。另外，由于受到存儲器本身的局限，其特殊字符或圖案也往往難以顯示，同時顯示內(nèi)容也不能隨意更改。本文提出一種利用pc機 和單片機控制的led顯示系統(tǒng)通訊方法。該方法可以對顯示內(nèi)容（包括漢字和特殊圖符）進行實時控制，從而實現(xiàn)諸如閃動、滾動、打字等多種動態(tài)顯示效果。該方法同時還可以調節(jié)動態(tài)顯示的速度，同時用戶也可以在pc機上進行顯示效果的預覽，顯示內(nèi)容亦可以即時修改。另外，通過標準的rs232485 轉換模塊還可以實現(xiàn)對顯示

16、系統(tǒng)的遠程控制。在我國改革開放之后，特別是進入90年代國民經(jīng)濟高速增長，對公眾場合發(fā)布信息的需求日益強烈，led顯示屏的出現(xiàn)正好適應了這一市場形勢，因而在led顯示屏的設計制造技術與應用水平上都得到了迅速的提高，生產(chǎn)也得到了迅速的發(fā)展，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，成為光電子行業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)領域。第2章硬件介紹 led點陣數(shù)碼顯示屏是由24個8*8的led-1588點陣塊組成，每四塊形成16*16矩形點陣，以msc-51系列89s51單片機為控制核心。顯示屏的其他主要硬件有：（1）帶鎖存輸出的8位移位寄存器74hc595，作為led的列線驅動輸入；（2）12mhz晶振一個，作為89s51單片機的時鐘信號。2.

17、1 msc-51系列89s51單片機：89s51是intel公司mcs-51系列單片機中最基本的產(chǎn)品，它采用intel公司可靠的chmos工藝技術制造的高性能8位單片機，屬于標準的mcs-51的hcmos產(chǎn)品。它結合了hmos的高速和高密度技術及chmos的低功耗特征，它繼承和擴展了mcs-48單片機的體系結構和指令系統(tǒng)。 89s51內(nèi)置中央處理單元、128字節(jié)內(nèi)部數(shù)據(jù)存儲器ram、32個雙向輸入/輸出(i/o)口、2個16位定時/計數(shù)器和5個兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內(nèi)時鐘振蕩電路。 此外，89s51還可工作于低功耗模式，可通過兩種軟件選擇空閑和掉電模式。在空閑模式下凍結cpu而

18、ram定時器、串行口和中斷系統(tǒng)維持其功能。掉電模式下，保存ram數(shù)據(jù)，時鐘振蕩停止，同時停止芯片內(nèi)其它功能。89s51有pdip(40pin)和plcc(44pin)兩種封裝形式。 主要功能特性 標準mcs-51內(nèi)核和指令系統(tǒng) 4kb內(nèi)部rom（外部可擴展至64kb） 32個可編程雙向i/o口 128x8bit內(nèi)部ram(可擴充64kb外部存儲器) 2個16位可編程定時/計數(shù)器 時鐘頻率0-16mhz 5個中斷源 5.0v工作電壓 可編程全雙工串行通信口 布爾處理器 2層優(yōu)先級中斷結構電源空閑和掉電模式 快速脈沖編程 2層程序加密位 pdip和plcc封裝形式 兼容ttl和cmos邏輯電平 2

19、.1.1 89s51單片機的內(nèi)部結構89s51單片機包含中央處理器、程序存儲器(rom)、數(shù)據(jù)存儲器(ram)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，現(xiàn)在我們分別加以說明：中央處理器：中央處理器(cpu)是整個單片機的核心部件，是8位數(shù)據(jù)寬度的處理器，能處理8位二進制數(shù)據(jù)或代碼，cpu負責控制、指揮和調度整個單元系統(tǒng)協(xié)調的工作，完成運算和控制輸入輸出功能等操作。數(shù)據(jù)存儲器(ram)： 89s51內(nèi)部有128個8位用戶數(shù)據(jù)存儲單元和128個專用寄存器單元，它們是統(tǒng)一編址的，專用寄存器只能用于存放控制指令數(shù)據(jù)，用戶只能訪問，而不能用于存放用戶

20、數(shù)據(jù)，所以，用戶能使用的的ram只有128個，可存放讀寫的數(shù)據(jù)，運算的中間結果或用戶定義的字型表。程序存儲器(rom)： 89s51共有4096個8位掩膜rom，用于存放用戶程序，原始數(shù)據(jù)或表格。定時/計數(shù)器(rom)： 89s51有兩個16位的可編程定時/計數(shù)器，以實現(xiàn)定時或計數(shù)產(chǎn)生中斷用于控制程序轉向。并行輸入輸出(i/o)口： 89s51共有4組8位i/o口(p0、p1、p2或p3)，用于對外部數(shù)據(jù)的傳輸。 全雙工串行口： 89s51內(nèi)置一個全雙工串行通信口，用于與其它設備間的串行數(shù)據(jù)傳送，該串行口既可以用作異步通信收發(fā)器，也可以當同步移位器使用。 中斷系統(tǒng)： 89s51具備較完善的中斷

21、功能，有兩個外中斷、兩個定時/計數(shù)器中斷和一個串行中斷，可滿足不同的控制要求，并具有2級的優(yōu)先級別選擇。時鐘電路： 89s51內(nèi)置最高頻率達12mhz的時鐘電路，用于產(chǎn)生整個單片機運行的脈沖時序，但8051單片機需外置振蕩電容。單片機的結構有兩種類型，一種是程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器分開的形式，即哈佛(harvard)結構，另一種是采用通用計算機廣泛使用的程序存儲器與數(shù)據(jù)存儲器合二為一的結構，即普林斯頓(princeton)結構。intel的mcs-51系列單片機采用的是哈佛結構的形式，而后續(xù)產(chǎn)品16位的mcs-96系列單片機則采用普林斯頓結構。下圖是mcs-51系列單片機的內(nèi)部結構示意圖。 2.

22、1.2 mcs-51的引腳說明： mcs-51系列單片機中的8031、8051、8751及89s51均采用40pin封裝的雙列直接dip結構，右圖是它們的引腳配置，40個引腳中，正電源和地線兩根，外置石英振蕩器的時鐘線兩根，4組8位共32個i/o口，中斷口線與p3口線復用?，F(xiàn)在我們對這些引腳的功能加以說明：pin20: 接地腳。pin40: 正電源腳，正常工作或對片內(nèi)eprom燒寫程序時，接+5v電源。 pin19: 時鐘xtal1腳，片內(nèi)振蕩電路的輸入端。pin18: 時鐘xtal2腳，片內(nèi)振蕩電路的輸出端。 89s51的時鐘有兩種方式，一種是片內(nèi)時鐘振蕩方式，但需在18和19腳外接石英晶體

23、(2-12mhz)和振蕩電容，振蕩電容的值一般取10p-30p。另外一種是外部時鐘方式，即將xtal1接地，外部時鐘信號從xtal2腳輸入。 輸入輸出(i/o)引腳： pin39-pin32為p0.0-p0.7輸入輸出腳，pin1-pin8為p1.0-p1.7輸入輸出腳，pin21-pin28為p2.0-p2.7輸入輸出腳，pin10-pin17為p3.0-p3.7輸入輸出腳，這些輸入輸出腳的功能說明將在以下內(nèi)容闡述。 pin9: reset/v pd 復位信號復用腳，當89s51通電，時鐘電路開始工作，在reset引腳上出現(xiàn)24個時鐘周期以上的高電平，系統(tǒng)即初始復位。初始化后，程序計數(shù)器pc

24、指向0000h，p0-p3輸出口全部為高電平，堆棧指鐘寫入07h，其它專用寄存器被清“0”。reset由高電平下降為低電平后，系統(tǒng)即從0000h地址開始執(zhí)行程序。然而，初始復位不改變ram（包括工作寄存器r0-r7）的狀態(tài)。 pin30: ale/ 當訪問外部程序器時，ale(地址鎖存)的輸出用于鎖存地址的低位字節(jié)。而訪問內(nèi)部程序存儲器時，ale端將有一個1/6時鐘頻率的正脈沖信號，這個信號可以用于識別單片機是否工作，也可以當作一個時鐘向外輸出。更有一個特點，當訪問外部程序存儲器，ale會跳過一個脈沖。如果單片機是eprom，在編程其間，將用于輸入編程脈沖。 pin29: 當訪問外部程序存儲器

25、時，此腳輸出負脈沖選通信號，pc的16位地址數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在p0和p2口上，外部程序存儲器則把指令數(shù)據(jù)放到p0口上，由cpu讀入并執(zhí)行。 pin31: ea/v pp 程序存儲器的內(nèi)外部選通線，8051和8751單片機，內(nèi)置有4kb的程序存儲器，當ea為高電平并且程序地址小于4kb時，讀取內(nèi)部程序存儲器指令數(shù)據(jù)，而超過4kb地址則讀取外部指令數(shù)據(jù)。如ea為低電平，則不管地址大小，一律讀取外部程序存儲器指令。顯然，對內(nèi)部無程序存儲器的8031,ea端必須接地。 在編程時，ea/v pp 腳還需加上21v的編程電壓。2.2帶鎖存器輸出的8位移位寄存器74hc59574hc595是硅結構的cmos器件，

26、 兼容低電壓ttl電路，遵守jedec標準。 74hc595是具有8位移位寄存器和一個存儲器，三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。數(shù)據(jù)在schcp的上升沿輸入，在stcp的上升沿進入的存儲寄存器中去。如果兩個時鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲寄存器早一個脈沖。移位寄存器有一個串行移位輸入（ds），和一個串行輸出（q7）,和一個異步的低電平復位，存儲寄存器有一個并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當使能oe時（為低電平），存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。8位串行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關斷狀態(tài)、三態(tài)。2.2.1輸出能力： 并行輸出，總線驅動； 串行輸出；標準中等規(guī)模集成電

27、路74hc595移位寄存器有一個串行移位輸入（ds），和一個串行輸出（q7）,和一個異步的低電平復位，存儲寄存器有一個并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當使能oe時（為低電平），存儲寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。2.2.2引腳說明符號 引腳 描述q0q7 15， 1， 7 并行數(shù)據(jù)輸出gnd 8 地q7 9 串行數(shù)據(jù)輸出mr 10 主復位（低電平）shcp 11 移位寄存器時鐘輸入stcp 12 存儲寄存器時鐘輸入oe 13 輸出有效（低電平）ds 14 串行數(shù)據(jù)輸入vcc 16 電源2.2.3功能表 輸入 shcp stcp oe mr ds q7 qn l l nc mr為低電平時緊緊影響移位寄存

28、器 l l l l 空移位寄存器到輸出寄存器 h l l z 清空移位寄存器，并行輸出為高阻狀態(tài) l h h q6 nc 邏輯高電平移入移位寄存器狀態(tài)0，包含所有的移位寄存器狀態(tài) 移入，例如，以前的狀態(tài)6（內(nèi)部q6”）出現(xiàn)在串行輸出位。 l h nc qn 移位寄存器的內(nèi)容到達保持寄存器并從并口輸出輸出 功能 l h q6qn 移位寄存器內(nèi)容移入，先前的移位寄存器的內(nèi)容到達保持寄存器并出。（h高電平狀態(tài) l低電平狀態(tài) 上升沿 下降沿 z高阻 nc無變化 無效2.3.3產(chǎn)品描述： 黑面、白膠，紅色/綠色光 組共陽，動態(tài)驅動連接 晶片材質：磷化鎵/磷化鎵 紅色/黃綠色important notes

29、:1. 電壓最大誤差0.1v2. 亮度最大誤差15%3. 波長最大誤差1nmabsolute maximum rating at=ta=25產(chǎn)品最大絕對參數(shù)值參數(shù)符號ratings單位sgm直流電流if20ma脈沖電流ifp100ma單個字節(jié)功耗pd100mw反向電壓vr5v反向電流ir20ua靜電電壓人體放電模式esd1000v工作溫度topr-25+85儲存溫度tstg-25+85在水平位置下的1/16英寸處焊接溫度為260，時間3秒 信靠性測試: (1)測試項目和結果測試項目測試標準測試條件備注允收水準波峰焊jeita ed-4701 300 302 tsld=260+ 5,10sec.

30、 3mm from the base of the epoxy bulb 1time0/100手動焊接jeita ed-4701 300 303 tsld=235+ 5,5sec. (using flux)1time over 95%0/100冷熱沖擊jeita ed-4701 300 307 -20/15min.80/15min.100cycles0/100冷熱循環(huán)jeita ed-4701 100 105負-40/30min.25/5min. 100/30min.25/5min.100cycles0/100耐濕循環(huán)jeita ed-4701 200 203 2565-10 90%rh 24

31、hrs./1cycle10cycles0/100強度測試(彎曲模式)jeita ed-4701 400 401 load 5n(0.5kgf) 0900bend 2 timesno noticeable damage0/100強度測試(拉伸模式)jeita ed-4701 400 401 load 10n(1kgf)10+1sec.no noticeable damage0/100高溫儲存jeita ed-4701 200 201 ta=1001000hrs.0/100高溫高濕儲存jeita ed-4701 100 103 ta=60,rh=90%1000hrs.0/100低溫儲存jeita

32、ed-4701 200 203 ta= - 201000hrs.0/100穩(wěn)定操作溫度壽命 ta=25,if=20ma 1000hrs.0/100t穩(wěn)定高溫高濕操作溫度壽命 60,rh=90%,if=20ma500hrs.0/100穩(wěn)定低溫操作溫度壽命 ta=-20,if=20ma1000hrs.0/100抗紫外能力365nm/75w/mm192hrs.0/100(2) 缺失判定標準項目符號測試條件判定標準最小值最大值forward voltagevfif=20ma-u.s.l.*) x 1.1reverse currentirvr=5v-u.s.l.*) x 2.0luminous inte

33、nsityivif=20ma-inifial value x 0.7*)u.s.l:upper standard level *)l.s.l:lower standard level第3章硬件設計31硬件設計主框圖(p1.0p1.7) (p2.0p2.7)msc-8051 (p0.0p0.7)1588點陣8*81588點陣 8*81588點陣 8*81588點陣 8*81588點陣 8*81588點陣 8*874hc59574hc59574hc59574hc59574hc59574hc595單片機的p1、p2口控制8*8點陣行信號，p0.0作為74hc595 ds掃描信號的輸入，p0.1、p0

34、.2作為sck和rck時鐘脈沖信號的輸入。sck為串行輸入右移寄存器的時鐘信號，rck為并行輸出時鐘脈沖。shcp上升沿進入移位寄存器，在stcp上升沿輸出到并行端口。3.2 led顯示屏的驅動原理：24片8*8led點陣，成兩行12列，組成6位16*16顯示單元。每一只74hc595驅動一片8*8led點陣。74hc595的8位并口q0q7 分別對應8*8led點陣公共陽極a1a8，我們是通過列掃描實現(xiàn)全屏顯示。同一時刻只能將信號加到某一列，使該列的led通過所對應的信號將其點亮。我們要把信號加到指定的那一列是由74hc595的移位脈沖控制的，當我們高電平脈沖移到下一位時，我們的led點陣下

35、一位公共陽極就被驅動，信號也就加到了該列，這樣便實現(xiàn)了掃描。每一只二極管的驅動電流是10ma,當某一列的二極管全點亮時,驅動電流i=10 x 8ma = 80ma。我們的74hc595能夠滿足驅動力，不會影響當某一列全點亮時所至該列亮度偏暗。33 1588 8*8led點陣連接成顯示屏的硬件連接因為要顯示6個字并且我使用16*16點陣的方法，所以需要24塊1588點陣模塊。1588是紅綠雙色點陣，共有24個pin腳，在本次設計當中我們只使用的紅色led，也就是沒有接綠色led的pin腳，通過單片機p1口和p2口作為行信號與1588的行連接，通過74hc595對1588的列進行掃描，每塊1588

36、都對應一塊74hc595。（1588 8*8led點陣連接成顯示屏的硬件連接圖） 34單片機與74hc595的硬件連接（） 單片機的p0.0端口與第一塊74hc595的ds（串行移位輸入）相連，第一塊74hc595的q7端口（串行輸出）與第二塊的74hc595的ds相連，用以當列掃描信號移位到第一塊74hc595的q7時驅動第二塊74hc595，同理第二塊的74hc595的q7端口（串行輸出）與第一塊的74hc595的ds相連依次下去。 單片機p0.1端口與74hc595的shcp移位寄存器時鐘輸入相連，通過軟件的置一和清零給74hc595送入移位寄存器時鐘信號，然后在stcp的上升沿送到存儲

37、寄存器端口。單片機的p0.2端口與74hc595的mr（復位）相連，當給p0.2低電平時74hc595都處于復位狀態(tài)。35 89s51單片機、顯示模塊及驅動模塊的硬件連接單片機與74hc595的硬件連接圖89s51單片機、顯示模塊及驅動模塊的硬件連接圖單片機與74hc595的硬件連接圖（1588 8*8led點陣連接成顯示屏的硬件連接圖（）單片機p1口和p2口作為行信號與點陣的行連接，p0口的0，1，2，端口與74hc595相連，通過控制74hc595對點陣的列進行掃描，然后通過p1口和p2口輸入的行信號點亮。第4章軟件設計41顯示原理 411led的顯示原理數(shù)碼管是由8個發(fā)光二極管構成的顯示

38、器件，如圖21（a）為發(fā)光亮段，可顯示09十個數(shù)字。在數(shù)碼管中，若將二極管的陽極連接在一起，稱為共陽極數(shù)碼管；若將二極管的陰極連接在一起，稱為共陰極數(shù)碼管如圖21（b）.當發(fā)光二極管導通時，它就會發(fā)光。每個二極管就是一筆畫，若干個二極管發(fā)光時，就構成了一個顯示字符。 圖21（a）圖21（b）將單片機的i/o口與數(shù)碼管的ag及h相連，高電平的位對應的發(fā)光二極管亮，這樣，由i/o口輸出不同的大媽，就可以控制數(shù)碼管的顯示不同的字符。例如：當i/o口輸出的代碼為0011 1111時，數(shù)碼管顯示的字符為0。這樣形成的顯示字符的代碼稱為顯示代碼或段選碼。表21為十六進制數(shù)字的顯示代碼。21十六進制數(shù)字的顯

39、示代碼。 十六進制數(shù)h g f e d c b a顯示代碼 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f .0 0 1 1 1 1 1 10 0 0 0 0 1 1 00 1 0 1 1 0 1 10 1 0 0 1 1 1 10 1 1 0 0 1 1 00 1 1 0 1 1 0 10 1 1 1 1 1 0 10 0 0 0 0 1 1 10 1 1 1 1 1 1 10 1 1 0 1 1 1 10 1 1 1 0 1 1 10 1 1 1 1 1 0 00 0 1 1 1 0 0 10 1 0 1 1 1 1 00 1 1 1 1 0 0 10 1 1 1 0 0

40、0 11 0 0 0 0 0 0 0 3fh 06h 5bh 4fh 66h 6dh 7dh 07h 7fh 6fh 77h 7ch 39h 5eh 79h 71h 80h 數(shù)碼管顯示器有兩種工作方式，即靜態(tài)顯示方式和動態(tài)顯示方式。在靜態(tài)顯示方式下，每位數(shù)碼管的ag和h端與一個8位的i/o口相連。要在某一位數(shù)碼管上顯示字符，只要從對應的i/o口輸出并鎖存其顯示代碼即可。其特點為：數(shù)碼管中的發(fā)光二極管恒定的導通和截止，直到顯示字符改變?yōu)橹埂討B(tài)顯示方式的每位數(shù)碼管都需要一個數(shù)據(jù)鎖存器，因此，其硬件電路較為復雜。但它的顯示程序非常簡單。在動態(tài)顯示方式中，各位數(shù)碼管的ag和h端并連在一起，與單片機系

41、統(tǒng)的一個i/o口相連，從該i/o口輸出顯示代碼。每只數(shù)碼管的共陽級或共陰極與另一i/o口相連，控制被電亮的位。動態(tài)顯示的特點：每一時刻只能有一位數(shù)碼管被點亮，各位依次輪流被點亮；對于每一位來說，每隔一段時間點亮一次。為了每位數(shù)碼管能充分被點亮，二極管應持續(xù)發(fā)光一段時間，利用發(fā)光二極管的余輝和人眼的駐留效應，通過適當調整每位數(shù)碼管被點亮的時間間隔，可以觀察到穩(wěn)定的顯示輸出。4.1.2點陣的顯示原理 在ucdos中文宋體字庫中，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。如果用 8位我們以ucdos中文宋體字庫為例，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。即國標漢字庫中的每一個字均由256點陣來表示。我們

42、可以把每一個點理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。我們以顯示漢的89s51單片機控制，由于單片機的總線為8位一個字需要拆分為2個部分。 一般我們把它拆分為上部和下部，上部由8*16 點陣組成， 下部也由8*16點陣組成。 在本例中單片機首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第列的p00-p07口。方向為p00到p07 ,顯示漢字“大”時，p05點亮,由上往下排列，為p0.0滅，p0.1 滅, p0.2 滅p0.3 滅, p0.4 滅, p0.5 亮,p0.6 滅,p0.7 滅。即二進制00000100轉換

43、為16進制為 04h.。 上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方便，我們?nèi)栽O計成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃描，從上圖可以 列，仍為p05點亮，為00000100，即16進制04h. 這一列完成后繼續(xù)進行下半部分的掃描，p21點亮，為二進制00000010，即16進制02h. 依照這個方法，繼續(xù)進行下面的掃描，一共掃描32個8位,可以得出漢字“大”，它的掃描代碼為：04h,00h,04h,02h,04h,02h,04h,04h 04h,08h,04h,30h,05h,0c0h,0feh,00h 05h,80h,04h,60h,04h,10h,04h,08h 04h,

44、04h,0ch,06h,04h,04h,00h,00h 由這個原理可以看出， 無論顯示何種字體或圖像， 都可以用這個方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。4.2設計思路 本設計是一個用led點陣顯示16*16點陣漢字，顯示屏長為六個漢字、高為一個漢字?？偣诧@示“九洲光電科技”六位漢字從右到左滾動顯示。設計思路，實現(xiàn)六個漢字從右到左滾動顯示這一動作而且給人以連續(xù)顯示不閃爍的感覺，就必須要求每幀的頻率大于25hz。由于屏幕較大，所以我們就必須放棄直觀簡單的靜態(tài)掃描，而使用動態(tài)掃描。將點陣顯示屏逐列顯示，由于人眼惰性，在很短的的時間下從左到右將點陣逐列點亮，就會使人感覺一整屏在顯示。我們采用的是

45、8*8的led點陣，8個共陽極com端（a1a8），每一個公共端都對應一列的led共8只。本設計的屏幕需要24塊的led點陣，即16行*96列。顯示信號從行輸入，低電平有效，分別用單片機的p1、p2輸出。列我們用移位寄存器74hc595作為列掃描和驅動。該芯片主要功能能將串行數(shù)據(jù)移位后8位并行輸出。移位時鐘脈沖 shcp控制串行ds移位輸入。此時的輸入的數(shù)據(jù)被放在芯片內(nèi)的寄存器里。stcp寄存器輸出到端口鎖存器。當我們把一個脈沖從ds輸入，把shcp和stcp接在一起每移位一個脈沖都從寄存器輸出到并行端口，實現(xiàn)掃描。移位脈沖由程序控制它和該列的信號同步一一對應，ds脈沖的寬度比移位小于或等于移

46、位脈沖的寬度，周期為96個移位脈沖的周期，即一幀的時間。滾動顯示由于每幀的畫面都在向左移動變化，把每幀的圖片連續(xù)起來就成了一滾動的效果。4.3 1 6點陣字庫字模的提取如果通過描點來造字的話，任務量太大。現(xiàn)在有很多現(xiàn)成的漢字字模生成軟件，我們就不必自己去畫表格算代碼了。軟件打開后輸入漢字，點“生成字模”，十六進制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動生成，但是我們要根據(jù)自己硬件的連接方式來在選項中選擇取碼方式為從上到下或從下到上的方式，然后把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復制到我們的程序中即可。我們把行列總線接在單片機的i0口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線，就可以得到顯示的漢字了。通過軟件提取了“九洲光電科技”這六個字的字模，為后面的單片機編程打下基礎。提取此軟件是我們完成本設計的一個重要的輔助軟件，它能夠很容易的將我們需要的漢字翻譯成16*16的漢字字模。這六個字的圖片如下： 否是 4.5主程序流程圖判斷掃描一幀是否已結束判斷掃描的幀數(shù)是否已到設定值取信號的設定值自減1上電復位開始一個機器周期的脈寬掃描脈沖等待一個機器周期判斷是否開始設置開始取信號的列數(shù)初始