LED顯示屏實(shí)訓(xùn)報(bào)告(論文形式)

1、浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院LED漢字顯示牌目錄1.1 摘要11.2 引言.11.3 特點(diǎn).11.4 AT89C51芯片介紹. 21.4.1 主要特性.31.4.2 振蕩器特性.41.4.3 管腳說(shuō)明.5 1.4.4 芯片擦除.61.5 軟件組成及設(shè)計(jì).71.5.1 8*8點(diǎn)陣LED顯示屏程序91.6 硬件組成及設(shè)計(jì).101.6.1 硬件設(shè)計(jì)圖.151.7 總結(jié).171.8 參考文獻(xiàn).17 1.1 摘要介紹一種實(shí)用的LED點(diǎn)陣式顯示牌的設(shè)計(jì)，利用MCS-51單片機(jī)對(duì)LED漢字顯示牌進(jìn)行控制，并且講述了LED點(diǎn)陣式漢字顯示牌的設(shè)計(jì)原理、電路制作方法，有利于通過(guò)實(shí)踐，掌握單片機(jī)的一般設(shè)計(jì)應(yīng)用及電路板的

2、制作方法。系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、成本低廉、可靠性高的特點(diǎn)。1.2 引言 LED點(diǎn)陣是一種簡(jiǎn)單的漢字顯示器件，具有廉價(jià)、易于控制實(shí)現(xiàn)、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種公共場(chǎng)合，如車站、機(jī)場(chǎng)公告、公共汽車顯示牌等。對(duì)于LED的控制，可以采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，其缺點(diǎn)是顯示的字符不容易更改，如果采用單片機(jī)控制，就可以在硬件電路不更改的情況下，通過(guò)修改單片機(jī)存儲(chǔ)器中的字符單元內(nèi)容來(lái)修正顯示字符，更具有廣泛性。LED顯示牌發(fā)展較快，其無(wú)論在成本和生產(chǎn)的社會(huì)效益等方面都有起獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。1.3 特點(diǎn)全面了解LED顯示屏特點(diǎn)，是為了選擇高性價(jià)比LED顯示屏,與其它大屏幕終端顯示器相比,LED顯示屏主要有以下特點(diǎn)。 a、亮度

3、高：戶外LED顯示屏的亮度大于8000mcd/m2，是目前唯一能夠在戶外全天候使用的大型顯示終端；戶內(nèi)LED顯示屏的亮度大于2000md/m2。 b、壽命長(zhǎng)：LED壽命長(zhǎng)達(dá)100,000小時(shí)（十年）以上，該參數(shù)一般都指設(shè)計(jì)壽命，亮度暗了也算； C、視角大：室內(nèi)視角可大于160度，戶外視角可大于120度。視角的大小取決于LED發(fā)光二極管的形狀。 d、屏幕面積可大可小，小至不到一平米，大則可達(dá)幾百、上千平米； e、易與計(jì)算機(jī)接口，支持軟件豐富。 f、常見(jiàn)大型顯示終端對(duì)比 屏幕類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)電視墻全彩色、面積大畫面有分隔感 亮度低不能在戶外用、色差大、造價(jià)高PDP全彩色、畫面細(xì)膩面積不大、亮度低、壽命

4、短投影機(jī)全彩色、畫面細(xì)膩亮度低不能在戶外用、畫面受光不均1.4 AT89C51芯片介紹AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器（FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory）的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。1.4.1 主要特性：·與MCS-5

5、1 兼容 ·4K字節(jié)可編程閃爍存儲(chǔ)器 壽命：1000寫/擦循環(huán)數(shù)據(jù)保留時(shí)間：10年·全靜態(tài)工作：0Hz-24Hz·三級(jí)程序存儲(chǔ)器鎖定·128*8位內(nèi)部RAM·32可編程I/O線·兩個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器·5個(gè)中斷源 ·可編程串行通道·低功耗的閑置和掉電模式·片內(nèi)振蕩器和時(shí)鐘電路 1.4.2 管腳說(shuō)明：    VCC：供電電壓。    GND：接地。    P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路雙向I/O口，每腳可

6、吸收8TTL門電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。    P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門電流。P1口管腳寫入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地址接收。     P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上

7、拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門電流，當(dāng)P2口被寫“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。    P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個(gè)TTL門電流。當(dāng)P3口寫入“

8、1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如下表所示：口管腳 備選功能P3.0 RXD（串行輸入口）P3.1 TXD（串行輸出口）P3.2 /INT0（外部中斷0）P3.3 /INT1（外部中斷1）P3.4 T0（記時(shí)器0外部輸入）P3.5 T1（記時(shí)器1外部輸入）P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫選通）P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通）P3口同時(shí)為閃爍編程和編程校驗(yàn)接收一些控制信號(hào)。    RST：復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí)，要保

9、持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電平時(shí)間。ALE/PROG：當(dāng)訪問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，地址鎖存允許的輸出電平用于鎖存地址的地位字節(jié)。在FLASH編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。在平時(shí)，ALE端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的1/6。因此它可用作對(duì)外部輸出的脈沖或用于定時(shí)目的。然而要注意的是：每當(dāng)用作外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。如想禁止ALE的輸出可在SFR8EH地址上置0。此時(shí)， ALE只有在執(zhí)行MOVX，MOVC指令是ALE才起作用。另外，該引腳被略微拉高。如果微處理器在外部執(zhí)行狀態(tài)ALE禁止，置位無(wú)效。   /PSEN：外部程序存儲(chǔ)器的選通信號(hào)。在

10、由外部程序存儲(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)器周期兩次/PSEN有效。但在訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，這兩次有效的/PSEN信號(hào)將不出現(xiàn)。    /EA/VPP：當(dāng)/EA保持低電平時(shí)，則在此期間外部程序存儲(chǔ)器（0000H-FFFFH），不管是否有內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。注意加密方式1時(shí)，/EA將內(nèi)部鎖定為RESET；當(dāng)/EA端保持高電平時(shí)，此間內(nèi)部程序存儲(chǔ)器。在FLASH編程期間，此引腳也用于施加12V編程電源（VPP）。    XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。    XTAL2：來(lái)自反向振蕩器的輸出。1

11、.4.3 振蕩器特性：    XTAL1和XTAL2分別為反向放大器的輸入和輸出。該反向放大器可以配置為片內(nèi)振蕩器。石晶振蕩和陶瓷振蕩均可采用。如采用外部時(shí)鐘源驅(qū)動(dòng)器件，XTAL2應(yīng)不接。有余輸入至內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)要通過(guò)一個(gè)二分頻觸發(fā)器，因此對(duì)外部時(shí)鐘信號(hào)的脈寬無(wú)任何要求，但必須保證脈沖的高低電平要求的寬度。1.4.4 芯片擦除:    整個(gè)PEROM陣列和三個(gè)鎖定位的電擦除可通過(guò)正確的控制信號(hào)組合，并保持ALE管腳處于低電平10ms 來(lái)完成。在芯片擦操作中，代碼陣列全被寫“1”且在任何非空存儲(chǔ)字節(jié)被重復(fù)編程以前，該操作必須被執(zhí)行。此外，

12、AT89C51設(shè)有穩(wěn)態(tài)邏輯，可以在低到零頻率的條件下靜態(tài)邏輯，支持兩種軟件可選的掉電模式。在閑置模式下，CPU停止工作。但RAM，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，串口和中斷系統(tǒng)仍在工作。在掉電模式下，保存RAM的內(nèi)容并且凍結(jié)振蕩器，禁止所用其他芯片功能，直到下一個(gè)硬件復(fù)位為止。    這里，初學(xué)者要澄清單片機(jī)實(shí)際使用方面的一個(gè)產(chǎn)品概念，MCS-51單片機(jī)是美國(guó)INTE公司于1980年推出的產(chǎn)品，典型產(chǎn)品有 8031（內(nèi)部沒(méi)有程序存儲(chǔ)器，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）、8051（芯片采用HMOS，功耗是630mW，是89C51的5倍，實(shí)際使用方面已經(jīng)被市場(chǎng)淘汰）和8751等通用產(chǎn)品，

13、一直到現(xiàn)在， MCS-51內(nèi)核系列兼容的單片機(jī)仍是應(yīng)用的主流產(chǎn)品（比如目前流行的89S51、已經(jīng)停產(chǎn)的89C51等），各高校及專業(yè)學(xué)校的培訓(xùn)教材仍與MCS-51單片機(jī)作為代表進(jìn)行理論基礎(chǔ)學(xué)習(xí)。    有些文獻(xiàn)甚至也將8051泛指MCS-51系列單片機(jī)，8051是早期的最典型的代表作，由于MCS-51單片機(jī)影響極深遠(yuǎn)，許多公司都推出了兼容系列單片機(jī)，就是說(shuō)MCS-51內(nèi)核實(shí)際上已經(jīng)成為一個(gè)8位單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。    其他的公司的51單片機(jī)產(chǎn)品都是和MCS-51內(nèi)核兼容的產(chǎn)品而以。同樣的一段程序，在各個(gè)單片機(jī)廠家的硬件上運(yùn)行的結(jié)果都是一樣的

14、，如ATMEL的89C51（已經(jīng)停產(chǎn)）、89S51， PHILIPS（菲利浦），和WINBOND（華邦）等，我們常說(shuō)的已經(jīng)停產(chǎn)的89C51指的是ATMEL公司的 AT89C51單片機(jī)，同時(shí)是在原基礎(chǔ)上增強(qiáng)了許多特性，如時(shí)鐘，更優(yōu)秀的是由Flash（程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容至少可以改寫1000次）存儲(chǔ)器取帶了原來(lái)的ROM（一次性寫入），AT89C51的性能相對(duì)于8051已經(jīng)算是非常優(yōu)越的了。    不過(guò)在市場(chǎng)化方面，89C51受到了PIC單片機(jī)陣營(yíng)的挑戰(zhàn)，89C51最致命的缺陷在于不支持ISP（在線更新程序）功能，必須加上ISP功能等新功能才能更好延續(xù)MCS-51的傳奇。8

15、9S51就是在這樣的背景下取代89C51的，現(xiàn)在，89S51目前已經(jīng)成為了實(shí)際應(yīng)用市場(chǎng)上新的寵兒，作為市場(chǎng)占有率第一的Atmel目前公司已經(jīng)停產(chǎn)AT89C51，將用AT89S51代替。89S51在工藝上進(jìn)行了改進(jìn)，89S51采用0.35新工藝，成本降低,而且將功能提升,增加了競(jìng)爭(zhēng)力。89SXX可以像下兼容89CXX等51系列芯片。同時(shí)，Atmel不再接受89CXX的定單，大家在市場(chǎng)上見(jiàn)到的89C51實(shí)際都是Atmel前期生產(chǎn)的巨量庫(kù)存而以。 89S51相對(duì)于89C51增加的新功能包括：- 新增加很多功能，性能有了較大提升，價(jià)格卻基本不變，甚至比89C51更低！- ISP在線編程功能，這個(gè)功能的

16、優(yōu)勢(shì)在于改寫單片機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的程序不需要把芯片從工作環(huán)境中剝離。是一個(gè)強(qiáng)大易用的功能。- 工作頻率為33MHz，大家都知道89C51的極限工作頻率只有24M，就是說(shuō)S51具有更高工作頻率，從而具有了更快的計(jì)算速度。- 具有雙工UART串行通道。- 內(nèi)部集成看門狗計(jì)時(shí)器，不再需要像89C51那樣外接看門狗計(jì)時(shí)器單元電路。- 雙數(shù)據(jù)指示器。- 電源關(guān)閉標(biāo)識(shí)。- 全新的加密算法，這使得對(duì)于89S51的解密變?yōu)椴豢赡?，程序的保密性大大加?qiáng)，這樣就可以有效的保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)不被侵犯。- 兼容性方面：向下完全兼容51全部字系列產(chǎn)品。比如8051、89C51等等早期MCS-51兼容產(chǎn)品。也就是說(shuō)所有教科書、網(wǎng)絡(luò)教

17、程上的程序（不論教科書上采用的單片機(jī)是8051還是89C51還是MCS-51等等），在89S51上一樣可以照常運(yùn)行，這就是所謂的向下兼容。  1.5 軟件組成及設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的LED點(diǎn)陣屬于動(dòng)態(tài)顯示，顯示方式的設(shè)計(jì)由單片機(jī)內(nèi)的程序控制，單片機(jī)內(nèi)的程序在傳輸漢字點(diǎn)陣字?；蜃址鸄CSII碼時(shí)，先傳送顯示方式控制字，單片機(jī)根據(jù)接受到的顯示方式控制字，確定顯示方式。顯示過(guò)程由單片機(jī)中斷程序控制，每次定時(shí)亮一行。在動(dòng)態(tài)顯示方式下，顯示每隔一定時(shí)間循環(huán)左移一列，動(dòng)態(tài)顯示方式的是由行和列上的移動(dòng)而形成的，因此在軟件設(shè)計(jì)上，只要按照一定時(shí)間間隔改變顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容，是顯示緩沖區(qū)所有數(shù)據(jù)左移一

18、列，即可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示效果，由于顯示緩沖區(qū)所有的數(shù)據(jù)左移一列需要一定時(shí)間，不可能在兩次定時(shí)中斷間隔內(nèi)實(shí)現(xiàn)這一處理過(guò)程，為此需要設(shè)計(jì)兩個(gè)顯示緩沖區(qū)，一個(gè)用于保存當(dāng)前顯示的數(shù)據(jù)，另一個(gè)用于對(duì)當(dāng)前的數(shù)據(jù)進(jìn)行左移一列，到達(dá)左移時(shí)間間隔后，切換當(dāng)前顯示緩沖區(qū)左移一列的緩沖區(qū)，然后對(duì)另一緩沖區(qū)左移一列的處理,在左移之前,把當(dāng)前的顯示緩沖區(qū)的內(nèi)容復(fù)制到要進(jìn)行左移的緩沖區(qū),保證兩個(gè)緩沖區(qū)內(nèi)容的一致性.為了保證動(dòng)態(tài)移位顯示正常,最重要的問(wèn)題是如何分配刷新顯示牌的定時(shí)中斷時(shí)間和緩沖區(qū)移位處理時(shí)間,保證兩者時(shí)間不沖突,本文采用的方法是使顯示緩沖區(qū)的移位處理多次定時(shí)中斷程序執(zhí)行之間的時(shí)間間隔內(nèi)完成.即:移位處理時(shí)間=移

19、位間隔時(shí)間-移位間隔時(shí)間內(nèi)執(zhí)行定時(shí)中斷程序累計(jì)所需時(shí)間.這樣就保證了定時(shí)中斷程序有足夠的時(shí)間刷新顯示牌的顯示,而只要在兩次定時(shí)中斷程序執(zhí)行間隔內(nèi)留出少許時(shí)間給顯示緩沖區(qū)的移位處理.程序功能框圖的設(shè)計(jì)采用模塊化，包含部分掃描程序設(shè)計(jì)。核心的地方是顯示程序算法的實(shí)現(xiàn)。單片機(jī)通過(guò)串行口接受程序（包括顯示內(nèi)容、顯示方式、和顯示狀態(tài)），經(jīng)單片機(jī)處理分析，根據(jù)顯示方式依次從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中取出數(shù)據(jù)用于顯示，顯示采用逐行掃描的方式，多種顯示方式（左移、上移等）的實(shí)現(xiàn)取決于存儲(chǔ)器讀取數(shù)據(jù)的順序和移動(dòng)速度。程序設(shè)計(jì)中要注意波特率的設(shè)置，中斷使用，掃描時(shí)間和頻率的計(jì)算調(diào)試。 1.5.1 8*8點(diǎn)陣LED顯示

20、牌程序ORG 00HJMP STARTORG 0080HSTART:MOV DPTR, #TAB MOV 10H, #00H ；取碼指針初值 LP3:MOV P1,#00H ；清屏 MOV R4,#20LP4:MOV R6,#20 ；字停留時(shí)間 LP: MOV R3,#8 ；一個(gè)字8個(gè)碼 MOV R1,#0feH ；列掃描處值 MOV R0,10H ；存入取碼指針LP1:MOV A,R1 ；載入列掃描值 MOV P2,A ；輸出至P2，開始列掃描 rl a ；左移至下一列 MOV R1,A ；存入列掃描值 MOV A,R0 ；載入取碼指針 MOVC A,A+DPTR ；至TAB取碼 MOV P

21、1,A ；送P1口，顯示字 CALL DELAY ；呼叫延時(shí) MOV A,R0 ；載入取碼指針 ADD A,#01H ；取碼指針加1 MOV R0,A ；存回取碼指針 DJNZ R3,LP1 ；是否顯示完一個(gè)字 DJNZ R6,LP DJNZ R4,LP4 ；是否達(dá)到停留時(shí)間 MOV 10h,r0 ；下一個(gè)字的取碼指針附值 CJNE R0,#32,LP3 ；是否顯示完4個(gè)字 JMP START ；重新開始DELAY:MOV R5,#248 DJNZ R5,$ ；0.5ms延時(shí) RETTAB:DB 0FFH,4DH,97H,00H,0FFH,9DH,9DH,00H DB 0A6H,59H,9FE

22、H,9F3H,0FEH,0EDH,5AH,7BH DB 0AFH,0FEH,0BEH,0FFH,31H,0FEH,36H,06H DB 0FBH,0EH,0FBH,0FBH,0EH,8BH,72H,85H DB 0FEH,0BDH,0FBH,0BDH,0BEH,0FFH,3AH,3DH END1.6 硬件的組成及設(shè)計(jì) LED點(diǎn)陣式顯示牌由單片機(jī)控制部分和顯示驅(qū)動(dòng)部分組成.(1) 電路核心器件74HC595 74HC595內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖 74HC595是一個(gè)八位的串行輸入三態(tài)并行輸出的移位寄存器，能直接驅(qū)動(dòng)LED發(fā)光管，傳輸頻率高達(dá)100MHZ，而且可以級(jí)聯(lián)，非常適合LED顯示牌上的高速傳輸。 顯

23、示牌一般都由能顯示四個(gè)字的模塊組合而成，通過(guò)增加顯示模塊來(lái)增加顯示面積或字?jǐn)?shù)。采用74HC595可通過(guò)串行級(jí)聯(lián)方式傳輸數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)擴(kuò)展很容易實(shí)現(xiàn)。而且可以簡(jiǎn)化算出74HC595的片數(shù)及顯示模塊數(shù)。通過(guò)74HC595實(shí)現(xiàn)逐行數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)掃描頻率足夠高時(shí)（大于每秒24幅圖像），可以看到穩(wěn)定的圖像和漢字。 列輸入驅(qū)動(dòng)有八個(gè)8位串行輸入，串行或并行輸出三態(tài)移位寄存器74HC595實(shí)現(xiàn)。該芯片具有串行輸入、并行輸出兩個(gè)獨(dú)立的時(shí)鐘信號(hào)。輸入數(shù)據(jù)在串行移位時(shí)鐘SRCLK上升沿由串行輸入段SER輸入到芯片內(nèi)部串行移位寄存器中，同時(shí)SQH端串行輸出；在鎖存時(shí)鐘信號(hào)RCLK上升沿到來(lái)時(shí)，芯片將內(nèi)部移位寄存器8位數(shù)

24、據(jù)并行輸出。正常工作時(shí)，應(yīng)將復(fù)位端SRCLK與使能端RCLK分別接高電平、低電平。單片機(jī)輸出信號(hào)直接與串入并出移位寄存器74HC595的鎖存器輸出端相連接。 （2）ULN2803極限值（若無(wú)其他規(guī)定，amb）參數(shù)名稱 符號(hào) 數(shù)值 單位輸入電壓 Vin30輸入電流 Iin25 mA功耗 Pd1 W工作環(huán)境溫度 Topr20to+85 儲(chǔ)存溫度 Tstg-55to+150 電特性（若無(wú)其他規(guī)定，amb）參數(shù)名稱符號(hào) 測(cè)試條件最小典型最大單位輸出漏電流 IcexVce=50V,Tamb=2550 uA輸出漏電流IcexVce=50V,Tamb=70100 uA飽和壓降Vce(sat)Ic=100mA

25、,Is=250uA0.91.1 V飽和壓降Vce(sat)Ic=200mA,Is=350uA1.11.3 V飽和壓降Vce(sat)Ic=350mA,Is=500uA1.31.35 V輸入電容 Cin1525 PF上升時(shí)間 tplh 0.5Ein to 0.5Eout0.251 Us下降時(shí)間 tphl 0.5Ein to 0.5Eout0.251 Us鉗位二極管漏電流 IrVr=50V,Tamb=2550 uA鉗位二極管漏電流 IrVr=50V,Tamb=25100 uA鉗位二極管正向壓降 Vf If=350mA1.72 V UNL2803由八個(gè)硅NPN達(dá)林頓晶體管陣列組成，在5V的工作電壓下

26、它能與TTL和CMOS的電路直接相連，可以直接處理原先需要標(biāo)準(zhǔn)邏輯緩沖器來(lái)處理的數(shù)據(jù)；高耐壓，工作電流大，灌電流可達(dá)500mA，并且能夠在關(guān)態(tài)時(shí)承受50V的電壓，輸出還可以在高負(fù)載電流并行運(yùn)行。UNL2803作驅(qū)動(dòng)器，輸出行選擇信號(hào)，低電平有效，接一行發(fā)光二極管的公共陰極。由于程序控制分時(shí)輸出不同的行列信號(hào)，使8行發(fā)光二極管輪流亮燈，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。 UNL2803電器具有以下特點(diǎn)： 電流增益高（大于1000）； 帶負(fù)載能力強(qiáng)（輸出電流大于500mA）；溫度范圍廣（-485）；工作電壓高（大于50V），UNL2803主要用于如下領(lǐng)域：伺服電機(jī)；步進(jìn)電機(jī)；電磁閥；可控照明燈， UNL2803型高壓

27、大電流達(dá)林頓晶體管陣列電路 輸出脈沖占空比、輸出的路數(shù)與輸出電流的曲線關(guān)系：隨著輸入脈沖的占空比以及輸出路數(shù)的增加，允許的輸出電流隨之降低，也就是說(shuō)電路的輸出路數(shù)的增加將導(dǎo)致電路的驅(qū)動(dòng)能力下降；隨著輸出電流的增加，輸出電壓隨之降低，而隨著輸出電流的增加，輸出電壓也隨之增加。 （3）單片機(jī)89C51 89C51的I/O口P0、P1和P3，在FPEROM編程時(shí)，P0口還可以接受代碼字節(jié)，并在程序校驗(yàn)時(shí)輸出代碼字節(jié)，但在程序校驗(yàn)時(shí)需要外接上拉負(fù)載電阻。在FPEROM編碼和程序校驗(yàn)期間，P1口接受低地址字節(jié)，P2口接受高地址和一些控制信號(hào)，P3口也接受一些FPEROM編程和校驗(yàn)用的控制信號(hào)。此時(shí)，AL

28、E/PROG引腳是編程脈沖輸入端。89C51代碼陣列存儲(chǔ)器是逐個(gè)字節(jié)被編程的。在對(duì)片內(nèi)FPEROM進(jìn)行再編程前，應(yīng)對(duì)整個(gè)存儲(chǔ)陣列進(jìn)行電擦除。 寫操作周期是自定時(shí)的，一經(jīng)初始化就自動(dòng)按時(shí)間完成。在對(duì)89C51編程前，應(yīng)根據(jù)FPEROM編程模式表產(chǎn)生地址、數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。 模式 RSTPSENEA/VPPP2.6P2.7P3.6P3.7寫入代碼數(shù)據(jù)HLH/12V（1）LHHH讀出代碼數(shù)據(jù)HLHLLHH寫入VPP選擇代碼（2）HL12VLHLH寫加密位LB1HLH/12VHHHH寫加密位LB2HLH/12VHHLL寫加密位LB3HLH/12VHLHL芯片擦除HLH/12VHLLL讀信號(hào)字節(jié)HLHLL

29、LL89C51可提供數(shù)據(jù)查詢功能，以指示一個(gè)周期的結(jié)束。在一個(gè)寫周期中間，如果試圖 讀最后一個(gè)寫入的字節(jié)，則會(huì)使引腳P2.7上已寫入的數(shù)據(jù)變?yōu)檠a(bǔ)碼。當(dāng)寫周期完成后，在所有輸出端的真值數(shù)據(jù)是有效的；接著開始下一個(gè)周期。數(shù)據(jù)查詢可在一個(gè)寫周期開始后的任何時(shí)間開始。 （1） 雙向總線驅(qū)動(dòng)器74LS245 74LS245是雙向總線驅(qū)動(dòng)器，這個(gè)芯片可以在89C51和74LS595的時(shí)序之間引入一個(gè)延時(shí)。74LS245所造成的延時(shí)典型值為15ms，最小值也為8ms。用74LS245來(lái)驅(qū)動(dòng)74LS595來(lái)控制列的顯示。89C51的P10P17口接74LS245的A1A8口，而B端（ B1B8）的輸出通過(guò)74

30、LS595連接到顯示模塊上的數(shù)據(jù)輸入端。這樣，數(shù)據(jù)就可以在89C51內(nèi)經(jīng)過(guò)處理在傳輸?shù)?4LS245完成緩沖，在通過(guò)74LS595就可以在模塊的列上進(jìn)行顯示了。 顯示的驅(qū)動(dòng)方式 國(guó)內(nèi)LED顯示牌的模組驅(qū)動(dòng)方式有靜態(tài)方式和掃描方式，恒流型和電壓型之分，但是，無(wú)論采用何種驅(qū)動(dòng)方式，數(shù)據(jù)傳輸一般都是采用串行移位寄存器實(shí)現(xiàn)。 該電路的特點(diǎn)是每一時(shí)刻只有一行發(fā)光管被點(diǎn)亮，列電路可以重復(fù)使用，從而節(jié)約了原器件成本。但是，點(diǎn)亮發(fā)光二極管的瞬態(tài)電流很大，通常是平均電流的數(shù)倍甚至幾十倍。顯示模組的靜態(tài)驅(qū)動(dòng)電路的特點(diǎn)是每一位數(shù)據(jù)寄存器對(duì)應(yīng)一顆發(fā)光管，可以用較小的電流驅(qū)動(dòng)發(fā)光管，這更有利于延長(zhǎng)發(fā)光管的壽命，戶外屏和

31、高檔的 顯示屏，例如全彩屏通常采用這種驅(qū)動(dòng)方式。 無(wú)論是掃描驅(qū)動(dòng)還是靜態(tài)驅(qū)動(dòng)，數(shù)據(jù)信號(hào)都是通過(guò)串行移位寄存器傳遞的，并且LED顯示工作是電流呈脈沖狀態(tài)，瞬間電流變化很大，容易對(duì)長(zhǎng)距離傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和控制信號(hào)造成干擾。當(dāng)LED顯示牌的面積較大，串行移位寄存器級(jí)聯(lián)的數(shù)量較多時(shí)，情況更加嚴(yán)重。信號(hào)完整性設(shè)計(jì)存在缺陷的單元板多塊級(jí)聯(lián)后，除了信號(hào)容易受到干擾外，控制信號(hào)的電平幅度和寬度也會(huì)變小，無(wú)法保證正常工作。 整個(gè)顯示系統(tǒng)由編入程序的單片機(jī)89C51和LED點(diǎn)陣顯示腳組成，89C51通過(guò)串行口傳送顯示內(nèi)容，點(diǎn)陣顯示牌接受單片機(jī)傳送的數(shù)據(jù)，并控制LED點(diǎn)陣顯示牌的顯示。由于89C51只有4片內(nèi)EEPROM

32、，無(wú)法存儲(chǔ)大量漢字點(diǎn)陣字模，但足夠存貯ASCII碼字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。因此，采用已燒入程序的單片機(jī)傳遞漢字的點(diǎn)陣字?；蜃址腁SCII碼的方式來(lái)控制顯示牌的顯示內(nèi)容。有后文所附的原理圖可得知元器件連接，本次實(shí)驗(yàn)主要用了ULN2803和74HC595對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的元件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，由ULN2803對(duì)行，74HC595對(duì)列。其中用了兩ULN2803的輸入端接分別接89C51的P01P07、P20P27口，輸出端分別接SD1588的N0N15腳，通過(guò)單片機(jī)里的程序?qū)π羞M(jìn)行顯示；74HC595輸入端與74LS245的輸出端B1B8口相連接，89C51的P10P17口與74LS245的輸入端A1A8相連接，這

33、樣通過(guò)單片機(jī)89C51內(nèi)的程序數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)74HC245的驅(qū)動(dòng)傳輸至移位寄存器74LS595，74LS595輸出端口分別接八個(gè)1K的電阻（電阻起限流作用），然后再每個(gè)電阻后接入PNP9015的三極管進(jìn)行驅(qū)動(dòng)（即每個(gè)74LS595的輸出端要接八個(gè)三極管），由集電極輸出，最后接至模塊的A1A8腳，對(duì)顯示器的列進(jìn)行控制。電源先經(jīng)過(guò)一個(gè)1K電阻，再由NPN9015的發(fā)射級(jí)輸入（PNP9015的作用是對(duì)電流進(jìn)行放大）。1.6.1 硬件電路圖1.7 總結(jié) 本文設(shè)計(jì)點(diǎn)陣LED顯示牌控制系統(tǒng)以單片機(jī)為基礎(chǔ)，在動(dòng)態(tài)顯示方式下，顯示的內(nèi)容多少不受限制。動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)函數(shù)可直接被編入的應(yīng)用程序調(diào)用，具有一定通用性，移植方便

34、，漢字顯示清晰穩(wěn)定。利用此單片機(jī)可實(shí)現(xiàn)上下左右移動(dòng)。 在整個(gè)實(shí)際操作過(guò)程中，在硬件和軟件上都遇到了困難。在硬件上，由于板子上的元器件較多，板后的排線較為復(fù)雜，焊點(diǎn)容易出現(xiàn)虛焊，而且不容易查找，焊點(diǎn)之間的間隔也很小，所以很容易就短路；在軟件方面也遇到了編程的問(wèn)題，但是通過(guò)全組人員的共同努力，還是實(shí)現(xiàn)了應(yīng)有的效果。 在這期間我深刻認(rèn)識(shí)到理論知識(shí)和實(shí)踐操作必須是相結(jié)合的，也是學(xué)習(xí)過(guò)程中相當(dāng)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，只有這樣才能提高自己的實(shí)踐操作能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，也讓我了解到單片機(jī)的深層內(nèi)容及實(shí)際生活中的應(yīng)用，息息相關(guān)。 此次課程設(shè)計(jì)讓我們?cè)趯W(xué)習(xí)之余，把知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，為我們能更好的邁出校園踏入社會(huì)奠定了一

35、定的基礎(chǔ)。1.8 參考文獻(xiàn)l張毅等，“戶外大屏幕顯示技術(shù)的發(fā)展”，電子技術(shù)應(yīng)用，1996年第4期仁2甘早斌，“LEO圖文實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)”，計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，1999年第3期3繆思恩，“LED大屏幕顯示電路設(shè)計(jì)”，電子技術(shù)應(yīng)用，1996年第8期4jYamaguehi，“LargeSereenDisPlay，Past，Present，AndFuture”，SIDConfereneeReeordoftheInternationalDisPlay，ResearehConfereneeproeeedingsofthe199717th5Song，Hongyu，“DotInterlaeeTransmissionInVideoCommunieationOfLED”，DisPlayPanelShuJuCaiJiYuChuLi/JournalofDataAequisitionandProeessingv14nlMar19996S