led點(diǎn)陣顯示屏驅(qū)動(dòng)器的與實(shí)現(xiàn)

PAGE10學(xué)科分類號(hào)0806本科生畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目（中文）：LED點(diǎn)陣顯示屏驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)（英文）：TheDesignandImplementationofLEDDotMatrixDisplayDriver本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明作者鄭重聲明：所呈交的本科生論文（設(shè)計(jì)），是在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已近注明引用的內(nèi)容外，論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的成果。對(duì)論文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確的方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由作者承擔(dān)。本科生論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：年月日PAGE28目錄摘要 III關(guān)鍵詞 IIIAbstract IIIKeywords IV1引言 12總體設(shè)計(jì)方案 32.1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 32.2.1基本要求 42.2.2發(fā)揮部分 43系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 43.1整體電路 43.2AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng) 63.3標(biāo)準(zhǔn)08接口 73.4鍵盤模塊 93.5LED顯示模塊 93.6列驅(qū)動(dòng)模塊 103.7行驅(qū)動(dòng)模塊 114系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 124.1顯示驅(qū)動(dòng)程序 124.2漢字字模的提取方法 134.3程序流程圖 144.4顯示子程序 165系統(tǒng)調(diào)試與分析 185.1硬件調(diào)試 185.2軟件調(diào)試 196總結(jié) 20參考文獻(xiàn) 21致謝 23附錄 24附錄A實(shí)物顯示效果圖 24附錄B主程序 24LED點(diǎn)陣顯示屏驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要本文設(shè)計(jì)了一個(gè)以整機(jī)為美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的40腳單片機(jī)AT89S52[1]為控制核心，以一個(gè)64*32點(diǎn)陣模塊控制器，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的08控制接口要求，可以驅(qū)動(dòng)市面上常見(jiàn)的16掃單色顯示屏，顯示漢字、英文、阿拉伯?dāng)?shù)字及其他信息等。同時(shí)通過(guò)調(diào)用HZK16*16標(biāo)準(zhǔn)漢字庫(kù)文件讀取字模的方法，把漢字從上位機(jī)發(fā)送到LED顯示屏控制卡上。整個(gè)系統(tǒng)提供外部擴(kuò)展，包括常規(guī)點(diǎn)陣控制器模塊。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了1/16掃描驅(qū)動(dòng)電路等功能，并能通過(guò)PC機(jī)串口修改程序?qū)︼@示信息進(jìn)行控制更新，具有刷新速度快、亮度高、功耗低等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞LED點(diǎn)陣控制器；AT89S52；1/16掃；08接口TheDesignandImplementationofLEDDotMatrixDisplayDriverAbstractThispaperhasdesignedamachinebasedonthemodelwhichisproducedbyATMELcompanyintheUnitedStateswitha40feetMCUAT89S52asthecontrolcore,[1]anda64*32dotmatrixmodulecontroller,soaccordingtotherequirementsofthestandard08controlinterface,italsocandrivethecommononthemarketof16monochromedisplay,displayChinesecharacter,English,ArabicNumbers,andotherinformation,etc.Atthesametime,byadoptingthemethodofreadingChinesecharactersfromtheHZK16*16standarddocuments,andtheChinesecharactersfromtheuppermachinesenttoLEDdisplaycontrolcard,theentiresystemalsoprovidestheexternalexpansion,includingregularlatticecontrollermodule.Thissystemhasrealizedthefunctionofupdatingthecontrollingof1/16scandrivercircuit,anditalsoobtainsotherfunctions,suchas,andwithafastershuabing,ahigherbrighterandalowerenergy-needandwaste,etc.KeywordsLEDdotmatrixcontroller;89S52;1/16sweep;08Interface1引言LED(light

emitting

diode，發(fā)光二極管)是六十年代末發(fā)展起來(lái)的一種半導(dǎo)體顯示器件。七十年代，隨著半導(dǎo)體材料合成技術(shù)、單晶制造技術(shù)和P一結(jié)形成技術(shù)的研究進(jìn)展，發(fā)光二極管在發(fā)光顏色、亮度等性能方面得以提高，并迅速進(jìn)入批量化和實(shí)用化。進(jìn)入八十年代后，LED在發(fā)光波長(zhǎng)范圍和性能方面大大提高，并開(kāi)始形成平面顯示產(chǎn)品即LED顯示屏。由于LED具有發(fā)光率高、使用壽命長(zhǎng)、組態(tài)靈活、工作性能穩(wěn)定以及在室內(nèi)室外適應(yīng)力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，且LED顯示屏的最大特點(diǎn)是不受面積的限制，可以達(dá)到幾十甚至幾百平方米以上，應(yīng)用于室內(nèi)外各種公共場(chǎng)所顯示文字、圖形、動(dòng)畫、視頻圖像等各種信息。LED顯示屏的應(yīng)用涉及到社會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括：機(jī)場(chǎng)、港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示；證券交易、金融信息顯示；郵政、電信、商場(chǎng)購(gòu)物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示；道路交通信息顯示；高校教學(xué)管理信息發(fā)布顯示；文藝演出和體育比賽；室外產(chǎn)品廣告及信息發(fā)布。除單一大型戶內(nèi)、戶外顯示屏作為廣告媒體外，國(guó)內(nèi)一些城市還出現(xiàn)了集群LED顯示屏廣告系統(tǒng)。另外，自2000年后隨著高亮度LED產(chǎn)品亮度與效率增進(jìn)，可攜式產(chǎn)品（如手機(jī)、PDA、數(shù)字相機(jī)等）大量使用作為產(chǎn)品屏幕或按鍵光源，配合可攜式產(chǎn)品市場(chǎng)成長(zhǎng)，使得可攜式產(chǎn)品成為L(zhǎng)ED最大應(yīng)用市場(chǎng)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，LED點(diǎn)陣書寫顯示屏是信息傳播一種重要手段，成為現(xiàn)代化社會(huì)的一個(gè)閃亮標(biāo)志，它的廣泛應(yīng)用將是一種趨勢(shì)。因此，在科技以日新月異的速度向前發(fā)展，經(jīng)濟(jì)全球一體化的社會(huì)中，LED點(diǎn)陣顯示技術(shù)發(fā)展前景樂(lè)觀。作為一種新型的發(fā)光體，LED自誕生以來(lái)就倍受關(guān)注。特別是進(jìn)入21世紀(jì)后，世界面臨嚴(yán)重的能源、環(huán)境危機(jī)，在發(fā)達(dá)國(guó)家，照明用電占總用電量的20%；我國(guó)的照明用電約占總用電量的12%，至2010年，我國(guó)照明用電將高達(dá)3000億度，相當(dāng)于三峽水電站完工后的年發(fā)電量的3倍以上。而目前我國(guó)的發(fā)電主要還是依靠火力，對(duì)于環(huán)境的污染非常嚴(yán)重，這就需要改進(jìn)現(xiàn)有的照明設(shè)備，提高其效率。而半導(dǎo)體照明作為新興的發(fā)光體，具有電光效率高、體積小、壽命長(zhǎng)、電壓低、節(jié)能和環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是下一代照明的不二之選。根據(jù)各種照明器件的效率，可以得出，LED與傳統(tǒng)的白熾燈、日光燈相比，在電光效率、壽命上占有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì)，一旦在成本、光效上取得突破，將很快占領(lǐng)照明市場(chǎng)。因而，現(xiàn)今不管是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外我們都是圍繞先進(jìn)的LED技術(shù)做進(jìn)一步研究。目前我國(guó)的信息行業(yè)發(fā)展迅速，作為主要平面顯示媒介的LED顯示屏的作用也越練越廣泛，相關(guān)的從業(yè)人員也會(huì)越來(lái)越緊缺。但同時(shí)應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到我國(guó)的LED技術(shù)雖然發(fā)展迅速但和世界先進(jìn)水平還有一定的差距。因此本設(shè)計(jì)課題不論是對(duì)自己的就業(yè)還是對(duì)我國(guó)LED顯示技術(shù)的發(fā)展都有非?，F(xiàn)實(shí)與積極的意義。在設(shè)計(jì)本課題時(shí)本人查閱了大量的書籍和相關(guān)知識(shí)使我能夠掌握LED點(diǎn)陣顯示驅(qū)動(dòng)的基本顯示原理和設(shè)計(jì)方法，對(duì)LED顯示屏這個(gè)行業(yè)有了較為深刻的了解和認(rèn)識(shí)。并且對(duì)大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的一些理論進(jìn)行了實(shí)踐，使我對(duì)所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)。并且通過(guò)本設(shè)計(jì)課題學(xué)習(xí)掌握AT89S52單片機(jī)的控制功能和用它作為主控單元完成許多設(shè)計(jì)目標(biāo)的方法。熟悉AT89S52單片機(jī)軟件編程。且能掌握使用AD進(jìn)行電路設(shè)計(jì)和制圖的方法步驟。為以后從事相關(guān)行業(yè)的工作積累了實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。因此，學(xué)習(xí)LED點(diǎn)陣顯示驅(qū)動(dòng)與工程技術(shù)很有必要。本文通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)可顯示文字與圖形的64*32點(diǎn)陣控制器來(lái)學(xué)習(xí)和熟悉LED的使用。本文采用89S52單片機(jī)為核心，在軟件編程中采用C語(yǔ)言，顯示時(shí)采用點(diǎn)陣顯示。講述了LED點(diǎn)陣顯示驅(qū)動(dòng)的基本原理、硬件組成與設(shè)計(jì)、程序編譯與下載等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)。2總體設(shè)計(jì)方案2.1設(shè)計(jì)任務(wù)與要求本系統(tǒng)由AT89S52、16個(gè)74HC595[2]、16個(gè)74HC138[3]及LED顯示屏為核心組成的點(diǎn)陣式LED漢字顯示屏，主要由24MHZ晶振電路、復(fù)位電路、89S52單片機(jī)、點(diǎn)陣陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路、點(diǎn)陣陰極驅(qū)動(dòng)電路、64*32顯示屏6部分組成。采用的AT89S52單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計(jì)，P1口作為I/O口，輸出行數(shù)據(jù)和控制信號(hào)，P2口作為I/O口，與“寫”控制信號(hào)配合，輸出列控制信號(hào)。LED顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)，控制電路部分由4片74HC138和2片74HC595傳輸信號(hào)，傳輸出來(lái)的信號(hào)通過(guò)74HC595輸出，再通過(guò)編譯最終達(dá)到依次顯示漢字的目的。而接口部分，一般采用08接口，如果需要不同的接口類型，可以根據(jù)08接口為基礎(chǔ)進(jìn)行轉(zhuǎn)接，這也是本系統(tǒng)采用08接口的原因之一。2.2設(shè)計(jì)要求2.2.1基本要求（1）顯示區(qū)域：64點(diǎn)*32點(diǎn)，單色；（2）通過(guò)上位機(jī)修改顯示內(nèi)容；（3）能存儲(chǔ)16*16點(diǎn)陣漢字?jǐn)?shù)不少于64個(gè)；（4）按鍵可改變顯示內(nèi)容；（5）可兼容T12和T08顯示屏單元板。2.2.2發(fā)揮部分（1）LED顯示屏亮度連續(xù)可調(diào)；（2）實(shí)現(xiàn)信息的左右滾屏顯示，預(yù)存信息的的定時(shí)循環(huán)。3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)3.1整體電路本系統(tǒng)由AT89S52、16個(gè)74HC595及LED顯示屏為核心組成的點(diǎn)陣式LED漢字顯示屏，主要由24MHZ晶振電路、復(fù)位電路、單片機(jī)、點(diǎn)陣陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路、點(diǎn)陣陰極驅(qū)動(dòng)電路、64*32顯示屏6部分組成。采用的AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)，P1口作為I/O口，輸出行數(shù)據(jù)和控制信號(hào)，P2口作為I/O口，與“寫”控制信號(hào)配合，輸出列控制信號(hào)。LED顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)，控制電路部分由4片74HC138和2片74HC595傳輸信號(hào)，傳輸出來(lái)的信號(hào)通過(guò)74HC595輸出，再通過(guò)編譯最終達(dá)到依次顯示漢字的目的。系統(tǒng)整體電路如圖3.1所示：圖3.1整體電路本設(shè)計(jì)一般使用的是開(kāi)關(guān)電源，220V輸入，5V直流輸出。需要指出，由于LED顯示屏幕屬于精密電子設(shè)備，所以要采用開(kāi)關(guān)電源[4]，不能采用變壓器。對(duì)于1個(gè)單紅色戶內(nèi)64*32的單元板，全亮的時(shí)候，電流為2A。選用的是條屏控制卡，可以控制1/16掃的64*32個(gè)點(diǎn)的單色屏幕，可以組裝出最有成本優(yōu)勢(shì)的LED屏幕。該控制卡屬于異步卡，就是說(shuō)，該卡可以斷電保存信息，不需要連接PC都可以顯示儲(chǔ)存在里面的信息。其中注意的問(wèn)題是16PIN、08接口的接口順序?yàn)椋篈BCD為行選信號(hào)，STB(LT)為鎖存信號(hào)，CLK(CK)為時(shí)鐘信號(hào)，R1，R2，G1，G2為顯示數(shù)據(jù)，EN為顯示使能，N為地（GND）。只有當(dāng)單元板和控制卡的接口一致時(shí)，才可以直接連接起來(lái)。如果不一致，就需要利用轉(zhuǎn)換線轉(zhuǎn)換一下線的順序。3.2AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)單片機(jī)[5]也被稱作“單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)”、“微控制器”，國(guó)際上采用“MCU”(MicroControllerUnit)稱呼單片機(jī)。單片機(jī)的發(fā)展的歷史大致可以分為4個(gè)階段。第一階段是單片機(jī)探索階段，主要探索如何把計(jì)算機(jī)的主要部件集成在單芯上；第二階段是單片機(jī)完善階段，完善了8位單片機(jī)的并行總線結(jié)構(gòu)、外圍功能單元由CPU集中管理模式、體現(xiàn)控制特性的位地址空間和位操作方式、指令系統(tǒng)趨于豐富和完善，并且增加了許多突出控制功能的指令；第三階段是向微控制器發(fā)展的階段，說(shuō)的是在51系列的基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了外圍電路的功能，突出了單片機(jī)的控制功能，將一些用測(cè)控對(duì)象的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入芯片中，體現(xiàn)單片機(jī)的微控制器特征；第四階段是單片機(jī)的全面發(fā)展階段，很多大半導(dǎo)體和電氣廠商都開(kāi)始加入單片機(jī)的研制和生產(chǎn)，單片機(jī)世界出現(xiàn)了百花齊放，欣欣向榮的景象。隨著單片機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域全面深入地發(fā)展和應(yīng)用，出現(xiàn)了高速、大尋址范圍、強(qiáng)運(yùn)算能力的8位、16位、32位通用型單片機(jī)，以及小型謙價(jià)的專用型單片機(jī)。目前，單片機(jī)正朝著高性能和多品種方向發(fā)展，今后單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)將是進(jìn)一步向著CMOS化、低功耗、小體積、大容量、高性能、低價(jià)格和外圍電路內(nèi)裝等方面發(fā)展。最小系統(tǒng)包括AT89S52、晶體振蕩電路、復(fù)位開(kāi)關(guān)。其中晶體振蕩電路[6]采用24MHZ，圖3.2為AT89S52單片機(jī)最小系統(tǒng)。圖3.2最小系統(tǒng)電路圖3.3標(biāo)準(zhǔn)08接口單元板輸入08接口[7]的接口定義如圖3.3所示：圖3.308接口ABCD是4個(gè)行選信號(hào)，實(shí)際上是用4個(gè)二進(jìn)制位計(jì)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。A為最低位，D為最高位，從0記錄到15，板子上的2個(gè)138組成一個(gè)4-16譯碼器，會(huì)自動(dòng)選通第0行和第15行。R0、R1、G0、G1分別是紅色和不亮的595的數(shù)據(jù)，SCK和LT分別是595的時(shí)鐘和鎖存，OE是整個(gè)單元板的顯示時(shí)能，OE為0時(shí)單元板暗亮，為1時(shí)高亮。OE是為了適應(yīng)不同廠家的單元板信號(hào)的。一個(gè)單元板的寬和高的點(diǎn)數(shù)是64*32點(diǎn)，分上下兩個(gè)半屏，兩個(gè)半屏共用時(shí)鐘、鎖存和OE、R0、G0是上半屏數(shù)據(jù)，R1、G1是下半屏數(shù)據(jù)。從單元板的顯示面看，數(shù)據(jù)是從右側(cè)向左輸入，一行是64個(gè)點(diǎn)，也就是通過(guò)8個(gè)595控制，因?yàn)槭菃紊?，每個(gè)半屏是兩行595，整個(gè)屏是4行595。單元板控制卡工作順序：把顯示緩沖里的第一行紅色數(shù)據(jù)送往R0，顯緩的第8行紅色數(shù)據(jù)送往R1，每行是8個(gè)數(shù)據(jù)——>關(guān)閉OE使能——>行選選中第0行、LT鎖存——>開(kāi)啟OE使能，9數(shù)據(jù)顯示。間隔一定時(shí)間3-5ms，重復(fù)以上循環(huán)，行選第1行，送第1行和第9行數(shù)據(jù)...間隔一定時(shí)間3-5ms，重復(fù)以上循環(huán)，行選第2行，送第2行和第10行數(shù)據(jù)...以此類推。3.4鍵盤模塊鍵盤、狀態(tài)顯示模塊：為了使軟件編程簡(jiǎn)單，本設(shè)計(jì)利用可編程芯片8255。接法如圖一所示，PA口接按鍵，PC口則用用于控制狀態(tài)顯示所用LED點(diǎn)陣。每個(gè)按鍵都通過(guò)一個(gè)10K的上拉電阻接+VCC，按鍵的另一端接地。當(dāng)有鍵按下時(shí)，與該鍵相連的PA口的相應(yīng)位變?yōu)榈碗娖?，單片機(jī)檢測(cè)到該變化后即轉(zhuǎn)到相應(yīng)是鍵處理程序，同時(shí)在程序中點(diǎn)亮LED點(diǎn)陣模塊電路如圖3.4。圖3.4鍵盤電路3.5LED顯示模塊點(diǎn)陣系統(tǒng)串行輸入，器件為移位寄存器TPIC6B595595[8]，門控和掃描信號(hào)常以16點(diǎn)陣為一行進(jìn)行并行處理。在點(diǎn)陣顯示中以4*8個(gè)LED點(diǎn)陣構(gòu)成一個(gè)LED顯示單元，采用行共陽(yáng)陰共列的編排方式。其驅(qū)動(dòng)分為行列兩部分，分別來(lái)自于行、列移位寄存器，行數(shù)據(jù)是掃描數(shù)據(jù)，16行中每次只有一行被驅(qū)動(dòng)，采用逐行掃描方式，列數(shù)據(jù)則為漢子的點(diǎn)陣碼。對(duì)于字符和圖形顯示也可以用點(diǎn)陣處理。其顯示原理和方法相同，如圖3.5。圖3.5LED顯示電路3.6列驅(qū)動(dòng)模塊本設(shè)計(jì)采用了74HC595是LED列驅(qū)動(dòng)芯片，8位移位鎖存器用于驅(qū)動(dòng)顯示列，每片74HC595可以驅(qū)動(dòng)8列，多片74HC595串接在一起，串行列數(shù)據(jù)信號(hào)RI（DATA）、鎖存信號(hào)STB、串行時(shí)鐘信號(hào)CLK都在這個(gè)芯片上。第8腳:GND，電源地。

第16腳:VCC，電源正極。

第14腳:DATA，串行數(shù)據(jù)輸入口，顯示數(shù)據(jù)由此進(jìn)入，必須有時(shí)鐘信號(hào)的配合才能移入。

第13腳:EN，始能口，當(dāng)該引腳上為“1”時(shí)QA～QH口全部為“1”，為“0”時(shí)QA～QH的輸出由輸入的數(shù)據(jù)控制。

第12腳:STB，鎖存口，當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)在傳入寄存器后，只有供給一個(gè)鎖存信號(hào)才能將移入的數(shù)據(jù)送QA～QH口輸出。

第11腳:CLK，時(shí)鐘口，每一個(gè)時(shí)鐘信號(hào)將移入一位數(shù)據(jù)到寄存器。由于要顯示64*32個(gè)單元，必須采用74HC595級(jí)聯(lián)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，本設(shè)計(jì)兩片74HC595列驅(qū)動(dòng)模塊級(jí)聯(lián)如下圖3.6所示：圖3.6兩片74HC595級(jí)聯(lián)3.7行驅(qū)動(dòng)模塊32*64點(diǎn)陣屏共用16片138級(jí)聯(lián)，通過(guò)總線驅(qū)動(dòng)芯片74LS254驅(qū)動(dòng)行/列信號(hào)，從總線上的低4位輸出的行號(hào)經(jīng)兩片138級(jí)聯(lián)后形成4/16線譯碼器后生成16條行選信號(hào)，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)管驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的行線。一條線上要帶動(dòng)32列的LED燈同時(shí)發(fā)光時(shí)，按每一LED器件15MA電流計(jì)算，32個(gè)LED同時(shí)發(fā)光時(shí)，需要480MA的電流，選用三極管8550作為驅(qū)動(dòng)管可以滿足要求。74LS138為3線—8線譯碼器，其工作原理為：當(dāng)一個(gè)選通端（E1）為高電平，另外兩個(gè)選通端E2和E3為低電平時(shí)，可將地址端（A0、A1、A2）的二進(jìn)制編碼在Y0至Y7對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出，當(dāng)數(shù)據(jù)超過(guò)8位之后，電平拉高后可對(duì)16數(shù)據(jù)操作。四片級(jí)聯(lián)后的138電路如下圖3.7所示：圖3.7四片74HC138級(jí)聯(lián)4系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1顯示驅(qū)動(dòng)程序顯示驅(qū)動(dòng)程序在進(jìn)入中斷后，首先要對(duì)定時(shí)器Ｔ０重新賦值，以保證顯示刷屏新率的穩(wěn)定，1/32掃描顯示屏的刷新率（幀頻）計(jì)算公式如下：刷新率（幀頻）=（式4.1）溢出率（式4.2）其中為fosc晶振頻率[9]，t0為定時(shí)器T0初值（工作在32位定時(shí)器模式）。由公式可知，顯示屏刷頻新率由定時(shí)器T0的溢出率和單片機(jī)的晶振頻率決定，因此，我們調(diào)試時(shí)首先選定晶振頻率，然后給定不同的初值T0，只要能獲得24MHz以上的刷新頻率，就能連續(xù)穩(wěn)定的顯示，而且刷新率越高，顯示越穩(wěn)定，但會(huì)過(guò)多的占用CPU時(shí)間，實(shí)驗(yàn)證明，24MHz晶振時(shí)刷新率達(dá)到50MHz以上，目測(cè)畫面基本無(wú)閃爍發(fā)生。4.2漢字字模的提取方法l6*16點(diǎn)陣漢字字庫(kù)可以在中文操作軟件(UCDOS)中找到現(xiàn)成的文件。一般漢字字庫(kù)均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2312-80的規(guī)定。在漢字系統(tǒng)中使用機(jī)內(nèi)碼形式存儲(chǔ)漢字，國(guó)標(biāo)碼的最高位置l作為漢字的機(jī)內(nèi)碼。而國(guó)標(biāo)碼由兩個(gè)字節(jié)組成，其中高字節(jié)表示區(qū)，低字節(jié)表示位。國(guó)標(biāo)碼和區(qū)位碼都有94個(gè)區(qū)，每個(gè)區(qū)又都有94個(gè)位。1-9區(qū)為圖形區(qū)，10-15區(qū)未規(guī)定，16-87區(qū)存放一、二級(jí)漢字庫(kù)。國(guó)標(biāo)碼和區(qū)位碼的關(guān)系是：國(guó)標(biāo)碼高字節(jié)=區(qū)碼+20H;國(guó)標(biāo)碼低字節(jié)=位碼+20H。所以，機(jī)內(nèi)碼與國(guó)標(biāo)碼和區(qū)位碼的關(guān)系是：機(jī)內(nèi)碼高字節(jié)=國(guó)標(biāo)碼高字節(jié)+80H=區(qū)碼+A0H；機(jī)內(nèi)碼低字節(jié)=國(guó)標(biāo)碼低字節(jié)+80H=位碼+A0H。字模代碼按照區(qū)位碼的順序在字庫(kù)中以二進(jìn)制格式存儲(chǔ)，每個(gè)漢字占用32個(gè)字節(jié)。因此只要找到漢字代碼的起始位置，就可正確提取漢字點(diǎn)陣信息。對(duì)于不同的字庫(kù)，漢字代碼起始位置的計(jì)算方法可能存在差異，例如HZK16若以ADDRESS表示首地址，Q表示區(qū)碼，W表示位碼，經(jīng)分析和實(shí)踐得出HZK16中漢字首地址計(jì)算公式為：ADDRESS=32×[(Q-1)×94+(w-1)]（式4.3）在VB.NET中，獲取漢字區(qū)位碼可以用ASC()函數(shù)和HEX()函數(shù)，函數(shù)ASC()返回一個(gè)Integer數(shù)據(jù)[10]，代表字符串中首字母的字符代碼。HEX()函數(shù)返回代表十六進(jìn)制數(shù)值的字符串。當(dāng)漢字作為ASC()函數(shù)的參數(shù)時(shí)，返回的是漢字機(jī)內(nèi)碼，經(jīng)HEX()函數(shù)轉(zhuǎn)換即可得到漢字機(jī)內(nèi)碼的十六進(jìn)制數(shù)，再通過(guò)公式就可以得到漢字的首地址，有了漢字的首地址再?gòu)淖謳?kù)中提取漢字代碼，而經(jīng)過(guò)擴(kuò)展取兩次字模得到32*64的點(diǎn)陣字模。4.3程序流程圖顯示屏的程序流程圖如下所示：程序初始化程序初始化中斷程序初始化中斷程序初始化傳入?yún)?shù)為移動(dòng)速度傳入?yún)?shù)為移動(dòng)速度左移或者閃爍顯示是否顯示完 N串口發(fā)送顯示命令 Y串口發(fā)送顯示命令 將顯示緩存送顯示屏顯示，掃描32行 將顯示緩存送顯示屏顯示，掃描32行 圖5.2程序流程圖首先程序輸入進(jìn)來(lái)的時(shí)候進(jìn)行初始化，然后接著中斷程序初始化，將中斷配置成需要的模式，用戶就可以實(shí)現(xiàn)初始配置的功能，然后用if語(yǔ)句進(jìn)行判斷，如果判斷為正確就傳入?yún)?shù)為移動(dòng)速度，設(shè)定顯示所需要的參數(shù)，如果參數(shù)不正確顯示就會(huì)有錯(cuò)誤，如果不是就執(zhí)行左移或閃爍命令，再進(jìn)行串口發(fā)送顯示命令，用于配置相應(yīng)顯示的功能，RAM將顯示緩存輸入到顯示屏進(jìn)行掃描顯示，顯示用戶配置的信息，掃描完成后程序返回中斷程序初始化進(jìn)行下一次的掃描顯示。具體的程序代碼如下所示：voidSend_one_line(void){chars;ucharTEMP0;ucharTEMP1;uchari;ucharinc;bite1,e2;if(col<8)inc=0;//判斷是否閃爍顯示if(8<=col&&col<16)inc=1;if(16<=col&&col<24)inc=2;if(24<=col&&col<32)inc=3;for(s=0+inc;s<=8+inc;s++){TEMP0=Combine_2byte(BUFFDOWN[s],BUFFDOWN[s+1]);TEMP1=Combine_2byte(BUFF__UP[s],BUFF__UP[s+1]);for(i=0;i<8;i++){e1=~(TEMP1>>i)&0x01;//取出最高位e2=~(TEMP0>>i)&0x01;//取出最高位R1=e1;R2=e2;CLK=0;CLK=1;//移位時(shí)鐘}}}4.4顯示子程序開(kāi)始查找顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)放入RAM中開(kāi)始查找顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)放入RAM中將數(shù)據(jù)串行傳入TPIC6B595行掃描32行是否掃完返回圖5.3顯示子程序流程首先初始化,將查找顯示漢字?jǐn)?shù)據(jù)導(dǎo)入RAM中,然后將RAM中的漢字編碼數(shù)據(jù)傳入TPIC6B595中，先進(jìn)行上半屏的16行掃描，再接著把數(shù)據(jù)裝載入下半屏的16行進(jìn)行掃描，用while語(yǔ)句判斷是否掃描完成，當(dāng)32行全部掃完時(shí)返回子程序進(jìn)行下一次掃描。具體程序代碼如下所示：voidLoad_one_line(void){BUFF__UP[0]=Table[word][disrow*4+0];//裝載上半數(shù)據(jù)串行放在TPIC6B59中BUFF__UP[1]=Table[word][disrow*4+1];BUFF__UP[2]=Table[word][disrow*4+2];BUFF__UP[3]=Table[word][disrow*4+3];BUFF__UP[4]=Table[word+1][disrow*4+0];BUFF__UP[5]=Table[word+1][disrow*4+1];BUFF__UP[6]=Table[word+1][disrow*4+2];BUFF__UP[7]=Table[word+1][disrow*4+3];BUFF__UP[8]=Table[word+2][disrow*4+0];BUFF__UP[9]=Table[word+2][disrow*4+1];BUFF__UP[10]=Table[word+2][disrow*4+2];BUFF__UP[11]=Table[word+2][disrow*4+3];BUFF__UP[12]=Table[word+3][disrow*4+0];BUFF__UP[13]=Table[word+3][disrow*4+1];BUFF__UP[14]=Table[word+3][disrow*4+2];BUFF__UP[15]=Table[word+3][disrow*4+3];BUFF__UP[16]=Table[word+4][disrow*4+3];BUFFDOWN[0]=Table[word][64+disrow*4+0];//裝載下半屏數(shù)據(jù)BUFFDOWN[1]=Table[word][64+disrow*4+1];BUFFDOWN[2]=Table[word][64+disrow*4+2];BUFFDOWN[3]=Table[word][64+disrow*4+3];BUFFDOWN[4]=Table[word+1][64+disrow*4+0];BUFFDOWN[5]=Table[word+1][64+disrow*4+1];BUFFDOWN[6]=Table[word+1][64+disrow*4+2];BUFFDOWN[7]=Table[word+1][64+disrow*4+3];BUFFDOWN[8]=Table[word+2][64+disrow*4+0];BUFFDOWN[9]=Table[word+2][64+disrow*4+1];BUFFDOWN[10]=Table[word+2][64+disrow*4+2];BUFFDOWN[11]=Table[word+2][64+disrow*4+3];BUFFDOWN[12]=Table[word+3][64+disrow*4+0];BUFFDOWN[13]=Table[word+3][64+disrow*4+1];BUFFDOWN[14]=Table[word+3][64+disrow*4+2];BUFFDOWN[15]=Table[word+3][64+disrow*4+3];BUFFDOWN[16]=Table[word+4][64+disrow*4+3];}while(1){ for(col=0;col<32;col++)//循環(huán)32次，點(diǎn)亮并移動(dòng)一個(gè)漢字，步進(jìn)是一位5系統(tǒng)調(diào)試與分析5.1硬件調(diào)試測(cè)試方法：在最低幀率[11]和最高幀率設(shè)置下，用秒表統(tǒng)計(jì)出各個(gè)移動(dòng)速度設(shè)置值下的，每秒移動(dòng)的水平點(diǎn)陣數(shù)。單位為點(diǎn)/秒。測(cè)試儀器：秒表、肉眼測(cè)試結(jié)果：如表1.1所示。表1.1秒表、肉眼測(cè)試結(jié)果下位機(jī)刷新率設(shè)置為1下位機(jī)刷新率設(shè)置為6下位機(jī)左移速度設(shè)置實(shí)際移動(dòng)速度（點(diǎn)/秒）下位機(jī)左移速度設(shè)置實(shí)際移動(dòng)速度（點(diǎn)/秒）1315252838311410414512517614621通過(guò)上面指標(biāo)的分析，基本上達(dá)到本設(shè)計(jì)對(duì)速度的要求。選用高頻晶振刷新速率越高，漢字閃爍越小，在同等條件下選用24M晶振和選用12M晶振的，前者比后者要更穩(wěn)定一些，存儲(chǔ)大量漢字編碼時(shí)必須采用外部的存儲(chǔ)器來(lái)實(shí)現(xiàn)漢字的存儲(chǔ)。5.2軟件調(diào)試軟件部分需要調(diào)試的主要有顯示屏刷新頻率及顯示效果兩部分。顯示屏刷新率由定時(shí)器T0的溢出率和單片機(jī)的晶振頻率決定，表1.2給出了實(shí)驗(yàn)調(diào)試時(shí)采用的頻率及其對(duì)應(yīng)的定時(shí)器T0初值表1.2顯示平刷新率與T0初值關(guān)系表（24MHz晶振）刷新率255062.57585100120T0初值0xec780xf63c0xf8300xf97e0xfa420xfb1e0xfbee從理論上來(lái)說(shuō)，選用高頻晶振刷新速率越高，漢字閃爍越小，在同等條件下選用24M晶振和選用12M晶振的，前者比后者要更穩(wěn)定一些,24M以上的刷新頻率就能看到穩(wěn)定的連續(xù)的顯示，刷新率越高，顯示越穩(wěn)定，同時(shí)刷新頻率越高，顯示驅(qū)動(dòng)程序占用的CPU時(shí)間越多。試驗(yàn)證明，在目測(cè)條件下刷新頻率40Hz一下的畫面看起來(lái)閃爍較嚴(yán)重，刷新頻率50Hz以上的已基本察覺(jué)不出畫面的閃爍，刷新頻率達(dá)到85Hz以上時(shí)再增加畫面閃爍沒(méi)有明顯的改善。這個(gè)方案設(shè)計(jì)的64*32的點(diǎn)陣LED圖文顯示屏，電路簡(jiǎn)單，成本較低，且較容易擴(kuò)展成更大的顯示屏；顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足；顯示圖形或文字穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_；可用靜止、移入移出等多種顯示方式顯示圖形或文字。6總結(jié)通過(guò)本次LED電子點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)與制作，從總體方案的確立到各個(gè)模塊的完成及最后系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)，無(wú)論是我的理論水平、實(shí)際動(dòng)手能力還是軟件編程能力都有了很大程度的提升。對(duì)于一個(gè)設(shè)計(jì)的完成，首先要有一個(gè)明確的可行性實(shí)施方案；其次，對(duì)該方案的具體實(shí)現(xiàn)要以理論計(jì)算為支撐，聯(lián)合實(shí)際問(wèn)題逐步完成；第三，對(duì)于電子顯示屏硬件的實(shí)現(xiàn)，要充分考慮顯示屏的電路布局和選擇適當(dāng)元器件才能實(shí)現(xiàn)最佳方案，如連線應(yīng)盡可能短。第四，遇到問(wèn)題，要逐步排查分析。當(dāng)所有的接線盒軟件等都就位以后，打開(kāi)電源，將寫好的成熟下載到單片機(jī)以后，沒(méi)有看到顯示屏有任何反應(yīng)。于是便斷電先檢查供電電源與信號(hào)線是否連接。檢查到連接正常以后，再檢查測(cè)試卡是否以識(shí)別接口，測(cè)試卡紅燈閃動(dòng)則沒(méi)有識(shí)別，檢查燈板是否與測(cè)試卡同電源地?zé)舭褰涌谟行盘?hào)與地短路導(dǎo)致無(wú)法識(shí)別接口。問(wèn)題果然就出現(xiàn)在這里，按正常的標(biāo)準(zhǔn)接好以后，顯示屏能夠正常顯示“歡迎光臨”四個(gè)大字。從設(shè)計(jì)之初就確定了參照大屏幕顯示屏的實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)際情況設(shè)計(jì)一款小屏幕的LED點(diǎn)陣顯示屏。在查閱了大量的大屏幕顯示屏資料后確定了題目的設(shè)計(jì)方案。整個(gè)設(shè)計(jì)采用STC12C5A60S2做核心控制器，采用四片74LS138級(jí)聯(lián)控制行選，和75LS595級(jí)聯(lián)控制列選，74LS245作為總線驅(qū)動(dòng)器來(lái)控制行/列的控制端口實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣屏顯示漢字。在實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)的過(guò)程中所遇到的問(wèn)題和困難給我留下了寶貴的經(jīng)驗(yàn)和深刻教訓(xùn)。雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束了，但學(xué)習(xí)還會(huì)繼續(xù)。我相信通過(guò)此次設(shè)計(jì)所得到的知識(shí)、心得、經(jīng)驗(yàn)?zāi)酥粮惺芏紩?huì)讓我在以后的日子里受益匪淺。參考文獻(xiàn)[1]高吉祥.模擬電路設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2007:25~83.[2]高吉祥.高頻電路設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2007:156~182.[3]高吉祥.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程[M].北京:電子工業(yè)出版社，2011:45~69.[4]高吉祥.基本技能訓(xùn)練與單元電路設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2007:13~44.[5]高吉祥.全國(guó)大學(xué)生電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽培訓(xùn)系列教程數(shù)字系統(tǒng)與自動(dòng)控制控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2007:28~50.[6]譚浩強(qiáng).C程序設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社，2007：48~72.[7]求是科技主編.單片機(jī)典型外圍器件及應(yīng)用實(shí)例[M].北京:人民郵電出版社，2006:68~94.[8]付家才.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐[M].北京:高等教育出版社，2006:76~85.[9]郭天祥.新概念51單片機(jī)C語(yǔ)言教程:入門提高.開(kāi)發(fā).拓展.全攻略[M].北京:電子工業(yè)出版社，2009.1:92~175.[10]潘永雄.沙河.電子線路CAD使用教程-西安:西安電子科技大學(xué)出版社[M].2007.7:30~97.[11]江思敏.PCB和電磁兼容設(shè)計(jì)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2006:67~124.附錄附錄A實(shí)物顯示效果圖:圖A實(shí)物效果顯示圖附錄B主程序#include<reg52.H>#include<intrins.h>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#define_Nop()_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_()sbitHC138_A=P1^0; sbitHC138_B=P1^1;sbitHC138_C=P1^2;sbitHC138_D=P1^3; //138，4，5sbitHC138_OE=P0^1; //1386sbitHC595_LAT=P1^6;//59512sbitHC595_CLK=P1^7;//59511sbitHC595_RD2=P3^5;//59514sbitHC595_RD=P1^5;//59514unsignedcharr_data[8]，g_data[8];unsignedchark，t，m，n，p，state;unsignedcharcodehanzi[17][32]={ //二維數(shù)據(jù)/*--文字:歡--*//*--宋體24;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x32--*/0x09，0x00，0x09，0x00，0x09，0x00，0x11，0xFE，0x12，0x80，0x32，0x80，0x34，0x80，0x50，0xF8，0x90，0x80，0x10，0x80，0x10，0x80，0x10，0xFC，0x10，0x80，0x10，0x80，0x10，0x80，0x10，0x80，/*--文字:迎--*//*--宋體24;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x32--*/0x00，0x00，0x1F，0xF0，0x10，0x10，0x10，0x10，0x10，0x10，0x10，0x10，0x1F，0xF0，0x00，0x00，0x00，0x00，0x7C，0x7C，0x44，0x44，0x44，0x44，0x44，0x44，0x44，0x44，0x7C，0x7C，0x44，0x44，/*--文字:光--*//*--宋體24;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x32--*/0x00，0x00，0x3F，0xFC，0x20，0x04，0x20，0x04，0x3F，0xFC，0x22，0x20，0x22，0x20，0x2F，0xF8，0x22，0x20，0x22，0x20，0x3F，0xFE，0x24，0x88，0x24，0x50，0x45，0x30，0x46，0x0E，0x84，0x00，/*--文字:臨--*//*--宋體24;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x32--*/0x04，0x40，0x24，0x40，0x24，0x7C，0x24，0x90，0x25，0x08，0x04，0x00，0x1F，0xF0，0x10，0x10，0x11，0x10，0x11，0x10，0x11，0x10，0x12，0x90，0x02，0x80，0x04，0x84，0x18，0x84，0x60，0x7C，//0x11，0x00，0x11，0x00，0x11，0x00，0x23，0xFC，0x22，0x04，0x64，0x08，0xA8，0x40，0x20，0x40，0x21，0x50，//0x21，0x48，0x22，0x4C，0x24，0x44，0x20，0x40，0x20，0x40，0x21，0x40，0x20，0x80，//你};voidDelay(ucharus)//5，7，9{while(--us);}//delaymsvoidDelayMS(uintiMs){uinti，j;for(i=0;i<iMs;i++)for(j=0;j<65;j++)Delay(1);}voidwrite595(unsignedcharrdd，gdd){ 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if(state>1)state=0; } //endwhile}目錄TOC\o"1-3"\f\h\u15739第一章總論 452391.1項(xiàng)目概述 4108251.2項(xiàng)目提出的背景和必要性 4177201.3項(xiàng)目建設(shè)的可行性分析 166440第二章項(xiàng)目依據(jù)和范圍 20HYPERLINK\l_T