多功能顯示屏 畢業(yè)論文

1、<p>　　應(yīng)用電子專(zhuān)業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)</p><p>　　題 目： 多功能顯示屏 </p><p>　　作 者： xxx </p><p>　　班 級(jí)： 電子（2）班　　　　　</p><p>　　學(xué) 號(hào)： </p&

2、gt;<p>　　指導(dǎo)教師： xxx </p><p>　　設(shè)計(jì)時(shí)間：2013年4月至2013年6月 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　第一章 引言……………………………………………

3、……………….3</p><p>　　第二章 方案論證………………………………………………….5</p><p><b>　　2.1 方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1.1方案一</b></p><p><b>　　2.1.2方案二</b></p>

4、<p><b>　　2.2 方案論證</b></p><p>　　第三章 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)………………………………………………….9</p><p><b>　　3.1 概述</b></p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　3.1.2 系統(tǒng)框圖</p>&l

5、t;p>　　3.1.3 電路原理</p><p>　　3.2 漢字點(diǎn)陣顯示</p><p>　　3.2.1 點(diǎn)陣顯示</p><p>　　3.2.2 漢字顯示原理</p><p>　　3.2.4 滾動(dòng)顯示多漢字信息的原理</p><p>　　第四章 電路設(shè)計(jì)……………………………………………… 14</p&

6、gt;<p>　　4.1 主要元件介紹</p><p>　　4.1.1 MAX7219芯片介紹</p><p>　　4.2 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　4.2.1 穩(wěn)壓電源原理 </p><p>　　4.2.2 復(fù)位電路</p><p>　　4.2.3 時(shí)鐘電路</p>&l

7、t;p>　　4.3 點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)器的設(shè)置</p><p>　　4.4 顯示屏的設(shè)置</p><p>　　4.4.1 顯示屏的設(shè)計(jì) </p><p>　　第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)………………………………………..22</p><p><b>　　軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　MAX721

8、9軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　程序流程</b></p><p>　　第六章 我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀與前景…………………………..24</p><p>　　第七章 結(jié)束語(yǔ)…………………………………………………..25</p><p>　　致謝………………………………………………………………25</p>

9、<p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………26</p><p>　　附錄Ⅰ 多功能顯示屏程序清單…………………………27</p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。由于它具有發(fā)光率高、使用壽命長(zhǎng)、組態(tài)靈活、色彩豐富

10、以及對(duì)室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，自20世紀(jì)80年代后期開(kāi)始，隨著LED制造技術(shù)的不斷完善，在國(guó)外得到了廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)改革開(kāi)放之后，特別是進(jìn)入90年代國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)，對(duì)公眾場(chǎng)合發(fā)布信息的需求日益強(qiáng)烈，LED顯示屏的出現(xiàn)正好適應(yīng)了這一市場(chǎng)形勢(shì)，因而在LED顯示屏的設(shè)計(jì)制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提高。LED顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色圖文顯示屏，到圖象顯示屏，一直到今天的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過(guò)程。無(wú)論在期間的性能（提高亮度LED

11、顯示器及藍(lán)色發(fā)光燈等）和系統(tǒng)的組成（計(jì)算機(jī)化的全動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)）等方面都取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前已經(jīng)達(dá)到的超高亮度全彩色視頻顯示的水平，可以說(shuō)能夠滿(mǎn)足各種應(yīng)用條件的要求。其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍及交通、證券、電信、廣告、宣傳等各個(gè)方面。</p><p>　　本論文著重介紹了大屏幕的設(shè)計(jì)方案并且強(qiáng)調(diào)如何根據(jù)實(shí)際控制規(guī)律設(shè)計(jì)出簡(jiǎn)單可靠的硬件系統(tǒng)以及如何根據(jù)硬件系統(tǒng)及工藝進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)；還有軟件和硬件的合理分配等綜合設(shè)計(jì)方面的問(wèn)題。

12、在選材和論述方面，把基本原理的闡述和基本分析方法的介紹作為關(guān)鍵點(diǎn)，盡量避免復(fù)雜繁冗的數(shù)學(xué)推導(dǎo)，另一方面對(duì)重要的結(jié)論也給出了必要的分析思路和由來(lái)。在討論各種功能電路時(shí)，以單片機(jī)的外圍電路為主導(dǎo)，并且給出了實(shí)用電路的范例，做到理論聯(lián)系實(shí)際，盡量讓讀者更好的了解實(shí)用這種電路，看懂電路圖并能掌握電路的功能。在本論文的設(shè)計(jì)過(guò)程中，作者參閱了大量的相關(guān)資料，并運(yùn)用了Protel 99/2004、Office2003等多種應(yīng)用軟件，完成了本文。本文中

13、列舉的結(jié)論和分析方法具有很強(qiáng)的代表性，從而提高了本文的閱讀價(jià)值。</p><p>　　本論文分七章。第一章是引言，主要介紹了什么是LED電子顯示屏以及其特點(diǎn)和分類(lèi)；第二章為方案論證，闡述了論文中選用方案的特點(diǎn)和應(yīng)用價(jià)值；第三章則是重點(diǎn)，主要介紹了電路原理和漢字點(diǎn)陣的顯示的原理問(wèn)題；第四章是硬件電路的設(shè)計(jì)與主要元件MAX7219的介紹及點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)時(shí)的設(shè)置第五章軟件的設(shè)計(jì)與系統(tǒng)完善，在實(shí)際應(yīng)用中存在的缺點(diǎn)，也提出了一些

14、基本解決方法；第六章是我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀以及市場(chǎng)前景瞻望；第七章是結(jié)束語(yǔ)。 </p><p>　　參考文獻(xiàn)：[18] </p><p><b>　　多功能顯示屏</b></p><p>　　摘要：文中介紹了MAX7219的性能特點(diǎn)，引腳功能及應(yīng)用方法，并以單片機(jī)為例給出了串性擴(kuò)展的硬件電路及給出了單片機(jī)接口的軟件編程實(shí)例；同時(shí)，該芯片可同時(shí)驅(qū)

15、動(dòng)64只獨(dú)立的LED。由于各種新型電力電子設(shè)備的廣泛應(yīng)用，介紹一種利用單片機(jī)8051的串行口構(gòu)成小型漢字LED顯示屏的方法以及介紹LED電子顯示屏的電路設(shè)計(jì)，著重介紹電路設(shè)計(jì)；該電路其體積小，可靠性高，性能好；并給出了8051系列單片機(jī)的接口電路和編程方法，并對(duì)單片機(jī)外圍電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析。文中給出了LED顯示屏顯示漢字的基本原理并對(duì)其應(yīng)用前景進(jìn)行了展望。</p><p>　　關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)；顯示；MAX721

16、9。</p><p>　　Multi-purpose display monitors</p><p>　　Abstract: In this paper, the performance characteristics , dip function and application methods are introduced , and the serial interface hard

17、ware circuit and alse gives software program examples of MAX7219 with single chip microcomputer ,As the same time ,the chip can drive 64independent LED at the same time . Because new kinds of power electronic equipment

18、are estensivly applied, it introducing a kind of LED electronics in the text the manifestation hold the system design project,it introduce</p><p>　　Key words: chip microcomputer;display ;MAX7219.</p>

19、<p><b>　　引 言</b></p><p>　　LED顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫(huà)、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。LED電子顯示屏是隨著計(jì)算機(jī)及相關(guān)的微電子，光電子技術(shù)的

20、迅猛發(fā)展而形成的一種電子廣告媒體，LED顯示屏顯示畫(huà)面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫(huà)，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車(chē)站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣(mài)行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。常用于需要發(fā)布多變的實(shí)時(shí)的信息，或進(jìn)行廣告宣傳，傳統(tǒng)的黑板和紙張等為媒介的手段不能滿(mǎn)足其為多變性和實(shí)時(shí)性。而LED電子顯示屏以其修改方便實(shí)時(shí)顯示，美觀(guān)整潔等特點(diǎn)應(yīng)運(yùn)而生。構(gòu)成LED電子顯示系統(tǒng)的方法很多，它們的基本原理相同，都是采用點(diǎn)陣的

21、形式顯示漢字，字符等。</p><p>　　⑴什么是LED電子屏？</p><p>　　LED電子顯示屏是由幾萬(wàn)--幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開(kāi)發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。</p><p>　　LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)

22、點(diǎn)分不開(kāi)的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來(lái)是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、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。</p><p>　?、芁ED電子顯示屏介紹：</p><p>　　LED是發(fā)光二極管Light Emitting Diode的英文縮寫(xiě)。LED顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的一顯示

23、器件。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有：</p><p><b>　　耗電少</b></p><p><b>　　使用壽命長(zhǎng)</b></p><p><b>　　成本低</b></p><p><b>　　亮度高</b></p><p>

24、<b>　　故障少 </b></p><p><b>　　視角大</b></p><p><b>　　可視距離遠(yuǎn)</b></p><p>　　目前LED顯示屏作為新一代的信息傳播媒體，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設(shè)的標(biāo)志。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，以及LED顯示技術(shù)的不斷完善，人們對(duì)LED顯示屏的認(rèn)識(shí)將越來(lái)

25、越深入，其應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)越來(lái)越廣。</p><p>　　⑶LED顯示屏的分類(lèi)：</p><p>　?、侔搭伾梢苑譃椋?lt;/p><p>　　單基色顯示屏：?jiǎn)我活伾t色或綠色）。</p><p>　　雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級(jí)灰度、可以顯示65536種顏色。</p><p>　　全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基

26、色，256級(jí)灰度的全彩色顯示屏。</p><p><b>　?、诎达@示器件分類(lèi)：</b></p><p>　　LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時(shí)鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。</p><p>　　LED點(diǎn)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(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。</p>

27、<p><b>　?、郯词褂脠?chǎng)合分類(lèi)：</b></p><p>　　室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點(diǎn)較小，一般Φ3mm--Φ8mm，顯示面積一般幾至十幾平方米。 </p><p>　　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(yáng)光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。</p><p>　　④按發(fā)光點(diǎn)直徑分類(lèi)：</p>&l

28、t;p>　　室內(nèi)屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、</p><p>　　室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ21mm、Φ26mm</p><p>　　室外屏發(fā)光的基本單元為發(fā)光筒，發(fā)光筒的原理是將一組紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管封在一個(gè)塑料筒內(nèi)共同發(fā)光增強(qiáng)亮度。</p><p>　　⑷LED顯示屏得分類(lèi)和特點(diǎn)</p><

29、p>　　效果卓越：采用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，畫(huà)面穩(wěn)定，無(wú)雜點(diǎn)，圖象效果細(xì)膩，清晰；動(dòng)畫(huà)效果生動(dòng)，多樣；視頻效果流暢逼真</p><p><b>　　技術(shù)先進(jìn)</b></p><p>　　維修方便：模塊化設(shè)計(jì)，安裝，維護(hù)方便</p><p>　　格式靈活：可顯示文字，圖畫(huà)視頻信息</p><p>　　內(nèi)容豐富：可由用戶(hù)任意編

30、排顯示模式</p><p>　　信息量大：顯示的信息不受限制 參考文獻(xiàn)：[17]</p><p><b>　　方案論證</b></p><p>　　2.1 方案設(shè)計(jì)</p><p>　　近年來(lái)，隨著電子產(chǎn)品智能化的發(fā)展，以單片機(jī)為核心的電子顯示屏在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各領(lǐng)域中被廣泛地應(yīng)用。市場(chǎng)上，LED電子顯示屏的樣式繁

31、多，設(shè)計(jì)方案不盡相同。</p><p>　　2.1.1 方案一：</p><p>　　⑴ 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)</p><p>　　此系統(tǒng)利用單片機(jī)8051構(gòu)成顯示控制部分；驅(qū)動(dòng)電路由譯碼器，大功率三極管構(gòu)成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖一所示：</p><p>　　圖一： 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 </p><p>　　工作過(guò)程；由主機(jī)把提供的字符

32、信息，通過(guò)并行口發(fā)給譯碼電路，經(jīng)掃描電路在LED顯示屏上進(jìn)行顯示。</p><p><b>　?、?電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　在本電路中，以單片機(jī)8051為核心并且由8051的P0，P1，P2口，譯碼器，大功率三極管組成。如圖二所示：</p><p>　　8051單片機(jī)的P0，P2口提供16根數(shù)據(jù)線(xiàn)，作為16根數(shù)據(jù)線(xiàn)且4個(gè)字的數(shù)

33、據(jù)線(xiàn)相同，經(jīng)大功率的三極管驅(qū)動(dòng)后送到LED的行端。列掃描部分由8051的P1口，譯碼器，功率放大三極管等組成；歐8051的P1的P1.0~P1.3的四位與并聯(lián)的4個(gè)4線(xiàn)—16線(xiàn)譯碼器輸入相連后，每個(gè)譯碼器的16根輸出線(xiàn)經(jīng)功率放大三極管驅(qū)動(dòng)器按每個(gè)字的16根列線(xiàn)。8051的P1.4接4線(xiàn)—1線(xiàn)譯碼器后，用于控制上述4個(gè)4線(xiàn)——16線(xiàn)譯碼器。</p><p>　　參考文獻(xiàn)：[1]；[15]；[6]</p>

34、<p>　　2.1.2 方案二：</p><p><b>　?、?系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　利用單片機(jī)8051的串行口，并用MAX7219芯片構(gòu)成顯示控制電路；驅(qū)動(dòng)電路由譯碼器構(gòu)成。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖三所示：</p><p>　　圖三 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　工作過(guò)程：由主機(jī)把提出

35、的信息通過(guò)串行發(fā)送，在單片機(jī)8051構(gòu)成的控制電路的控制下，直接送給LED顯示屏顯示。</p><p><b>　?、?電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　控制電路以8051為核心并由此機(jī)的串行口，譯碼器和MAX7219組成。如圖四所示：</p><p>　　圖四 電路系統(tǒng)圖</p><p>　　8051單片機(jī)

36、的串行口作為數(shù)據(jù)傳送線(xiàn)且4個(gè)字的數(shù)據(jù)傳送線(xiàn)相同。然后數(shù)據(jù)給MAX7219到LED顯示屏進(jìn)行顯示；譯碼電路由1個(gè)4線(xiàn)—16線(xiàn)譯碼器與16個(gè)MAX7219相連，16根輸出線(xiàn)控制上述的16個(gè)并聯(lián)的MAX7219的選通，則每一時(shí)刻只有一個(gè)MAX7219被選中。</p><p><b>　　方案論證</b></p><p>　　綜上所述，兩種方案各有利弊：

37、 參考文獻(xiàn)：[7]；[13]；[12]</p><p>　　方案一：利用大功率三極管作驅(qū)動(dòng)，本方案中需要80個(gè)三極管和160個(gè)電阻，看似簡(jiǎn)單的電路也不簡(jiǎn)單并且這種電路的驅(qū)動(dòng)電路存在者焊點(diǎn)多，可靠性低等問(wèn)題，極大的影響了整個(gè)系統(tǒng)的性能。</p><p>　　方案二：此方案采用一種集串轉(zhuǎn)并，鎖存器，驅(qū)動(dòng)器，自動(dòng)刷新于一體的芯片，將6個(gè)芯片及許多電阻完成的功能用此芯片完成，使的硬件電路結(jié)

38、構(gòu)的為簡(jiǎn)單，此芯片集程度高，性能強(qiáng)，亮度大，不閃爍；且由于自動(dòng)刷新，還省去不少CPU時(shí)間；除設(shè)計(jì)的電路簡(jiǎn)單，軟件開(kāi)銷(xiāo)少，功耗低和只占用較少的I/O口線(xiàn)等顯著特點(diǎn)外，還有功能強(qiáng)和控制極其方便的特點(diǎn)且此方案的編程靈活。</p><p>　　目前，構(gòu)成LED點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)方案有很多種，并行口接口電路，串行口接口電路等。但是大多數(shù)采用串行口，串行口占用口資源較少，并且占用少量的CPU時(shí)間，而使用并行口時(shí)，由于顯示屏占用

39、的口資源較多，單片機(jī)不能滿(mǎn)足其接口需求，需要外擴(kuò)口資源，而外擴(kuò)并行口利用資源較多，而且占用大量的CPU時(shí)間，設(shè)計(jì)成本較高，電路可靠性不能保證。而串行口占用口資源較少，只有三根信號(hào)線(xiàn)，占用少量CPU時(shí)間，可靠性高。所以串行口比并行口實(shí)際。</p><p>　　電子顯示屏是有發(fā)光二極管組成的，不能直接和單片機(jī)相連，中間需要用鎖存器或?qū)Ｓ玫腂CD七段譯碼驅(qū)動(dòng)器等，如7447，74164等，此等驅(qū)動(dòng)一個(gè)點(diǎn)陣，還要在軟件控

40、制下不斷掃描以更新顯示內(nèi)容，而且系統(tǒng)設(shè)計(jì)比較復(fù)雜，除了穩(wěn)定性和可靠性較差外，電路板尺寸過(guò)，而且現(xiàn)場(chǎng)的修改，調(diào)試，升級(jí)也非常煩瑣。而且占用大量的CPU時(shí)間，并且頻閃比較厲害；而利用三極管驅(qū)動(dòng)雖然比較價(jià)廉，但數(shù)量較多，一個(gè)三極管驅(qū)動(dòng)一行或一列，這樣既耗費(fèi)資源而且性能也不能得到保障，維修也比較麻煩，頻閃也不能得到控制顯示字體也不穩(wěn)定。所以選用MAX7219是美國(guó)MAXIM公司推出的三線(xiàn)串行8位LED顯示驅(qū)動(dòng)器，該芯片可直接驅(qū)動(dòng)最多8位7段數(shù)字

41、LED顯示器或64個(gè)LED或條形圖顯示器。具有多種顯示（可控）方式，它是一種新型的集BCD碼譯碼器，多路掃描器，段驅(qū)動(dòng)器和位驅(qū)動(dòng)器于一體的內(nèi)含8個(gè)字節(jié)顯示靜態(tài)RAM和6個(gè)特殊功能寄存器，并和微處理器的接口比較簡(jiǎn)單，占用口資源少，僅用三個(gè)引腳 與微處理器的的相應(yīng)端連接，即可實(shí)現(xiàn)10MHZ的串行接口。MAX7219可以和LED直接相連，不用另加驅(qū)動(dòng)器和限流電阻，不用譯碼器，鎖存器和其他硬件電路。上電時(shí)，</p><p&g

42、t;　　現(xiàn)代電子系統(tǒng)的普遍趨向是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的最小功耗即在最小功耗系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，選擇的器件不僅要求本質(zhì)功耗低，而且有良好的功耗控制功能并節(jié)省資源。當(dāng)然，我們?cè)谛Ｆ陂g，只不過(guò)處于科研階段，沒(méi)有考慮市場(chǎng)的價(jià)格比；況且隨著電子集成線(xiàn)路產(chǎn)品的發(fā)展，芯片價(jià)格的下降是勢(shì)在必行。因此，我們?cè)诜桨钢羞x用了MAX7219芯片。但在電路設(shè)計(jì)中，我們盡可能使電路簡(jiǎn)單可靠，所以我們的意見(jiàn)偏向于方案二。</p><p><b>　

43、　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　3.1 概 述</b></p><p>　　在車(chē)站，機(jī)場(chǎng)，商場(chǎng)，證券交易所，廠(chǎng)礦企業(yè)及其他一些公共場(chǎng)所，經(jīng)常需要發(fā)布多變的實(shí)時(shí)的信息，或進(jìn)行廣告宣傳，傳統(tǒng)的黑板和紙張等為媒介的手段不能滿(mǎn)足其為多變性和實(shí)時(shí)性。而LED電子顯示屏以其修改方便實(shí)時(shí)顯示，美觀(guān)整潔等特點(diǎn)應(yīng)運(yùn)而生。構(gòu)成LED電子顯示系統(tǒng)的方法很多，

44、它們的基本原理相同，都是采用點(diǎn)陣的形式顯示漢字，字符等。 </p><p>　　3.1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p><p>　　構(gòu)成LED漢字點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)方法有很多種，大多數(shù)設(shè)計(jì)的電路采用串行口，但也有的利用單片機(jī)的并行口構(gòu)成。利用串行口來(lái)實(shí)現(xiàn)漢字顯示電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，易分析，易實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下：</p><p>　　圖—1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)</p>

45、<p>　　3.1.2 系統(tǒng)框圖</p><p>　　LED顯示屏主要有LED點(diǎn)陣，驅(qū)動(dòng)電路，控制系統(tǒng)和傳輸接口，以及相應(yīng)的PC軟件四部分構(gòu)成。因而利用單片機(jī)8051和74LS154構(gòu)成顯示控制電路，MAX7219組成驅(qū)動(dòng)電路；其系統(tǒng)框圖如下：</p><p>　　圖—2 系統(tǒng)框圖</p><p>　　3.1.3 電路原理</p>

46、<p>　　利用單片機(jī)的串行口把數(shù)據(jù)發(fā)送到驅(qū)動(dòng)器MAX7219的DIN腳，在LOAD為高電平前提下，以每?jī)蓚€(gè)字節(jié)為一個(gè)數(shù)據(jù)包，在CLK上升沿移入16位的移位寄存器，然后在LOAD的上升沿鎖存進(jìn)數(shù)字或控制寄存器。并且，LOAD必須在第16個(gè)CLK上升沿的同時(shí)，或在下個(gè)CLK上升沿之前，否則數(shù)據(jù)將丟失。在單片機(jī)的P1口的四位線(xiàn)經(jīng)4線(xiàn)-16線(xiàn)譯碼器后，16根輸出線(xiàn)控制上述的16個(gè)并聯(lián)的驅(qū)動(dòng)器的選通，則每一時(shí)刻只有一個(gè)被選中。所以在

47、MAX7219的驅(qū)動(dòng)下，首先發(fā)送第一個(gè)字的第一列的16位字模數(shù)據(jù)，同時(shí)，選通第一列，那么對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)為“1”的LED就被點(diǎn)亮，為“0”不顯示，第一列掃描完，再送第二列的數(shù)據(jù)，選通第二列，直到掃描完一貞，這樣就會(huì)穩(wěn)定地顯示漢字。</p><p>　　3.2 漢字點(diǎn)陣顯示</p><p><b>　　3.2.1點(diǎn)陣顯示</b></p><p>　　

48、點(diǎn)陣式LED顯示器與數(shù)碼管LED顯示器的顯示原理相同。只是數(shù)碼管顯示共有8段，每個(gè)段上有一個(gè)LED顯示器，而點(diǎn)陣式LED顯示器由行和列組成，行和列的每個(gè)交點(diǎn)都裝有一個(gè)LED顯示器，若為8行*8列LED顯示器，則共有64個(gè)LED顯示器。LED的 正極接行引線(xiàn)，負(fù)極接列引線(xiàn)的稱(chēng)為共陽(yáng)極LED點(diǎn)陣顯示器；LED的 正極接列引線(xiàn)，負(fù)極接行引線(xiàn)的稱(chēng)為共陰極LED點(diǎn)陣顯示器。因而，用多個(gè)點(diǎn)陣式LED顯示器可以組成大屏幕LED顯示屏，用于顯示漢字，圖

49、形和表格。</p><p>　　發(fā)光二極管點(diǎn)陣顯示屏主要用來(lái)顯示字符或圖案；成行成列的二極管排列成矩陣即為點(diǎn)陣顯示器。8*8點(diǎn)陣是最基本的點(diǎn)陣。 按照行，列有規(guī)則排列構(gòu)成的一個(gè)小面積的顯示器，可作為簡(jiǎn)單顯示器；但這種簡(jiǎn)單點(diǎn)陣顯示的字符大小，不便觀(guān)看。為了增大顯示字符可將多塊8*8點(diǎn)陣組合成不同形狀的顯示屏，如</p><p>　　圖—3 8*8點(diǎn)陣模塊圖 16*16，1

50、6*256，256*256等。圖3所示的就是8*8點(diǎn)陣顯示屏。它有8根行選通線(xiàn)和8根列選通線(xiàn)。若行選通線(xiàn)接發(fā)光二極管的正極；列選通線(xiàn)接發(fā)光二極管的負(fù)極；那么為了使任何一制發(fā)光二極管亮，則此管對(duì)應(yīng)的行選通線(xiàn)接高電平（邏輯“1”），列選通線(xiàn)接低電平（邏輯“0”）。</p><p>　　8*8的發(fā)光二極管點(diǎn)陣有8根行選通線(xiàn)和8根列選通線(xiàn)。其中，列選通線(xiàn)可由序列信號(hào)產(chǎn)生電路提供，“0”信號(hào)亮；“1”信號(hào)滅。行選通線(xiàn)的作用

51、是對(duì)8個(gè)發(fā)光二極管進(jìn)行逐行掃描，且每掃描一行，此行的發(fā)光二極管正極應(yīng)為高電平。因此，行選通線(xiàn)產(chǎn)生電路的功能是依次輸出8個(gè)“1”的正脈沖，如此循環(huán)反復(fù)。輸出的每一個(gè)正脈沖應(yīng)具有驅(qū)動(dòng)8個(gè)發(fā)光二極管的能力，可有譯碼電路實(shí)現(xiàn)。必要時(shí)，譯碼輸出端要加驅(qū)動(dòng)器；因?yàn)楦鶕?jù)人眼的視覺(jué)暫留特性，行掃描速度頻率為50HZ左右，此時(shí)1秒內(nèi)有50幅斷續(xù)畫(huà)面出現(xiàn)，給人的感覺(jué)則是看到一幅連續(xù)的畫(huà)面或是一幅穩(wěn)定的圖案。顯示一個(gè)字符的過(guò)程：先在8個(gè)段數(shù)據(jù)腳上送一行點(diǎn)陣數(shù)

52、據(jù)（即段數(shù)據(jù)），在8個(gè)段數(shù)據(jù)腳上送數(shù)據(jù)，點(diǎn)亮第一行，延時(shí)一定時(shí)間，熄滅；再送第二行點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，點(diǎn)亮第二行，延時(shí)一定時(shí)間，熄滅……如果8行輪流點(diǎn)亮，顯示一個(gè)完整字符。由此可知，要顯示一個(gè)字符，就要不斷的更新點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，同時(shí)更新點(diǎn)陣的行，即是刷新。 </p><p>　　3.2.2 漢字顯示原理</p><p>　　UCDOS軟件中的文件HZK16和文件ASC16分別為16×16的國(guó)

53、標(biāo)漢字點(diǎn)陣文件和8×16的ASCII碼點(diǎn)陣文件，以二進(jìn)制格式存儲(chǔ)。在文件HZK16中，按漢字區(qū)位碼從小到大依次存有國(guó)標(biāo)區(qū)位碼表中的所有漢字，每個(gè)漢字占用32個(gè)字節(jié)，每個(gè)區(qū)為94個(gè)漢字。在文件ASC16中按ASCII碼從小到大依次存有8×16的ASCII碼點(diǎn)陣，每個(gè)ASCII碼占用16個(gè)字節(jié)。在PC機(jī)的文本文件中，漢字是以機(jī)內(nèi)碼的形式存儲(chǔ)的，每個(gè)漢字占用兩個(gè)字節(jié)：第一個(gè)字節(jié)為區(qū)碼，為了與ASCII碼區(qū)別，范圍從十六進(jìn)制

54、的0A1H開(kāi)始（小于80H的為ASCII碼字符），對(duì)應(yīng)區(qū)位碼中區(qū)碼的第一區(qū)；第二個(gè)字節(jié)為位碼，范圍也是從0A1H開(kāi)始，對(duì)應(yīng)某區(qū)中的第一個(gè)位碼。這樣，將漢字機(jī)內(nèi)碼減去0A0AH就得該漢字的區(qū)位碼。下面以HZK16文件為例，分析取得漢字字模的方法。HZK16文件是按照GB 2312-80標(biāo)準(zhǔn)，也就是通常所說(shuō)的國(guó)標(biāo)碼或區(qū)位碼的標(biāo)準(zhǔn)排列的。國(guó)標(biāo)碼分為 94 個(gè)區(qū)(Section)，每個(gè)區(qū) 94 個(gè)位(Position)，所以也稱(chēng)為區(qū)位碼。其中0

55、1～09 區(qū)為符號(hào)、數(shù)字區(qū)，16～87 區(qū)為漢字區(qū)。而 10～15 區(qū)、</p><p>　　具體算式如下：qh=c1-32-128=c1-160; wh=c2-32-128=c2-160 </p><p>　　或 　　qh=c1-0xa0; wh=c2-0xa0　　qh,wh為漢字的區(qū)號(hào)和位號(hào)，c1,c2為漢字的第一字節(jié)和第二字節(jié)?！　「鶕?jù)區(qū)號(hào)和位號(hào)可以得到漢字字模在文件

56、中的位置：　　location=(94*(qh－1)+(wh－1))*一個(gè)點(diǎn)陣字模的字節(jié)數(shù)?！　∧敲匆粋€(gè)點(diǎn)陣字模究竟占用多少字節(jié)數(shù)呢？我們來(lái)分析一下漢字字模的具體排列方式。例如下圖中顯示的“漢”字，使用16×16點(diǎn)陣。字模中每一點(diǎn)使用一個(gè)二進(jìn)制位(Bit)表示，如果是1，則說(shuō)明此處有點(diǎn)，若是0，則說(shuō)明沒(méi)有。這樣，一個(gè)16×16點(diǎn)陣的漢字總共需要16*16/8=32個(gè)字節(jié)表。 字模的表示順序?yàn)椋合葟淖蟮接?，再?gòu)纳系?/p>

57、下，也就是先畫(huà)左上方的8個(gè)點(diǎn)，再是右上方的8個(gè)點(diǎn)，然后是第二行左邊8個(gè)點(diǎn)右邊8個(gè)點(diǎn)，依次類(lèi)推畫(huà)滿(mǎn)16*16個(gè)點(diǎn)。這樣我們就完全清楚了如何得到漢字的點(diǎn)陣字模， 這樣就可以在程序中隨意的顯示漢字了。</p><p>　　圖四“漢”字的點(diǎn)陣模</p><p>　　3.2.3 漢字掃描原理</p><p>　　我們以顯示漢字“大”為例，來(lái)說(shuō)明其掃描原理，在UCDOS中文宋

58、體字庫(kù)中，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。如果用8位的AT89C51單片機(jī)控制，由于單片機(jī)的總線(xiàn)為8位，一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分。一般我們把它拆分為上部和下部，上部由8*16點(diǎn)陣組成，下部也由8*16點(diǎn)陣組成。</p><p>　　在本例中單片機(jī)首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的P00---P07口。方向?yàn)镻00到P07 ,顯示漢字“大”時(shí)，P05點(diǎn)亮,由上往下排列，為P0.0 滅，P0.1

59、滅, P0.2 滅P0.3 滅, P0.4 滅, P0.5 亮,P0.6 滅,P0.7 滅。即二進(jìn)制00000100，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制為 04h.。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的</p><p>　　圖5 “大”字的顯示的原理</p><p>　　第一列，為了接線(xiàn)的方便，我們?nèi)栽O(shè)計(jì)成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃描，從上圖可以看到，這一列全部為不亮， 即為00000000，

60、16進(jìn)制則為00h。然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列，仍為p05點(diǎn)亮，為00000100，即16進(jìn)制04h. 這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分的掃描，p21點(diǎn)亮，為二進(jìn)制00000010，即16進(jìn)制02h。依照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個(gè)8位， 可以得出漢字“大”。依照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個(gè)8位，可以得出漢字“大”。</p><p>　　04H,00H,04H,02H,04H,02H,

61、04H,04H；</p><p>　　04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H</p><p>　　05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08H；</p><p>　　04H,04H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H</p><p>　　由這個(gè)原理可以看出， 無(wú)論顯示何種字體或圖像，

62、都可以用這個(gè)方法來(lái)分析出它的掃描代碼。從而顯示在屏幕上。</p><p>　　3.2.4 滾動(dòng)顯示多漢字信息的原理</p><p>　　為在16*16 LED 發(fā)光二極管點(diǎn)陣上顯示漢按列抽取依序排列的漢字像素信息，均具有16位字長(zhǎng)。然后，依次對(duì)多漢字抽取像素信息，并按序排隊(duì)存放于RAM之中，便可得到一個(gè)待顯示數(shù)據(jù)序列。進(jìn)一步通過(guò)尋址的方法來(lái)控制該數(shù)據(jù)序列的釋放過(guò)程，就可實(shí)現(xiàn)在16*16

63、LED 發(fā)光二極管點(diǎn)陣上滾動(dòng)顯示多漢字信息的目的。圖6給出的就是實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)顯示多漢字信息的原理示意圖。    由圖6可知，某一時(shí)刻能在顯示數(shù)據(jù)序列中定位待顯示數(shù)據(jù)的地址指針可用下式計(jì)算： addr=n+m    （1）    顯然，n的取值范圍應(yīng)為0～N，并由它控制漢字顯示的滾動(dòng)速度；m的取值范圍應(yīng)為0～15，并由它決定LED點(diǎn)陣的列的掃描速度。

64、因此，控制n掃遍全部待顯示數(shù)據(jù)的時(shí)間，可調(diào)節(jié)漢字信息的滾動(dòng)速度；改變m的重復(fù)掃描周期，可改善在LED點(diǎn)</p><p>　　陣上顯示完整漢字信息的穩(wěn)定性。</p><p><b>　　漢字信息定位指針</b></p><p>　　LED點(diǎn)陣掃描定位指針    另外還需指出，由于式(1)的運(yùn)算要靠硬件實(shí)現(xiàn)，故地址

65、指針addr的模應(yīng)取為N，而且為實(shí)現(xiàn)全部漢字信息滾過(guò)LED點(diǎn)陣，必須在數(shù)據(jù)N前補(bǔ)充8個(gè)空數(shù)據(jù)字節(jié)。字，首先要把漢字表示成為如圖5所示的16*16像素點(diǎn)圖。參考文獻(xiàn)：[13]；[12]；[11]；</p><p><b>　　電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1 主要元件介紹</p><p>　　4.1.1 MAX7219芯片簡(jiǎn)介&l

66、t;/p><p>　　MAX7219芯片結(jié)構(gòu)如附圖一所示，其中SEGA-SEGDP為顯示驅(qū)動(dòng)，和點(diǎn)陣直接相連，DIG0-DIG7為位控端，用來(lái)選擇顯示器，它們和點(diǎn)陣的陰極相連，顯然一個(gè)7219能驅(qū)動(dòng)一個(gè)8*8的點(diǎn)陣。和CPU相連的是串行數(shù)據(jù)輸入端DIN，移位脈沖CLK和數(shù)據(jù)鎖存脈沖LOAD，7219能接受的數(shù)據(jù)和命令的格式為16位的數(shù)據(jù)包，前8位用來(lái)選擇7219內(nèi)部寄存器地址，后8位是指令或數(shù)據(jù)的內(nèi)容，高位再前，低位

67、在后（見(jiàn)表4.1—1）。芯片的時(shí)序如圖所示，在時(shí)鐘脈沖CLK上升沿的作用下，串行數(shù)據(jù)依次從LOAD端輸入到7219的移位寄存器，高位在前，低位在后，每當(dāng)LOAD上升沿時(shí)，7219內(nèi)部寄存器的16位數(shù)據(jù)包被鎖存到7219內(nèi)，LOAD出現(xiàn)上升沿的時(shí)間最遲須在16.5個(gè)時(shí)鐘脈沖之前出現(xiàn)，否則會(huì)造成數(shù)據(jù)丟失，因?yàn)樵?6.5個(gè)移位脈沖后，先前進(jìn)入DIN的數(shù)據(jù)D15將出現(xiàn)在輸出引腳DOUT上，以便在級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)，傳到下一個(gè)7219。</p>

68、;<p>　　表4.1—1 串行數(shù)據(jù)格式</p><p>　　DOUT是實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)的，當(dāng)點(diǎn)陣的個(gè)數(shù)多于8個(gè)時(shí)，可使用7219級(jí)聯(lián)，前級(jí)7219的輸出接后級(jí)7219的輸入，各級(jí)的CLK和LOAD并聯(lián)，而7219的段，位輸出端與點(diǎn)陣的段，位端對(duì)應(yīng)連接。</p><p>　　1. MAX7219內(nèi)部寄存器和工作模式</p><p>　　7219內(nèi)部共有14個(gè)

69、寄存器，其中6個(gè)為控制寄存器，8個(gè)為數(shù)據(jù)寄存器，數(shù)據(jù)寄存器存放欲顯示點(diǎn)陣值，控制寄存器決定著7219的工作模式。7219通過(guò)輸入的數(shù)據(jù)包中的高8位，決定寄存器的選擇，低8位為寄存器的數(shù)據(jù)或指令。寄存器的地址和模式見(jiàn)表4.1—2。</p><p>　　表4.1—2 內(nèi)部寄存器</p><p>　　⑴關(guān)閉模式寄存器 </p><p>　　當(dāng)向寄存器輸入00

70、H時(shí)，7219處于關(guān)閉狀態(tài)，輸入01H時(shí)處于工作狀態(tài)。7219處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)掃描振蕩器停止工作，所有的段電流源接地，所有的驅(qū)動(dòng)器上拉為高電平，這樣顯示器呈消隱狀態(tài)，但寄存器的數(shù)據(jù)仍保持不變。7219上電后，顯示器處于關(guān)閉狀態(tài)，因此必須對(duì)此進(jìn)行初始化編程，否則芯片不能正常工作。</p><p>　?、?譯碼模式模式寄存器</p><p>　　7219具有BCD-七段代碼的譯碼模式和不譯碼模

71、式，譯碼模式為硬件譯碼，適用與七段顯示的顯示器使用，用來(lái)顯示數(shù)據(jù)，見(jiàn)代碼表（表4.1—3）；</p><p>　　表4.1—3 代碼字符表</p><p>　　不譯碼模式稱(chēng)為段選碼方式，用來(lái)驅(qū)動(dòng)條形顯示器，也可用段電流點(diǎn)亮（顯示）固定字符，也可以用軟件譯碼（程序查表）顯示代碼表中沒(méi)有的字符，如A，B，C，D 等，一片7219可以再不同的位同時(shí)輸出兩種顯示模式，大大簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)。<

72、;/p><p>　?、?強(qiáng)度控制寄存器</p><p>　　MAX7219允許用一個(gè)外部電路控制顯示器的亮度，外部電阻接于電源端和ISET端之間，用來(lái)控制段電流的峰值，即最大亮度。進(jìn)入段驅(qū)動(dòng)器的峰值電流峰值設(shè)為37mA，其限流電阻R=9.53KΩ，點(diǎn)陣的亮度不僅可以用R來(lái)控制，還可以用強(qiáng)度控制寄存器進(jìn)行16級(jí)的數(shù)字調(diào)控。當(dāng)寄存器的值為0FH時(shí)，亮度最大，當(dāng)數(shù)值00H時(shí)，亮度最小。</p

73、><p>　　⑷ 掃描限制寄存器</p><p>　　掃描限制寄存器設(shè)定為由多少點(diǎn)陣處于顯示狀態(tài)，顯示時(shí)以1300HZ的掃描頻率被分路驅(qū)動(dòng)，輪流點(diǎn)亮。若將驅(qū)動(dòng)器的數(shù)目減少，則可以提高掃描速度和亮度。該寄存器的低3位值指定要掃描點(diǎn)陣的個(gè)數(shù)</p><p><b>　?、?顯示檢測(cè)寄存器</b></p><p>　　當(dāng)該寄存器

74、的D0=1時(shí)，便進(jìn)入測(cè)試方式，所有LED被點(diǎn)亮，直到D0=0時(shí)為止。該方式只要用于顯示器的測(cè)試，即使在關(guān)斷方式下也能直接進(jìn)入。</p><p><b>　?、?空操作寄存器</b></p><p>　　當(dāng)方式用于是7219的級(jí)聯(lián)。以?xún)杉?jí)為例，當(dāng)向后級(jí)芯片傳送數(shù)據(jù)時(shí)，應(yīng)發(fā)送32位數(shù)據(jù)包，前16位為欲發(fā)送的數(shù)據(jù)包，后16位為0000H，當(dāng)?shù)?2位時(shí)鐘上升沿出現(xiàn)時(shí)，LOAD

75、有效，這樣，后級(jí)芯片鎖存有效的地址和內(nèi)容，前級(jí)芯片鎖存000H數(shù)據(jù)包，它為空操作。以次來(lái)實(shí)現(xiàn)級(jí)聯(lián)。參考文獻(xiàn)：[8]；[9]；[10]；[3]</p><p>　　4.2 硬件電路設(shè)計(jì)</p><p>　　在供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，一般的應(yīng)用場(chǎng)合可以采取同時(shí)使用共頻變壓器，全橋三端穩(wěn)</p><p>　　的方法，電源電路框圖4.2-1所示：</p><

76、p>　　圖4-1 電源電路框圖</p><p>　　其原理為電網(wǎng)電壓220V經(jīng)過(guò)變壓器變壓為所須的電壓，然后經(jīng)過(guò)整流電路把交流信號(hào)轉(zhuǎn)變成有紋波的近視直流的直流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)濾波把紋波減小，直到近視為直流信號(hào)，再經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓器使輸出電壓為+5V，供給負(fù)載。</p><p>　　4.2.1 穩(wěn)壓電壓原理</p><p>　　為防止微機(jī)系統(tǒng)電源及其干擾源對(duì)顯示電

77、路造成影響,同時(shí)為了給顯示電路提供足夠的電源功率,在實(shí)際設(shè)計(jì)中,應(yīng)對(duì)顯示電路單獨(dú)供電,并在MAX7219的電源于地之間并接一個(gè)0.1μF去耦電容和一個(gè)10μF/16v電解電容,以有效提高其工作可靠性.所以本文中設(shè)計(jì)一個(gè)雙電源，一個(gè)給系統(tǒng)供電；一個(gè)單獨(dú)給MAX7219供電。如圖4-2所示</p><p>　　T1是電源變壓器，B1（B2）是整流橋，C1和C2（C3和C4）是電解電容，U1（U2）是三端穩(wěn)壓器也撐三端

78、穩(wěn)壓塊。輸入端“220V”表示使用交流電220伏，也就是平時(shí)家庭或辦公室用的電源；輸出端“+5V”和“GND”表示這兩端可提供直流電流5V的電源。其中“+5V”端為正極，“GND”端為負(fù)極。在數(shù)字電路中一般使用5V的直流電，并稱(chēng)負(fù)極為接地端或地端。</p><p>　　T1是電源變壓器，它是有漆銅線(xiàn)纏繞于硅鋼片組成的。輸入線(xiàn)圈稱(chēng)為初級(jí)線(xiàn)圈，輸出的稱(chēng)為次級(jí)線(xiàn)圈。電源變壓器一般用于將220V交流電壓降下來(lái)，變?yōu)榈碗妷?/p>

79、交流電。電源變壓器的基本指標(biāo)有兩個(gè)：輸出電壓和功率。我們選用的變壓器輸出為9V，功率為5W。B1（B2）是整流硅橋，它是有4個(gè)硅整流二極管串接成環(huán)行，作用是將交流電整流成直流電并稱(chēng)為全波整流。它的重要的指標(biāo)：耐電壓和最大電流。C1和C2（C3和C4）是電解電容，它的容量單位為μF；它們起到濾波作用，兩個(gè)指標(biāo)為：耐壓值和電容量。這里選用的電容量為2200μF和1000μF，耐壓16V。U1（U2）三端穩(wěn)壓器，型號(hào)是W7805，它的作用能使

80、輸出的直流電壓保持穩(wěn)定的5V。但是輸入的直流電壓必須高于5V。參考文獻(xiàn)：[4]</p><p>　　4.2.2 復(fù)位電路</p><p>　　復(fù)位是單片機(jī)的初始化操作。單片機(jī)在啟動(dòng)運(yùn)行是，都需要先復(fù)位，其作用是使CPU和其系統(tǒng)中期他部件都處于一個(gè)確定的初始狀態(tài)，并從這個(gè)狀態(tài)開(kāi)始工作。因而，復(fù)位是一個(gè)很重要的操作方式。但單片機(jī)本身是不能自動(dòng)進(jìn)行復(fù)位的，必須配合相應(yīng)的外部電位。</p

81、><p><b>　　復(fù)位電路的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　上電瞬間RST/VPD端的電位與VCC相同，隨著充電電流的減小，RST/VPD的電位逐漸下降。如附錄中所示的參數(shù)，時(shí)間常數(shù)為10×10¯6×8.2×103=82×103S=82Ms，只需VCC的上升時(shí)間不超過(guò)1Ms，振蕩器建立時(shí)間不超過(guò)10mS，這個(gè)時(shí)間常數(shù)

82、足以保證完成復(fù)位操作和上電復(fù)位所需的最短時(shí)間是振蕩器建立時(shí)間加上2個(gè)機(jī)器周期，在這段時(shí)間內(nèi)RST/VPD端的電平應(yīng)維持高于施密特觸發(fā)器的下限制。</p><p>　　如附圖一所示：圖中的反相器用帶施密特輸出的芯片，如74LS13，74LS14等，它們的輸出電壓是突變的，REST端不會(huì)處于不確定狀態(tài)，100歐電阻可以減少電容的充電電流，二極管是為了掉電時(shí)，給電容提供快速放電的回路，使再次上電時(shí)，系統(tǒng)能可靠地復(fù)位。

83、</p><p>　　4.2.3 時(shí)鐘電路</p><p>　　時(shí)鐘電路用于產(chǎn)生單片機(jī)工作所需要的時(shí)鐘信號(hào)，而時(shí)序研究的是指令中</p><p>　　各信號(hào)之間的關(guān)系。單片機(jī)本身就是一個(gè)復(fù)雜的同步時(shí)序電路，為了保證同步工作方式的實(shí)現(xiàn)，電路就應(yīng)在唯一的時(shí)鐘控制下嚴(yán)格地按時(shí)序進(jìn)行工作。</p><p><b>　　時(shí)鐘信號(hào)的產(chǎn)生<

84、;/b></p><p>　　采用內(nèi)部時(shí)鐘電路。在8051芯片內(nèi)部有一個(gè)高增益反相放大器，其輸入端為芯片引腳XTAL1，其輸出端為引腳XTAL2；而在芯片的外部，XTAL1和XTAL2之間跨接晶體振蕩器和微調(diào)電容，從而構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激振蕩器，這就是單片機(jī)的時(shí)鐘電路。</p><p>　　時(shí)鐘電路產(chǎn)生的振蕩器脈沖經(jīng)過(guò)觸發(fā)器進(jìn)行二分頻之后才能作為單片機(jī)的時(shí)鐘脈沖信號(hào)。如附圖一：外接晶振

85、以及電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，這種方式稱(chēng)為外部時(shí)鐘電路。如果振蕩器已起振，則在XTAL2引腳上輸出3V左右的正弦波。振蕩頻率fosc取決于晶振的頻率，一般在0.5∽12MHZ之間。電容C1，C2主要作用是幫助起振（諧振），稱(chēng)其為諧振電容，其值大小對(duì)振蕩頻率也有影響。因此常用調(diào)節(jié)C1，C2的容量大小對(duì)頻率進(jìn)行微調(diào)，電容容量通常在20∽100þF之間選擇。對(duì)于本電路中電容的容量選擇為30þF，晶體的振蕩頻率范圍1.

86、2∽12MHZ，晶體振蕩頻率愈高，則系統(tǒng)的始終頻率也高，單片機(jī)的速度也就快；但反過(guò)來(lái)運(yùn)行速度快，對(duì)存儲(chǔ)器的速度要求也就高，對(duì)印刷電路板的工藝也就高。通常情況下振蕩頻率為6MHZ和12MHZ的石英晶體。</p><p>　　4.3 點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)器的設(shè)置</p><p>　　LED是電流控制顯示器件，若想時(shí)LED發(fā)光則必須保證有足夠大電流流過(guò)LED的各段。流過(guò)LED 的電流大時(shí)，LED發(fā)光亮度

87、高；流過(guò)LED 的電流小時(shí)，LED發(fā)光亮度就低。為了可靠的工作應(yīng)使流過(guò)LED的電流為其額定電流，這種給LED顯示器提供電流的電路稱(chēng)為L(zhǎng)ED的驅(qū)動(dòng)電路。本電路采用的是用MAX7219集成塊驅(qū)動(dòng)</p><p>　　關(guān)于MAX7219的詳細(xì)內(nèi)容在前面以作介紹。在此，主要說(shuō)明一下針對(duì)8*8點(diǎn)陣單元時(shí)驅(qū)動(dòng)器MAX7219的具體設(shè)置。</p><p><b>　?、?串行數(shù)據(jù)格式</

88、b></p><p>　　MAX7219要求微處理器以16位數(shù)據(jù)包方式串行發(fā)送數(shù)據(jù)到DIN端，串行數(shù)據(jù)在每個(gè)CLK的上升沿被譯入內(nèi)部16位寄存器。然后在LOAD的上升沿?cái)?shù)據(jù)被鎖存到數(shù)據(jù)或控制寄存器中。LOAD必須在第16個(gè)時(shí)鐘上升沿同時(shí)或之后，但在下一個(gè)上升沿之前變高，否則數(shù)據(jù)將會(huì)丟失</p><p>　　不譯碼方式數(shù)字位和對(duì)應(yīng)線(xiàn)如表4.3—1所列。從圖4與表1的對(duì)照中可知，MAX7

89、219的段數(shù)據(jù)輸出線(xiàn)在接到8*8點(diǎn)陣單元時(shí)，以叢硬件上將高低位作了顛倒，對(duì)8*8點(diǎn)陣單元DP，A，B，C，D，E，F(xiàn)，G是按順序從字節(jié)的低位標(biāo)起，而MAX7219從字節(jié)的高位標(biāo)起。這樣就避免了點(diǎn)陣數(shù)據(jù)輸出前軟件的高低位顛倒，從而節(jié)省了CPU時(shí)間。</p><p>　　表4.3—1 不譯碼方式數(shù)字位和對(duì)應(yīng)段線(xiàn)</p><p>　?、?譯碼方式寄存器</p><

90、;p>　　譯碼方式寄存器對(duì)每個(gè)數(shù)字設(shè)置BCD代碼B譯碼或不譯碼操作。寄存器中的每一位與一個(gè)數(shù)字相對(duì)應(yīng)。邏輯高電平選擇代碼而邏輯低電平旁路譯碼器。當(dāng)驅(qū)動(dòng)8*8點(diǎn)陣單元時(shí)，選擇不譯碼，譯碼寄存器中的數(shù)據(jù)應(yīng)設(shè)置為00H。當(dāng)選擇不譯碼時(shí)，數(shù)據(jù)位D7——D0直接對(duì)應(yīng)于MAX7219的段線(xiàn)。</p><p><b>　　⑶ 掃描界限寄存器</b></p><p>　　掃描界

91、限寄存器設(shè)置有多少個(gè)字要顯示，可叢1到8。它們一般以?huà)呙杪?300HZ，多路復(fù)用方式顯示。由于這里每個(gè)MAX7219是驅(qū)動(dòng)8位點(diǎn)陣單元，要設(shè)置成顯示8位，所以?huà)呙杞缦藜拇嫫鱔B的數(shù)據(jù)設(shè)置為X7。</p><p>　　⑷ 亮度控制和數(shù)字間空白</p><p>　　MAX7219使顯示亮度可由V+和Iset之間所接外部電路控制，并用計(jì)數(shù)法使用亮度寄存器。來(lái)自驅(qū)動(dòng)器的峰值電流通常為進(jìn)入Iset電

92、流的100倍。這個(gè)電阻既可為固定的，又可為可變的，以便由面板來(lái)進(jìn)行亮度調(diào)節(jié)。由于在U+和Iset之間外接電阻Rest的大小可以控制LED段電流的大小，達(dá)到硬件調(diào)節(jié)LED亮度的目的。MAX7219的段電流Iseg正常工作范圍在10―40mA，選用不同的LED顯示器，LED的正向壓降是不同的。Rset 的選取主要依據(jù)Iseg和Uled，當(dāng)兩個(gè)值確定后，Rset的最小值見(jiàn)表4.3--2。其最小值為9.53ΚΩ，此值典型地設(shè)置段電流為37mA。

93、</p><p><b>　　表 4.3—2</b></p><p><b>　?、?非工作寄存器</b></p><p>　　當(dāng)MAX7219級(jí)聯(lián)時(shí)，使用非工作寄存器。把所有器件的LOAD輸入連接在一起，而把DOUT連接在相鄰的MAX7219的DIN端。級(jí)聯(lián)時(shí)傳送數(shù)據(jù)的方式是，例如，如果4片MAX7219級(jí)聯(lián)，肭要對(duì)

94、第4片芯片寫(xiě)入時(shí)，發(fā)送所需的16個(gè)字，其后跟有三個(gè)“非工作”代碼。當(dāng)LOAD變高時(shí)，數(shù)據(jù)被鎖存在所用器件中。前三個(gè)芯片接收非工作指令，而第4個(gè)芯片接收數(shù)據(jù)。</p><p>　　作為大屏幕要用成千上百片MAX7219，由上所述可知，如果采用級(jí)聯(lián)的方式，要傳送一個(gè)有用數(shù)據(jù)就要傳送許多無(wú)用的非工作代碼，因而作為大屏幕設(shè)計(jì)不能采用級(jí)聯(lián)的方式。要提高數(shù)據(jù)傳送速度，每片MAX7219都必須直接傳送數(shù)據(jù)而與其他片無(wú)關(guān)。因采用

95、的接法是：將所有MAX7219的DIN腳與CLK腳都直接接在穿行總線(xiàn)上，而將LOAD腳作為各片的片選分別接各自的片選信號(hào)，DOUT腳空著不用。</p><p>　　在強(qiáng)干擾環(huán)境下，干擾源可能通過(guò)供電電源或3根信號(hào)線(xiàn)串入顯示電路而造成顯示器的不穩(wěn)定，從而出現(xiàn)筆段跳躍、顯示不全、甚至全暗或全亮的現(xiàn)象。為此，可通過(guò)在3根信號(hào)線(xiàn)上對(duì)地接入一個(gè)1000μF的瓷片電容來(lái)有效地濾除因空間干擾而引起的尖脈沖。</p>

96、<p>　　4.4 顯示屏的設(shè)置</p><p>　　4.4.1 顯示屏的設(shè)計(jì)</p><p>　　作為大屏幕必須能顯示漢字。通常一個(gè)漢字的點(diǎn)陣是8*8點(diǎn)陣單元的倍數(shù)，比如16*16，24*24，32*32等，因而一個(gè)漢字至少需要4塊8*8點(diǎn)陣單元。為了組裝方便，以4個(gè)漢字為一個(gè)顯示單位，對(duì)應(yīng)只需要16塊MAX7219驅(qū)動(dòng)。根據(jù)上面的分析，多片MAX7219不能采用級(jí)

97、聯(lián)的方法，須采用片選的方法，因而也就需要16根片選線(xiàn)，采用1片74LS154譯碼，正好譯出16條線(xiàn)作為16片MAX7219的片選信號(hào)。至此，4個(gè)漢字的LED顯示屏需16塊8*8的點(diǎn)陣單元。4塊8*8的點(diǎn)陣單元構(gòu)成一塊16*16的點(diǎn)陣</p><p>　　我們把行和列的總線(xiàn)接在4個(gè)MAX7219的段和位端口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線(xiàn)，就可以得到顯示的漢字了。 在這個(gè)例子里，由于一共用到16行，64列，。實(shí)

98、際應(yīng)用中我們使用4—16線(xiàn)譯碼器74LS154來(lái)完成MAX7219的LOAD端的片選信號(hào)。而行方向16條線(xiàn)接在4個(gè)MAX7219的4個(gè)位端口，列方向16條線(xiàn)接在4個(gè)MAX7219的4個(gè)段端口，如圖4.4—1所示。其中Y0—Y15是譯碼器的16個(gè)輸出端口</p><p>　　圖4.4—1 LED點(diǎn)陣顯示屏的構(gòu)成</p><p>　　每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國(guó)標(biāo)漢字

99、庫(kù)中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來(lái)表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字， 也可以顯示在256像素。參考文獻(xiàn)：[9]；[10]；[11]</p><p>　　第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　5.1 軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　5.1.1 MAX72

100、19軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　在單片機(jī)RAM中建立一個(gè)LED顯示緩沖區(qū)，顯示緩沖區(qū)首地址為30H，末地址為45H，分別對(duì)應(yīng)各顯示位的位地址和短碼，用程序控制數(shù)據(jù)16位數(shù)據(jù)包的形式串行送如。</p><p>　　定義ADR，DAT為MAX7219的地址和數(shù)據(jù)緩存單元，設(shè)置串口為方式0，R2為顯示子程序的參數(shù)，0-3為空顯示，4-11為：河南機(jī)專(zhuān)應(yīng)電專(zhuān)業(yè)。開(kāi)始向第一個(gè)漢字模塊送“河”；第二

101、個(gè)漢字模塊送空， 向第三個(gè)漢字模塊送空，向第四個(gè)漢字模塊送空，延時(shí)1秒，漢字顯示統(tǒng)一向右平移一位，變?yōu)椤翱湛蘸幽稀薄?循環(huán)十六次，參數(shù)小于4不做任何顯示，R4的計(jì)數(shù)器，一次發(fā)送32個(gè)字節(jié)，以上為處理漢字表地址。參數(shù)減4乘以32為漢字在表中的首地址。，MAX7219的地址若等于7則使P1地址加一選中下一個(gè)MAX7219，給MAX7219送顯示的行，給MAX7219送顯示的數(shù)據(jù)。</p><p>　　參考文獻(xiàn)：[5]

102、；[7]；[8]</p><p>　　5.1.2 程序流程圖</p><p>　　圖—1 程序流程圖</p><p>　　第六章 我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　LED顯示屏的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段：第一階段為1990年到1995年，主要是單色和16級(jí)雙色圖文屏。用于顯示文字和簡(jiǎn)單圖片，主要用在車(chē)站、金融證券

103、、銀行、郵局等公共場(chǎng)所，作為公共信息顯示工具。 </p><p>　　第二階段是1995年到1999年，出現(xiàn)了64級(jí)、256級(jí)灰度的雙基色視頻屏。視頻控制技術(shù)、圖像處理技術(shù)、光纖通信技術(shù)等的應(yīng)用將LED顯示屏提升到了一個(gè)新的臺(tái)階。LED顯示屏控制專(zhuān)用大規(guī)模集成電路芯片也在此時(shí)由國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)出來(lái)并得以應(yīng)用。</p><p>　　第三階段從1999年開(kāi)始，紅、純綠、純藍(lán)LED管大量涌入中國(guó)，同

104、時(shí)國(guó)內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了深入的研發(fā)工作，使用紅、綠、藍(lán)三原色LED生產(chǎn)的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進(jìn)入體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、 廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所，從而將國(guó)內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。 </p><p>　　隨著LED原材料市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，表面貼裝器件從2001年面世，主要用在室內(nèi)全彩屏，并且以其亮度高、色彩鮮艷、溫度低的特性，可隨意調(diào)整的點(diǎn)間距，被不同價(jià)位需求者所接受，在短短兩年多時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品銷(xiāo)售額已超過(guò)3億元，表面貼裝全彩色L

105、ED顯示屏應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)入新世紀(jì)。為了適應(yīng)2008年奧運(yùn)會(huì)的“瘦身”計(jì)劃，利亞德開(kāi)發(fā)了表面貼裝雙基色顯示屏，大量用于訓(xùn)練館和比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)。在奧運(yùn)場(chǎng)館全彩屏方面，為緊縮投資，全彩屏大部分采用可拆卸方式，奧運(yùn)期間可作為實(shí)況轉(zhuǎn)播工具，賽事結(jié)束后可用于租賃，作為演出、國(guó)家政策發(fā)布等公共場(chǎng)合應(yīng)用工具，通過(guò)這種方式可盡快收回成本。 </p><p>　　就市場(chǎng)而言，中國(guó)加入WTO、北京申奧成功等，成為L(zhǎng)ED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新

106、契機(jī)。國(guó)內(nèi)LED顯示屏市場(chǎng)保持持續(xù)增長(zhǎng)，目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上，國(guó)產(chǎn)LED顯示屏的市場(chǎng)占有率近95%。國(guó)際上LED顯示屏的市場(chǎng)容量預(yù)計(jì)以每年30%的速度在增長(zhǎng)。 </p><p>　　目前，LED顯示屏的主要制造廠(chǎng)商集中在日本、北美等地，我國(guó)LED制造廠(chǎng)商出口的份額在其中微不足道。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上目前至少有150家廠(chǎng)商生產(chǎn)全彩屏，其中產(chǎn)品齊全，規(guī)模較大的公司約有30家左右。 </p><p>

107、;<b>　　參考文獻(xiàn)：[16]</b></p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　三年的大學(xué)生活馬上就要宣告結(jié)束了，我的畢業(yè)設(shè)計(jì)也快要告一段落了，幾十年的校園就要結(jié)束了，我真是感慨萬(wàn)千，有就要告別哺育了我三年的母校和我親愛(ài)的老師和同學(xué)們的傷感，也有對(duì)知識(shí)的追求永不放棄的信念。</p><p>　　通

108、過(guò)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我又系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，總結(jié)了三年以來(lái)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。對(duì)于這次設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)到課程有了更深刻的理解，如單片機(jī)原理與應(yīng)用教程，數(shù)字電子技術(shù)。再者就是對(duì)一些專(zhuān)業(yè)軟件和辦公軟件更加的熟悉了，有Protel99, Office2000。</p><p>　　在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)中我深深的體會(huì)到：在動(dòng)手設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行充分的調(diào)查研究，根據(jù)所收集的資料進(jìn)行系統(tǒng)分析，在大腦中形成一個(gè)具體的框架，再有計(jì)劃有步驟的實(shí)施。這一至關(guān)重要

109、的。三年以來(lái)我對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)不夠嚴(yán)謹(jǐn)，專(zhuān)業(yè)知識(shí)面太過(guò)于狹窄了。由此，我終于明白了要想在專(zhuān)業(yè)方面有一定作為，并不是那么的容易。不僅要有嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真，注重實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度，還要有較為全面，系統(tǒng)和先進(jìn)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。在PCB的 布線(xiàn)和器件的布局上我對(duì)兼顧了美觀(guān)和合理性。在每一個(gè)環(huán)節(jié)都力求精益求精，讓我不但體驗(yàn)了作為一個(gè)工程技術(shù)人員的艱辛，又感受到了成功的喜悅和激動(dòng)。</p><p>　　從某個(gè)角度來(lái)說(shuō)這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)是成功的，但