電氣工程與自動(dòng)化畢業(yè)論文led點(diǎn)陣全彩屏的設(shè)計(jì)

1、<p>　　本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)</p><p>　　LED點(diǎn)陣全彩屏的設(shè)計(jì)</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 電氣工程與自動(dòng)化 </p><p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p

2、><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　在現(xiàn)在日新月異的年代里，街上放眼望去，都是滿世界的單色的屏幕。隨著現(xiàn)在技術(shù)的進(jìn)步，這些單色的LED屏已

3、經(jīng)很難滿足現(xiàn)在的要求了，用戶對(duì)現(xiàn)在的LED又提出了不同的要求，有的看重效果，有的看重運(yùn)行的環(huán)境，有的看重顯示的效果，顯示的方式，有的看重系統(tǒng)的安全性，穩(wěn)定性，性價(jià)比等。</p><p>　　本文采用的是89C51單片機(jī)作為核心控制器件來控制整個(gè)電路的運(yùn)行，以電路設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)為重點(diǎn)，先介紹原理圖的制作，使用單片機(jī)是為了發(fā)揮它實(shí)用，高效，穩(wěn)定，經(jīng)濟(jì)的多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。通過于各個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片的連接來完成需要點(diǎn)亮全彩LED的燈管，

4、行驅(qū)動(dòng)芯片使用的是兩塊74HC138組成的1個(gè)4/16譯碼器，對(duì)行進(jìn)行掃描，列驅(qū)動(dòng)芯片使用的是3塊TLC5946芯片，負(fù)責(zé)對(duì)各個(gè)彩色管腳的管理，和灰度控制。由單片機(jī)進(jìn)行串行數(shù)據(jù)傳輸，和兩塊驅(qū)動(dòng)芯片通信，達(dá)到預(yù)期的要求。由單片機(jī)和上位機(jī)PC進(jìn)行通信。</p><p>　　然后對(duì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)，由各種中斷來控制這種的LED點(diǎn)亮?xí)r間，掃描時(shí)間，等各種需求。然后對(duì)列驅(qū)動(dòng)進(jìn)行操作，那些靜止，移動(dòng)，閃爍等功能全由主程序完成。行

5、驅(qū)動(dòng)來掃描達(dá)到持續(xù)點(diǎn)亮的要求，一般需要每秒60次的掃描，這樣肉眼就無法看出閃爍的畫面了。達(dá)到情況。</p><p>　　關(guān)鍵詞：全彩LED；89C51；tlc5946 </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　In the present era of ever-changing, and the street

6、s are all kinds of debauchery, looking ahead, are all over the world the color of the screen. With current technology, the color of the LED screen has been difficult to meet the current requirements of the users of the c

7、urrent LED and put forward different demands, some value the effect of the environment to run some value, some value display results, show the way, some value the system’s security, stability, cost and so on.</p>

8、<p>　　In this paper, the 89C51 microcontroller as the core control device to control the operation of the entire circuit to circuit design and programming focus, first introduced the production of schematic, the use

9、 of SCM is to play it practical, efficient, stable and economical advantages over .Through the connection to each driver chip to complete the required full-color LED lamp lights up, the line driver chip using two 74HC138

10、 composed of a 4 / 16 decoder, scanning the rows, columns, using a driv</p><p>　　And then design the program, interrupted by a variety of LED lights to control this time, scan time, and other needs. And then

11、 operate on the column driver, who still, moving, flashing and other functions to complete all the column drivers. Line drive to achieve sustained light to scan the requirements of the general need to scan 60 times per s

12、econd, so that the naked eye can not see the screen flashing a. To the situation.Key words: full-color LED; 89C51; tlc5946</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　第1章 緒論1</b><

13、;/p><p>　　1.1 LED的用途及其使用場(chǎng)所1</p><p>　　1.2 LED的歷史及發(fā)展1</p><p>　　1.2.1 LED的產(chǎn)生1</p><p>　　1.2.2 LED的發(fā)展過程1</p><p>　　1.3LED發(fā)光強(qiáng)度及其效率1</p><p>　　1.3.1

14、發(fā)光強(qiáng)度1</p><p>　　1.3.2發(fā)光效率1</p><p>　　1.4LED的亮度調(diào)節(jié)1</p><p>　　1.5LED的優(yōu)缺點(diǎn)2</p><p>　　1.6LED的分類2</p><p>　　1.6.1按發(fā)光管發(fā)光顏色分2</p><p>　　1.6.2、按發(fā)光管

15、出光面特征分2</p><p>　　1.6.3、按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分3</p><p>　　1.6.4、按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分3</p><p>　　1.7單片機(jī)的介紹3</p><p>　　1.7.1單片機(jī)簡(jiǎn)介3</p><p>　　1.7.2單片機(jī)應(yīng)用3</p><p>　　第2

16、章 方案選擇4</p><p>　　2.1靜態(tài)掃描方案4</p><p>　　2.2動(dòng)態(tài)掃描方案4</p><p>　　2.2.1主電路想法4</p><p>　　2.2.2動(dòng)態(tài)掃描對(duì)LED燈的實(shí)現(xiàn)方法4</p><p>　　2.2.3全彩LED256色達(dá)成想法4</p><p>　

17、　2.3電路框圖方案4</p><p>　　2.3.1核心控制模塊4</p><p>　　2.3.2顯示模塊5</p><p>　　2.3.3驅(qū)動(dòng)電路模塊5</p><p>　　2.3.4通信電路5</p><p>　　2.4整合系統(tǒng)框圖5</p><p>　　第3章 全彩LED的電

18、路設(shè)計(jì)6</p><p><b>　　3.1電源設(shè)計(jì)6</b></p><p>　　3.2單片機(jī)系統(tǒng)及基本電路6</p><p>　　3.2.1時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.2.2復(fù)位電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.3全彩LED模塊7</p><p&g

19、t;　　3.4通信電路設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.5行驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)：9</p><p>　　3.5.174HC138芯片介紹9</p><p>　　3.5.2行驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.6列驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.6.1TLC5946芯片介紹9</p>&

20、lt;p>　　3.6.2列驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.7原理圖的繪制12</p><p>　　第4章 程序設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.1系統(tǒng)主程序13</p><p>　　4.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的選擇14</p><p>　　4.3顯示驅(qū)動(dòng)程序14</p><p&

21、gt;　　4.4程序設(shè)計(jì)語言15</p><p><b>　　4.5仿真15</b></p><p><b>　　總結(jié)17</b></p><p><b>　　致謝18</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p>

22、<p>　　附錄1 系統(tǒng)原理圖20</p><p>　　附錄2 仿真原理圖21</p><p>　　附錄3 主要程序22</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　1.1 LED的用途及其使用場(chǎng)所</p><p>　　LED燈也就是發(fā)光二極管已經(jīng)成為

23、我們生活的必須品了，現(xiàn)如今我們晚上出門就會(huì)被那些多彩的LED燈照的眼花繚亂，無論走到哪里那些五彩的小燈都會(huì)進(jìn)入我們的眼眶，從一出家門鎖門的指示燈，到開車時(shí)中控臺(tái)上的LED屏幕，然后去餐廳，公司，車站，醫(yī)院，學(xué)校等各鐘LED屏，還有很多，現(xiàn)在我們的生活已經(jīng)漸漸的離不開那些一點(diǎn)點(diǎn)的發(fā)著微弱的光的LED燈了。</p><p>　　1.2 LED的歷史及發(fā)展</p><p>　　1.2.1 LED

24、的產(chǎn)生</p><p>　　早在1907年人們就發(fā)現(xiàn)在一些用半導(dǎo)體制成的二極管在正向?qū)ǖ那闆r下會(huì)有發(fā)光的現(xiàn)象，這可能就是人們所發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)發(fā)光二極管。在這接下來的100年，沒人能想到LED會(huì)發(fā)展的如此迅速，LED依靠著自身體積小，耗電量低，使用壽命長(zhǎng)，環(huán)保，堅(jiān)固耐用的優(yōu)點(diǎn)成功的占領(lǐng)了在照明市場(chǎng)上一個(gè)不可動(dòng)搖的地位。</p><p>　　1.2.2 LED的發(fā)展過程</p>

25、<p>　　早期的LED燈主要的作用是指示燈，而后期的數(shù)碼管和字符管的產(chǎn)生就引發(fā)了一種對(duì)LED的亮度的要求，而又因LED燈的大量使用使對(duì)它的發(fā)光效率又有一個(gè)新的要求。1969~1987年的LED發(fā)光強(qiáng)度很低，它的主要材料是GaAsP或GaP，發(fā)光強(qiáng)度大概在0.5mcd~1mcd，這屬于很微弱的光。從1994~2005年LED的發(fā)光強(qiáng)度進(jìn)入高速發(fā)展期，材料變成了AlInGaP發(fā)光強(qiáng)度提升到6000~8000mcd，將近提升了80

26、00倍有余。</p><p>　　1.3LED發(fā)光強(qiáng)度及其效率</p><p>　　1.3.1發(fā)光強(qiáng)度 </p><p>　　發(fā)光強(qiáng)度的衡量單位主要有照度單位勒克司Lux，光通量單位流明Lumen，發(fā)光強(qiáng)度單位燭光Candlepower。燭光1CD指對(duì)物體完全輻射，在白金凝固點(diǎn)的溫度下，每六十分之一平方厘米面積的發(fā)光強(qiáng)度。</p><p&

27、gt;<b>　　1.3.2發(fā)光效率</b></p><p>　　LED的發(fā)光強(qiáng)度和它的正向電流基本成線性關(guān)系。而LED的最大功耗又是正向電流和正向壓降的乘積，若過大的提高功率會(huì)使LED過熱而損壞。所以在為了提高發(fā)光強(qiáng)度的前提下提高LED的發(fā)光效率，使用的工作電流在350mA~700mA.</p><p>　　1.4LED的亮度調(diào)節(jié)</p><p

28、>　　傳統(tǒng)上，LED的調(diào)光是利用一個(gè)DC信號(hào)或?yàn)V液PWM對(duì)LED中的正向電流進(jìn)行調(diào)節(jié)來完成的。減小LED電流將起到調(diào)節(jié)LED光輸出強(qiáng)度的作用，然而，正向電流的變化也會(huì)改變LED的彩色，因?yàn)長(zhǎng)ED的色度會(huì)隨著電流的變化而變化。許多應(yīng)用（例如汽車和LCD TV背光照明）都不能允許LED發(fā)生任何的色彩漂移。在這些應(yīng)用中，由于周圍環(huán)境中存在不同的光線變化，而且人眼對(duì)于光強(qiáng)的微小變化都很敏感，因此寬范圍調(diào)光是必需的。通過施加一個(gè)PWM信號(hào)來

29、控制LED亮度的做法允許不改變彩色的情況下完成LED的調(diào)光。全彩LED調(diào)節(jié)，人們常說的真正彩色（True Color）PWM調(diào)光是利用一個(gè)PWM信號(hào)來調(diào)節(jié)LED的亮度。 </p><p>　　調(diào)節(jié)LED亮度有三種常用方法： </p><p>　?。?）使用SET電阻，在LED驅(qū)動(dòng)控制IC RSET兩端并聯(lián)不同的轉(zhuǎn)換電阻，使用一個(gè)直流電壓設(shè)置LED驅(qū)動(dòng)控制IC引腳RSET的電流，從而改變LE

30、D的正向工作電流，達(dá)到調(diào)節(jié)ALED發(fā)光亮度的目的。 </p><p>　?。?）采用PWM技術(shù)，利用PWM控制信號(hào)，通過控制LED的正向工作電流的占空比來調(diào)節(jié)ALED的發(fā)光亮度。 </p><p>　?。?）線性調(diào)節(jié)，最簡(jiǎn)便的方法是在LED驅(qū)動(dòng)控制C中使用外部SET電阻來實(shí)現(xiàn)LED的調(diào)光控制。雖然，這種調(diào)光控制方法有效，但卻缺乏靈活性，無法讓用戶改變光強(qiáng)度。線性調(diào)節(jié)則會(huì)降低效率，并引起白光

31、LED朝向黃色光譜的色彩偏移?？赡苁禽p微的偏移，但可在敏感應(yīng)用中檢測(cè)出。 </p><p>　　采用數(shù)字或叫PWM的LED調(diào)光控制法以大于100HZ的開關(guān)工作頻率，以脈寬調(diào)制的方法改變LED驅(qū)動(dòng)電流的脈沖占空比來實(shí)理LED的調(diào)光控制，選用大于100HZ開關(guān)調(diào)光控制頻率主要是為了避免人眼感覺到調(diào)光閃爍現(xiàn)象，在LED的PWM調(diào)光控制下，LED的發(fā)光亮度正比于PWM的脈沖占空比，在這種調(diào)光控制方法下，可以在高度調(diào)光比范

32、圍內(nèi)保持LED的發(fā)光顏色不變，采用PWM的LED調(diào)光控制的調(diào)光比范圍可達(dá)3000：1。 </p><p>　　線性LED調(diào)光控制方法就是采用模擬調(diào)光控制方法，在模擬調(diào)光控制下，通過調(diào)節(jié)LED的正向工作電流來實(shí)現(xiàn)LED的調(diào)光控制，調(diào)光控制范圍可達(dá)10：1。 </p><p>　　如果要進(jìn)一步降低LED的正向工作電流則會(huì)產(chǎn)生LED發(fā)光顏色發(fā)生變化和不能準(zhǔn)確調(diào)節(jié)控制LED的正向工作電流的問題。&

33、lt;/p><p>　　1.5LED的優(yōu)缺點(diǎn)</p><p>　　第一，LED作為點(diǎn)光源，如果設(shè)計(jì)合理，很大程度上可以直接解決傳統(tǒng)球狀光源必須依靠光發(fā)射來解決的二次取光及光損耗問題； </p><p>　　第二，對(duì)光照射面的均勻度可控，理論上可以做到在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)完全均勻，這也能避免傳統(tǒng)光源“燈下亮”現(xiàn)象中的光浪費(fèi)； </p><p>　　第三，

34、色溫可選，這樣在不同場(chǎng)合的應(yīng)用中，也是提高效率、降低成本的一個(gè)重要途徑； </p><p>　　第四，技術(shù)進(jìn)步空間依然很大。</p><p>　　LED通常用在一些大規(guī)模集成線路板上，由多個(gè)組成一個(gè)比較強(qiáng)的光源，會(huì)有大量的熱量存積起來，所有LED燈的散熱通常是一大問題。所以必須克服散熱這個(gè)大問題才能更好的運(yùn)用這個(gè)電子原件。LED現(xiàn)在價(jià)格還比較高，按當(dāng)前同等亮度照明的LED的價(jià)格是傳統(tǒng)光源的

35、4倍，所以使用LED代替現(xiàn)在的傳統(tǒng)光源還維持尚早。</p><p>　　1.6LED的分類</p><p>　　1.6.1按發(fā)光管發(fā)光顏色分 </p><p>　　按發(fā)光管發(fā)光顏色分，可分成紅色、橙色、綠色（又細(xì)分黃綠、標(biāo)準(zhǔn)綠和純綠）、藍(lán)光等另外，有的發(fā)光二極管中包含二種或三種顏色的芯片。 </p><p>　　根據(jù)發(fā)光二極管出光處摻或不摻

36、散射劑、有色還是無色，上述各種顏色的發(fā)光二極管還可分成有色透明、無色透明、有色散射和無色散射四種類型。散射型發(fā)光二極管和達(dá)于做指示燈用。 </p><p>　　1.6.2、按發(fā)光管出光面特征分 </p><p>　　按發(fā)光管出光面特征分圓燈、方燈、矩形、面發(fā)光管、側(cè)向管、表面安裝用微型管等。圓形燈按直徑分為φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。國(guó)外通常把φ3

37、mm的發(fā)光二極管記作T-1；把φ5mm的記作T-1（3/4）；把φ4.4mm的記作T-1（1/4）。 </p><p>　　由半值角大小可以估計(jì)圓形發(fā)光強(qiáng)度角分布情況。 </p><p>　　從發(fā)光強(qiáng)度角分布圖來分有三類： </p><p>　?。?）高指向性。一般為尖頭環(huán)氧封裝，或是帶金屬反射腔封裝，且不加散射劑。半值角為5°～20°或更小，具

38、有很高的指向性，可作光源用，或與光檢出器聯(lián)用以組成檢測(cè)系統(tǒng)。 </p><p>　?。?）標(biāo)準(zhǔn)型。通常作指示燈用，其半值角為20°～45°。 </p><p>　?。?）散射型。這是視角較大的指示燈，半值角為45°～90°或更大，散射劑的量較大。 </p><p>　　1.6.3、按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分 </p>

39、<p>　　按發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)分有全環(huán)氧包封、金屬底座環(huán)氧封裝、陶瓷底座環(huán)氧封裝及玻璃封裝等結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　1.6.4、按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分 </p><p>　　按發(fā)光強(qiáng)度和工作電流分有普通亮度的LED（發(fā)光強(qiáng)度100mcd）；把發(fā)光強(qiáng)度在10～100mcd間的叫高亮度發(fā)光二極管。一般LED的工作電流在十幾mA至幾十mA，而低電流LED的工作電流在2mA以下（亮

40、度與普通發(fā)光管相同）。 </p><p>　　除上述分類方法外，還有按芯片材料分類及按功能分類的方法。</p><p><b>　　1.7單片機(jī)的介紹</b></p><p>　　1.7.1單片機(jī)簡(jiǎn)介</p><p>　　單片機(jī)主要是一種集成在電路內(nèi)部的控制芯片，它采用的是常見的超大規(guī)模集成電路技術(shù)，把擁有能處理數(shù)據(jù)的中

41、央處理器CPU，隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，儲(chǔ)器ROM，多種I/O口和中斷系統(tǒng)，定時(shí)器/計(jì)時(shí)器等功能，他集成到一塊硅片做成的芯片下，從而構(gòu)成的一個(gè)小巧簡(jiǎn)單完善的計(jì)算機(jī)基本系統(tǒng)。</p><p>　　1.7.2單片機(jī)應(yīng)用</p><p>　　現(xiàn)在單片機(jī)已經(jīng)滲透到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域，幾乎很難找到幾個(gè)地方?jīng)]有單片機(jī)的蹤跡。導(dǎo)彈導(dǎo)航裝置，飛機(jī)的各種儀表控制，計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸與網(wǎng)絡(luò)通訊，工業(yè)的各種自動(dòng)化過程比

42、如對(duì)實(shí)時(shí)控制和數(shù)據(jù)處理，還有生活中廣泛使用的各種智能IC卡系統(tǒng)，各種豪華轎車的各種安全保障系統(tǒng)，中控系統(tǒng)，錄像機(jī)、攝像機(jī)、全自動(dòng)洗衣機(jī)的控制，以及程控玩具、電子寵物等等，這些都是單片機(jī)日常的應(yīng)用。更不用說現(xiàn)在剛出來的自動(dòng)控制機(jī)器人、智能儀表、只能醫(yī)療器械等各種智能機(jī)械了。所以現(xiàn)在對(duì)單片機(jī)的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將會(huì)變成很熱門的專業(yè)。</p><p><b>　　第2章 方案選擇</b></p

43、><p><b>　　2.1靜態(tài)掃描方案</b></p><p>　　LED點(diǎn)陣可以由多LED燈組成，用單片機(jī)每個(gè)管腳控制1個(gè)燈的亮度，這樣的叫靜態(tài)顯示方式，如果控制的是16*16的點(diǎn)陣則需要的是256*4個(gè)管腳，這個(gè)是相當(dāng)龐大的一個(gè)數(shù)據(jù)，需要32個(gè)單片機(jī)組成，無論從經(jīng)濟(jì)，通信，實(shí)用各個(gè)角度來說這是不可能的達(dá)到的，如果選擇的是使用鎖存器，1024個(gè)管腳則是需要128個(gè)鎖存

44、器，這個(gè)數(shù)字也是在顯示生活中不能達(dá)到的，所以說使用靜態(tài)掃描的方案是不可能實(shí)現(xiàn)的。</p><p><b>　　2.2動(dòng)態(tài)掃描方案</b></p><p>　　2.2.1主電路想法</p><p>　　動(dòng)態(tài)掃描方案里，選擇以PC機(jī)作為上位機(jī)，控制核心器件為單片機(jī)，全彩LED點(diǎn)陣作為顯示輸出設(shè)備，然后再配上陽極驅(qū)動(dòng)電路和陰極驅(qū)動(dòng)電路。</p&

45、gt;<p>　　2.2.2動(dòng)態(tài)掃描對(duì)LED燈的實(shí)現(xiàn)方法</p><p>　　這次設(shè)計(jì)的目的是做一個(gè)16*16的LED全彩的顯示屏。每個(gè)16*16的LED點(diǎn)陣共有256個(gè)LED燈，如果僅僅依靠單片機(jī)的每個(gè)管腳控制一盞燈，正如上面說的一樣管腳數(shù)量一定是不夠的。所有我選擇采用的是現(xiàn)在比較常見的一種顯示方式，動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。動(dòng)態(tài)掃描就是讓燈一個(gè)一個(gè)的亮，只要當(dāng)輪回的速度夠快，在人眼看就是一副完整的圖像

46、。</p><p>　　相比較全彩LED點(diǎn)陣模塊和原來的單色LED點(diǎn)陣模塊，全彩的是由多個(gè)陽極管腳組成，這樣就比單色的多了很多管腳，需要更加復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路來驅(qū)動(dòng)，</p><p>　　2.2.3全彩LED256色達(dá)成想法</p><p>　　從目前的市場(chǎng)上來看一般的全彩LED燈是由1個(gè)共陰極管腳和3個(gè)紅黃藍(lán)陽極管腳所組成的，要達(dá)到目標(biāo)的256色以上就必須通過改變給各

47、個(gè)陽極的電流完成對(duì)各陽極的灰度控制，然后由3個(gè)光組合成為所需要光達(dá)到的要求。如果是由8級(jí)灰度控制各個(gè)等的亮度，理論上可以達(dá)到512種色彩可以滿足設(shè)計(jì)需求。所以只要超過8位的灰度就可以成功的達(dá)到要求了。</p><p><b>　　2.3電路框圖方案</b></p><p>　　2.3.1核心控制模塊</p><p>　　這次設(shè)計(jì)的核心控制我選擇

48、的是89C51單片機(jī)，雖然單片機(jī)已經(jīng)有30多年的歷史，但是他依舊依靠他自身獨(dú)有的特點(diǎn)使到現(xiàn)在還在使用。而且現(xiàn)在單片機(jī)技術(shù)成熟，使用方便，入手簡(jiǎn)單，成為初學(xué)者必須學(xué)習(xí)的一個(gè)元器件。用51單片機(jī)作為L(zhǎng)ED的控制系統(tǒng)的核心，然后由它負(fù)責(zé)控制行驅(qū)動(dòng)和列驅(qū)動(dòng)的各個(gè)部分。</p><p>　　電源模塊:因?yàn)楝F(xiàn)在我選擇的這塊LED顯示屏需要DC12V的供電，所以我選擇的是由12V的直流電壓源做為電源，然后通過變壓整流電路整流成

49、5V的直流電壓源供給單片機(jī)及驅(qū)動(dòng)電路。</p><p>　　時(shí)鐘電路模塊:因?yàn)閱纹瑱C(jī)的構(gòu)成可以在芯片外并接石英晶體震蕩器和兩只電容晶體。然后石英晶體和兩只電容構(gòu)成震蕩回路，與芯片內(nèi)部的放大器提供正反饋和相移條件，然后構(gòu)成一個(gè)穩(wěn)定的自激震蕩器。然后再經(jīng)過單片機(jī)內(nèi)部的分頻電路后，就可以做為單片機(jī)內(nèi)部的時(shí)鐘信號(hào)了。</p><p>　　復(fù)位電路:單片機(jī)內(nèi)部提供多個(gè)復(fù)位電路，我這次選擇使用電平復(fù)位

50、電路，是通過使復(fù)位端經(jīng)電阻與Vcc電源接通實(shí)現(xiàn)。</p><p><b>　　2.3.2顯示模塊</b></p><p>　　采用4塊8*8的全彩LED模塊，拼合成1塊16*16的全彩LED點(diǎn)陣模塊來做主電路的顯示輸出模塊。</p><p>　　2.3.3驅(qū)動(dòng)電路模塊</p><p>　　我現(xiàn)在要選擇一個(gè)可以提供給陽極8

51、種灰度以上選擇的芯片。所以我在這里選擇的是TLC5946芯片。這塊芯片是一個(gè)16通道的恒流輸入的LED驅(qū)動(dòng)，每個(gè)通道都可用4096級(jí)不可調(diào)脈沖寬度和64級(jí)恒流輸入?？梢渣c(diǎn)校正，可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，用點(diǎn)校正和亮度調(diào)整來調(diào)整LED?；叶瓤刂坪忘c(diǎn)校正兩者是由串聯(lián)借口通道進(jìn)入，可以傳遞給下一塊芯片。又2個(gè)錯(cuò)誤信息電路。所以我選用這塊芯片做我的LED陽極的驅(qū)動(dòng)電路。這里使用的3塊這個(gè)芯片，因?yàn)檫@塊芯片可以進(jìn)行串行傳輸，又可以進(jìn)行芯片之間的通信。所以只需

52、要1個(gè)單片機(jī)端口對(duì)第一快芯片輸入一個(gè)串行信號(hào)就可以對(duì)所有的芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。這里的3個(gè)芯片分別控制著這個(gè)全彩LED點(diǎn)陣紅黃藍(lán)的3個(gè)陽極。</p><p>　　陰極驅(qū)動(dòng)電路我使用74HC138這塊芯片。使用兩塊這樣的芯片組成一個(gè)4/16線的譯碼器然后對(duì)這個(gè)LED的陰極進(jìn)行掃描。達(dá)到顯示圖像的效果。</p><p><b>　　2.3.4通信電路</b></p&g

53、t;<p>　　單片機(jī)與上位機(jī)通過單片機(jī)的串口發(fā)送符合RS-232協(xié)議的信號(hào)，由單片機(jī)的RXD口和TXD口，于使用的通信信號(hào)這樣。通信電路就簡(jiǎn)單的完成了。</p><p><b>　　2.4整合系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　這個(gè)設(shè)計(jì)是基于89C51單片機(jī)的點(diǎn)陣顯示，由上位機(jī)PC發(fā)送給單片機(jī)控制數(shù)據(jù)，然后通過單片機(jī)中斷和串行數(shù)據(jù)傳輸給驅(qū)動(dòng)電路信號(hào)，

54、再由驅(qū)動(dòng)電路給16*16全彩LED顯示模塊進(jìn)行動(dòng)態(tài)掃描，以實(shí)現(xiàn)圖像的靜態(tài)輸出。系統(tǒng)圖如圖2.1</p><p><b>　　圖2.1 系統(tǒng)框圖</b></p><p>　　第3章 全彩LED的電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1電源設(shè)計(jì)</b></p><p>　　這次選擇使用的四個(gè)8*8全

55、彩LED模塊，需要有3V左右的一個(gè)直流穩(wěn)壓電源提供電源，但是如果單單從單片機(jī)的輸出端口出來的輸出電壓卻不只3V，會(huì)有5V左右的電壓。所以如果要LED模塊不因電壓過高而被燒壞，需要在LED的陽極端接適當(dāng)?shù)南蘖麟娮?，用于控制LED模塊正常工作時(shí)供給的電壓，保證使用的LED模塊不被燒壞。</p><p>　　這次使用的主電源是12V的穩(wěn)壓直流源，而需要的12V電源可使用220V的市電通過變壓器變?yōu)檫@次設(shè)計(jì)需要的12V穩(wěn)

56、壓電源。然后單片機(jī)所需要的5V電源則可由12V的電源通過整流電路達(dá)到需求。整流電路是使用7805整流塊前面只需接一個(gè)100pF的電容，再在后面接一個(gè)100pF的電容，由一個(gè)1K的電阻作為負(fù)載，就可以把原先的12V的電壓整流成為單片機(jī)提供5V直流電壓的電源。</p><p>　　3.2單片機(jī)系統(tǒng)及基本電路</p><p>　　3.2.1時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)</p><p>　

57、　這次所采用的是89C51系列的單片機(jī)。所有接下來需要的是一個(gè)時(shí)鐘電路。對(duì)于單片機(jī)來說，時(shí)鐘電路是一個(gè)基本電路，一塊單片機(jī)正常工作必須有一個(gè)的時(shí)鐘信號(hào)。單片機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)候設(shè)計(jì)過一個(gè)基本的時(shí)鐘電路，就是用外接的一個(gè)12MHZ的石英晶體晶振，分別在兩側(cè)接兩個(gè)30uF的電容，接回單片機(jī)的XTAL1和XTAL2引腳，來達(dá)到時(shí)鐘頻率，從而更好方便使用這塊單片機(jī)。如圖3.1。</p><p>　　圖3.1 時(shí)鐘電路圖</

58、p><p>　　3.2.2復(fù)位電路設(shè)計(jì)</p><p>　　對(duì)于單片機(jī)來說光有時(shí)鐘電路是不夠的，因?yàn)樵谡{(diào)試或運(yùn)行的時(shí)候，往往會(huì)遇到死機(jī)，死循環(huán)或程序飛跑的尷尬局面，所為了解決這種尷尬的局面還需要一個(gè)單片機(jī)復(fù)位電路。單片機(jī)有一個(gè)RST引腳，只要給這個(gè)引腳輸送復(fù)位信號(hào)就能對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位操作，而復(fù)位電路就是提供復(fù)位信號(hào)的電路，我這里采用的復(fù)位電路是比較常見的電平復(fù)位電路，這樣只要使用一個(gè)普通的按鈕

59、就可以達(dá)到復(fù)位單片機(jī)的效果。如圖3.2。</p><p>　　圖3.2 復(fù)位電路圖</p><p>　　3.3全彩LED模塊</p><p>　　我這次沒有找到直接是16*16的全彩LED點(diǎn)陣模塊，只能使用由4塊8*8的全彩LED點(diǎn)陣模塊拼合成1快16*16的電路。我需要把這4塊LED模塊拼合時(shí)在同一行的兩塊L;ED模塊的陰極并聯(lián)在一起，再把同一列的兩塊LED模塊的

60、陽極并聯(lián)在一起。這樣就可以把四個(gè)8*8的全彩LED模塊整合成一個(gè)16*16的全彩LED模塊。電路圖如圖3.3。</p><p>　　圖3.3 LED電路圖</p><p><b>　　3.4通信電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　我在這次的通信電路的設(shè)計(jì)中，選擇的是一個(gè)SP3232E芯片, SP3232E芯片這個(gè)是為方便通信便攜式或掌上型應(yīng)用

61、而產(chǎn)生的解決方案。SP3232E芯片它有一個(gè)高效電荷泵作為穩(wěn)壓電源，在一般正常的3.3V電壓電源下只需一個(gè)0.1μF的電容即可正常工作。該電荷泵能允許SP3232E芯片在3.3V到5.0V的范圍內(nèi)能正常發(fā)送符合RS-232協(xié)議的信號(hào)。</p><p>　　這個(gè)使用的是單片機(jī)的串口通信原理，再由單片機(jī)的RXD,TXD口來與SP3232E進(jìn)行串行通信，這樣根據(jù)這個(gè)芯片的管腳應(yīng)用后就可以把通信電路做出來了。如圖3.4。

62、</p><p>　　圖3.4 通信電路圖</p><p>　　3.5行驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.174HC138芯片介紹</p><p>　　行驅(qū)動(dòng)電路使用的是74HC138芯片，這塊芯片是一款高速CMOS器件，屬于譯碼器。74HC138當(dāng)使能時(shí)，可方便的接受3位二進(jìn)制地址輸入，譯碼后有8個(gè)互斥的輸出。74HC138擁有3

63、個(gè)使能輸入端： OE1和OE2為低有效和OE3為高有效。所以只有當(dāng)E1和E2為低電平而且E3為高電平時(shí)， 74HC138將正常輸出，否則芯片會(huì)保持所有輸出端口為高。所以當(dāng)正常的利用這種優(yōu)秀的使能特性后，僅需2片74HC138芯片，即可輕松實(shí)現(xiàn)芯片的擴(kuò)展，從原來的3/8線的譯碼器擴(kuò)展成為4/16線的譯碼器。</p><p>　　3.5.2行驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　行驅(qū)動(dòng)電路將第一個(gè)

64、芯片的ABC3個(gè)借口并聯(lián)，作為4/16譯碼器的前3個(gè)輸入端，再由第一塊芯片的低有效端口于第二塊芯片的高有效端口并聯(lián)作為第4個(gè)輸入端。然后將兩塊芯片的兩個(gè)低有效端口并聯(lián)做為一個(gè)使能端，這樣一個(gè)4/16線的譯碼器就可以使用了。選擇單片機(jī)的P0.0~P0.3作為輸出信號(hào)端負(fù)責(zé)給芯片的4個(gè)輸入端傳輸信號(hào)，然后通過4/16線譯碼器對(duì)LED點(diǎn)陣進(jìn)行快速的動(dòng)態(tài)掃描，達(dá)到預(yù)期的效果。再由單片機(jī)的P0.4口連接譯碼器的使能端，對(duì)譯碼器的進(jìn)行使能操作，控制

65、譯碼器的運(yùn)行和停止。這樣LED的行驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)就完成了如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 行驅(qū)動(dòng)電路圖</p><p>　　3.6列驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　3.6.1TLC5946芯片介紹</p><p>　　3.6.1.1芯片作用</p><p>　　由于這次做的這個(gè)全彩的LED顯示屏，大小是

66、16*16的所以他有48個(gè)陽極管腳，如果單單使用單片機(jī)的管腳，正如上面說的單片機(jī)的管腳是完全不夠的。所以在這里必須使用的是一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片。我在這里使用的是TLC5946芯片。</p><p>　　TLC5946芯片這是一塊由德州儀器開發(fā)制作的芯片。德州儀器是全球領(lǐng)先的模擬及數(shù)字半導(dǎo)體芯片制造公司。這塊芯片主要是解決全彩LED的驅(qū)動(dòng)方案。由于這塊芯片是我設(shè)計(jì)芯片的最重要部分，由它控制著每個(gè)全彩燈LED的亮度，色彩，灰

67、度。這屬于驅(qū)動(dòng)這個(gè)全彩LED模塊的核心芯片，我需要對(duì)這塊芯片著重介紹。</p><p>　　這塊芯片是一個(gè)16通道支持恒流輸入輸出的LED驅(qū)動(dòng)芯片，每個(gè)通道都有可用4096級(jí)不可調(diào)脈沖寬度和64級(jí)恒流輸入?？梢越悬c(diǎn)校正，也可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，可以使用點(diǎn)校正和亮度調(diào)整來調(diào)整LED。灰度控制信號(hào)和點(diǎn)校正信號(hào)兩者是由串聯(lián)接口通道進(jìn)入，可以傳遞給下一塊芯片。又有兩個(gè)錯(cuò)誤信號(hào)電路，可以回傳給單片機(jī)信號(hào)。他可以只使用一個(gè)限流電阻

68、控制16個(gè)輸出端的電流。這塊芯片工作溫度為-40~150，只能接受0.3V-6.0V的工作電壓，輸入端管腳只能接受-0.3~+0.3的電壓，SOUT, XERR輸出端管腳只能輸出-0.3~+0.3V的電壓,OUT0~ OUT15輸出管腳可以輸出-0.3 to +18V的電壓。這塊芯片供有28個(gè)管腳如圖3.6。</p><p>　　圖3.6 TLC5946管腳</p><p>　　3.6.1

69、.2 28個(gè)管腳的作用介紹</p><p><b>　　如表3.1。</b></p><p>　　表3.1 管腳作用圖</p><p>　　3.6.1.3芯片之間的通信</p><p>　　tlc5946有一個(gè)靈活的串行接口，能在各種方式下和微控制器或數(shù)字信號(hào)處理器通信。只有在接到上升沿信號(hào)后將接到的數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)到設(shè)備。

70、超過2個(gè)tlc5946芯片后可以被串聯(lián)連接通信，通過連接一個(gè)芯片的SOUT接口和另一個(gè)芯片的SIN接口，兩臺(tái)甚至更多的TLC5946芯片可以被連接成一個(gè)系統(tǒng)。該交換輸出引腳也可以連接到控制器，從TLC5946接收狀態(tài)信息。芯片通過接受串行信號(hào)，當(dāng)一塊芯片數(shù)據(jù)太多溢出時(shí)，溢出部分將通過SOUT借口到下一塊芯片的SIN借口進(jìn)行傳輸。這樣就可以信息就這樣擠壓過去了，完成了通信。每次接收一次數(shù)據(jù)漂移時(shí)鐘周期，就接受一次數(shù)據(jù)。</p>

71、<p>　　3.6.2列驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)</p><p>　　通過對(duì)這塊芯片的了解，這樣全彩LED模塊的列驅(qū)動(dòng)就可以很方便的達(dá)到了，選擇3塊tlc5946芯片每塊的16個(gè)輸出端分別接整合過的全彩LED模塊的單色陽極，這樣3快芯片就分別負(fù)責(zé)了LED的紅色陽極（R），藍(lán)色陽極（B），黃色陽極（Y）?，F(xiàn)在由主控制的單片機(jī)P1.0口作為串行輸出端接負(fù)責(zé)紅色燈數(shù)據(jù)的芯片，負(fù)責(zé)對(duì)芯片的主要數(shù)據(jù)傳輸。然后由R芯片的S

72、OUT口傳輸數(shù)據(jù)給Y芯片，負(fù)責(zé)給黃色陽極的傳輸12位灰度數(shù)據(jù)，再由Y芯片和B芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，B芯片對(duì)所有藍(lán)色陽極進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。再由RYB三快芯片的BLANK接單片機(jī)的P1.1口作為單片控制3塊芯片的使能端。讓三塊芯片的XLAT端口接單片機(jī)的P1.2口做一個(gè)上升沿的信號(hào)輸入。由3塊芯片的SCLK口接單片機(jī)的P1.3口，作為控制單片機(jī)信號(hào)輸入節(jié)奏的端口。讓3塊芯片的MODE口接單片機(jī)的P1.4口負(fù)責(zé)對(duì)芯片的模式選擇。所有芯片的XHALF借

73、口接高電平，只需要正常輸出即可。然后3塊芯片的XERR端口分別接單片機(jī)的P1.5,P1.6,P1.7端口來接收別來自3塊芯片的錯(cuò)誤信息。每個(gè)芯片的IREF口接一個(gè)200歐的限流電阻。然后接地，這樣就可以保證全彩LED</p><p>　　這樣整個(gè)全彩LED電路的原理圖設(shè)計(jì)就可以繪制完成，達(dá)到當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)時(shí)的需要。如圖3.7。</p><p>　　圖3.7 列驅(qū)動(dòng)電路</p>&l

74、t;p><b>　　3.7原理圖的繪制</b></p><p>　　這次原理圖的繪制我使用的是Altium Designer6.9，這是一款專業(yè)的電路繪制軟件。對(duì)于初學(xué)者者的我來說這款軟件使用比較方便，而且可以很輕松的掌握基礎(chǔ)運(yùn)用。大多數(shù)的器件都可以在軟件的基本庫里面找到，還有一些專業(yè)的芯片無法找到，我會(huì)使用這個(gè)軟件一個(gè)強(qiáng)度的功能，就是自己繪制元件。我自己根據(jù)那些芯片的使用說明書，在軟

75、件中繪制出來元件的原理圖，然后放在原理圖里。還有我這次使用的是LED模塊是由4個(gè)8*8的全彩LED模塊所組成，如果將這四個(gè)LED模塊全部放在繪制的原理圖里會(huì)顯的相當(dāng)?shù)幕靵y，所以我選擇再繪制一個(gè)16*16模塊的原理圖，再由16*16的模塊來代替原先的四塊LED，這樣原理圖會(huì)顯的比較清楚。</p><p><b>　　第4章 程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b&

76、gt;　　4.1系統(tǒng)主程序</b></p><p>　　系統(tǒng)先對(duì)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行初始化，包括串口，定時(shí)器，計(jì)數(shù)器，中斷和端口。然后對(duì)定時(shí)器，計(jì)數(shù)器賦值，對(duì)行列發(fā)送型號(hào)，等待定時(shí)器1中斷信號(hào)，出現(xiàn)中斷信號(hào)后再開始對(duì)行列數(shù)據(jù)變化。等待計(jì)數(shù)器信號(hào)后重新開始掃描，等待定時(shí)器2中斷信號(hào)后，完成一副全彩圖的靜止顯示輸出。接著進(jìn)行滾動(dòng)顯示文字。顯示效果可以根據(jù)需要的進(jìn)行設(shè)置，系統(tǒng)程序會(huì)不斷地循環(huán)執(zhí)行顯示效果。如圖4.1

77、。</p><p>　　圖4.1 系統(tǒng)流程圖</p><p>　　4.2定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的選擇</p><p>　　理論上來說，24HZ以上的刷新率就可以看到完整的團(tuán)，50HZ以上就基本上察覺不出畫面的閃爍，所以我這次選擇使用的是60Hz以上的刷新率。這樣行驅(qū)動(dòng)電路需要在1S的時(shí)間循環(huán)60次以上，每次需要進(jìn)行16次的掃描，，這樣計(jì)算下來每次行驅(qū)動(dòng)停止為1ms。由于這次

78、使用的是12M的晶振，所以對(duì)單片機(jī)來說機(jī)器周期為1μs。而列驅(qū)動(dòng)電路中的驅(qū)動(dòng)芯片對(duì)每個(gè)管腳都會(huì)輸出12位的數(shù)據(jù)，要對(duì)一整列的LED輸入腳需要12*3*16位的數(shù)據(jù)，而單片機(jī)的傳輸是沒個(gè)機(jī)器周期傳輸8位數(shù)據(jù)，所有對(duì)一整列LED輸出需要72個(gè)機(jī)器周期，需要72μs,這基本上不影響行驅(qū)動(dòng)電路的間隔，所以可以把定時(shí)器1賦值為1ms。這樣從定時(shí)器開始計(jì)時(shí)起，先對(duì)列驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行串行通信越過0.1ms后，對(duì)行驅(qū)動(dòng)電路工作通信，等帶中斷，0.9ms后中

79、斷信號(hào)到達(dá)，計(jì)數(shù)器加1，列驅(qū)動(dòng)行驅(qū)動(dòng)改為對(duì)第2行數(shù)據(jù)，重置定時(shí)器1，再對(duì)定時(shí)器1賦值重復(fù)前一段的過程。</p><p>　　等待計(jì)數(shù)器中斷到來，因?yàn)橛?6行所有計(jì)數(shù)器賦值為16，等到計(jì)數(shù)器中斷到來，表明對(duì)LED的第一次掃描完成，重置計(jì)數(shù)器，定時(shí)器1，行列輸，開始第二次掃描。一種重復(fù)下去，等待定時(shí)器2中斷到來。定時(shí)器2的作用就是讓這一靜止的圖等待多久出現(xiàn)下一張圖。</p><p><b

80、>　　4.3顯示驅(qū)動(dòng)程序</b></p><p>　　行驅(qū)動(dòng)程序通過4/16譯碼器進(jìn)行掃描，由P0.0-P0.3送入譯碼信號(hào)，然后進(jìn)行16位的不端循環(huán)。當(dāng)顯示程序查詢當(dāng)前點(diǎn)亮行號(hào)時(shí)，然后從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取這一行的列顯示數(shù)據(jù)，并通過串行發(fā)送口發(fā)送給列驅(qū)動(dòng)芯片。為了消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)程序需要先關(guān)閉顯示屏，等顯示數(shù)據(jù)輸出新的行號(hào)后，串行傳輸新的數(shù)據(jù)到列驅(qū)動(dòng)芯片，然后再打開顯示

81、。如圖4.2、圖4.3。</p><p><b>　　4.4程序設(shè)計(jì)語言</b></p><p>　　單片機(jī)語言可以選擇使用，匯編語言和C語言。匯編語言是一種用文字助記符來表示機(jī)器指令的符號(hào)語言，是最接近機(jī)器碼的一種語言。其主要優(yōu)點(diǎn)是占用資源少、程序執(zhí)行效率高。但是不同的CPU，其匯編語言可能有所差異，所以不易移植。 </p><p>　　C語

82、言是一種結(jié)構(gòu)化的高級(jí)語言。其優(yōu)點(diǎn)是可讀性好，移植容易，是普遍使用的一種計(jì)算機(jī)語言。缺點(diǎn)是占用資源較多，執(zhí)行效率沒有匯編高。 </p><p>　　對(duì)于目前普遍使用的單片機(jī)來說，其內(nèi)部ROM、RAM、STACK等資源都有限，如果使用C語言編寫，一條C語言指令編譯后，會(huì)變成很多條機(jī)器碼，很容易出現(xiàn)ROM空間不夠、堆棧溢出等問題。而且一些單片機(jī)廠家也不一定能提供C編譯器。而匯編語言，一條指令就對(duì)應(yīng)一個(gè)機(jī)器碼，每一步執(zhí)行

83、什幺動(dòng)作都很清楚，并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制，調(diào)試起來也比較方便。所以在單片機(jī)開發(fā)中，還是采用匯編語言比較好。</p><p><b>　　4.5仿真</b></p><p>　　仿真就是不把程序燒到單片機(jī)內(nèi)部，通過軟硬件來估計(jì)實(shí)現(xiàn)功能，不論是軟件仿真還是硬件仿真都代替不了程序?qū)嶋H運(yùn)行的真實(shí)效果。Proteus軟件是英國(guó)Labcenter electroni

84、cs公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。Proteus是世界上著名的EDA工具，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)。</p><p>　　仿真時(shí)因?yàn)闊o法找到一塊16*

85、16LED模塊，所以采用的是由4塊單色的8*8LED模塊組成一個(gè)16*16的單色LED模塊，再由3塊16*16LED模塊構(gòu)成3單色的LED模塊組成一個(gè)全彩LED模塊。LED圖如4.4。仿真電路圖如圖4.5。</p><p>　　圖4.4 LED仿真圖</p><p>　　圖4.5 仿真主電路圖</p><p><b>　　總結(jié)</b></

86、p><p>　　本文的全彩LED顯示系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，控制點(diǎn)陣的顯示與流動(dòng)，加以設(shè)計(jì)的，可實(shí)現(xiàn)漢字方式循環(huán)顯示，經(jīng)實(shí)際應(yīng)用驗(yàn)證，本條屏作為信息顯示屏，工作穩(wěn)定，字跡清晰、美觀，亮度適中等優(yōu)點(diǎn)。還可以靈活擴(kuò)展，使字可以左右或者上下循環(huán)移動(dòng)，本次設(shè)計(jì)的點(diǎn)陣顯示屏可以在我校系部掛起，或者通過修改程序使用在其他領(lǐng)域中，比如醫(yī)院、銀行、俱樂部、出租車、商店等地方，同時(shí)本顯示屏質(zhì)量給與保證，經(jīng)久耐用，損壞時(shí)修理方

87、便，調(diào)理簡(jiǎn)便，價(jià)格低廉是以后社會(huì)發(fā)展廣泛應(yīng)用和最適宜的。</p><p>　　總體方案采用動(dòng)態(tài)掃描的方法，拋棄原來的靜態(tài)掃描，然后選擇使用的各種芯片，從單片機(jī)的選擇為主要地位選擇51單片機(jī)，然后一切圍繞51單片機(jī)為主，從最小電路開始，由時(shí)鐘電路，復(fù)位電路，開始選擇元器件。然后開是制作通信電路，選擇RS-232通信協(xié)議，采用MAX3232芯片為核心在電腦和單片機(jī)間進(jìn)行通信。然后開始選擇驅(qū)動(dòng)電路，行驅(qū)動(dòng)使用74HC1

88、38芯片做為核心，進(jìn)行行掃描。列驅(qū)動(dòng)使用TLC5946芯片，由于這塊芯片平時(shí)使用不多。所以在研究這塊芯片的時(shí)候花很長(zhǎng)功夫，這塊芯片的使用說明是全英文的所以花了很長(zhǎng)時(shí)間研究。最后看懂后得出這塊芯片的功能十分強(qiáng)大，可以完美解決我的需求。</p><p>　　開始的對(duì)256位色的研究，到后面芯片，原件的選擇都花了很大的功夫，然后使用Proteus仿真軟件做仿真，然后通過單色的程序，自己通過流程圖等東西，進(jìn)行變化改變成自

89、己的東西。到最后想起來還是滿欣慰的。做出來一個(gè)16*16的全彩LED點(diǎn)陣，可以顯示68719476736色的圖片，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)時(shí)256色的要求。而且可以根據(jù)要求使圖片靜止，移動(dòng)等多種顯示方式。不過由于色彩過多，每個(gè)字或圖的數(shù)據(jù)量將比較龐大。單片機(jī)內(nèi)部只能存儲(chǔ)極少量的字或圖，如果要儲(chǔ)存大量的需要外接存儲(chǔ)器，成本會(huì)提高。</p><p><b>　　[參考文獻(xiàn)]</b></p>&l

90、t;p>　　[1]方佩敏,LED的發(fā)展概況[J],今日電子,2006年8月</p><p>　　[2]李逛弟 朱月秀 冷祖祁,單片機(jī)基礎(chǔ)（第3版）[M],北京航空航天大學(xué)出版社,2007.6</p><p>　　[3]http://www.waveshare.net/shop/SP3232E-price.htm,SP3232E技術(shù)資料</p><p>　　[4

91、]霍永濤,光伏電能在城市路燈照明中的應(yīng)用設(shè)計(jì)[J],太原理工大學(xué),2010</p><p>　　[5]呂強(qiáng),淺析一種LED調(diào)光方式[J],照明工程學(xué)報(bào),2009</p><p>　　[6]張聯(lián),關(guān)于單片機(jī)教學(xué)的幾點(diǎn)思考[J],職業(yè)技術(shù),2010</p><p>　　[7]路秋生,LED照明與應(yīng)用[J]，燈與照明,2009</p><p>　　

92、[8] 鐘蔚 袁臣虎 林志貴 李現(xiàn)國(guó),點(diǎn)陣式LED滾動(dòng)漢字顯示屏的Proteus仿真設(shè)計(jì), 微計(jì)算機(jī)信息[J],2008</p><p>　　[9]鄧隱北,LED照明的實(shí)用化技術(shù)[J],燈與照明,2010</p><p>　　[10]涂冰峰,綠色光源——LED光源的發(fā)展前景[J],內(nèi)江科技,2010</p><p>　　[11]TLC5946使用說明,2008<

93、;/p><p>　　[12]MAX3232使用說明,2005</p><p>　　[13]李朝青，單片機(jī)原理及接口技術(shù)（第3版）[M]，北京：北京航空航天大學(xué)出版社,2005.10 </p><p>　　[14]張毅剛，MCS-51 單片機(jī)實(shí)用子程序設(shè)計(jì)[M],哈爾濱大學(xué)出版社, 2003.6</p><p>　　[15]史光國(guó)，半導(dǎo)體發(fā)光二級(jí)管

94、及固體照明[M],科學(xué)出版社,2007-4-1</p><p>　　[16]沈紅衛(wèi)，基于單片機(jī)結(jié)構(gòu)的智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[M],電子工業(yè)出版社</p><p>　　[17]黃惠媛，單片機(jī)原理與接口技術(shù)[M],海洋出版社</p><p>　　[18]周平、伍云輝，單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)[M],電子科技大學(xué)出版社</p><p>　　[19]吳金戌 沈金陽

95、 郭庭吉，8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用[M],清華大學(xué)出版社</p><p>　　[20]賈海生,256色位圖的分色處理[J], 寧夏大學(xué)學(xué)報(bào),1998</p><p><b>　　附錄1 系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　附錄2 仿真原理圖</b></p><p><b>　　

96、附錄3 主要程序</b></p><p>　　;************;</p><p><b>　　;中斷入口程序;</b></p><p>　　;************;</p><p><b>　　;</b></p><p>　　ORG 0000H

97、</p><p>　　LJMP START</p><p>　　ORG 0003H</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　ORG 000BH</p><p>　　LJMP INTTO</p><p>　　ORG 00

98、13H</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　ORG 001BH</p><p><b>　　RETI</b></p><p>　　ORG 0023H</p><p><b>　　RETI</b></p>

99、;<p>　　ORG 002BH</p><p><b>　　RETI</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　;************;</p><p><b>　　; 初始化程序 ;</b></p><p

100、>　　;************;</p><p>　　;************;</p><p><b>　　; 主程序 ;</b></p><p>　　;************;</p><p><b>　　;</b></p><p>　　START:

101、 MOV 20H,#00H ;清標(biāo)志,00H為1幀掃描結(jié)束標(biāo)志</p><p>　　MOV A,#0FFH ;端口初始化</p><p>　　MOV P1,A</p><p>　　MOV P2,A</p><p>　　MOV P3,A</p>

102、<p>　　MOV P0,A</p><p>　　CLR P1.6 ;串行寄存器打入輸出端控制位</p><p>　　MOV TMOD,#01H ;使用T0作16位定時(shí)器,行掃描用。</p><p>　　MOV TH0,#0FCH ;1ms初值(12MHZ)</p><

103、;p>　　MOV TL0,#18H</p><p>　　MOV SCON,#00H ;串口0方式傳送顯示字節(jié)</p><p>　　MOV IE,#82H ;T0中斷允許,總中斷允許</p><p>　　MOV SP,#70H</p><p>　　LCALL DIS1

104、 ;顯示準(zhǔn)備，黑屏，1.5秒</p><p>　　MAIN: MOV DPTR,#TAB</p><p>　　LCALL MOVDISP </p><p>　　AJMP MAIN</p><p><b>　　;</b></p>

105、<p><b>　　;</b></p><p>　　;*****************;</p><p>　　;字顯示子程序 ;</p><p>　　;*****************;</p><p>　　;靜止顯示表中某個(gè)字</p><p>　　DIS1: M

106、OV R3,#5AH ;靜止顯示時(shí)間控制（16MS*#=1.6秒）</p><p>　　DIS11: MOV R2,#00H ;一幀掃描初始值（行地址從00-0FH）</p><p>　　MOV DPTR,#TAB ;取表首址</p><p>　　SETB TR0

107、;開掃描（每次一幀）</p><p>　　WAIT11: JBC 00H,DIS111 ;為1，掃描一幀結(jié)束</p><p>　　AJMP WAIT11</p><p>　　DIS111: DJNZ R3,DIS11</p><p><b>　　RET</b><

108、;/p><p><b>　　;</b></p><p><b>　　;</b></p><p>　　;************;</p><p>　　; 掃描程序 ;</p><p>　　;************;</p><p>　　;1MS傳送一

109、行，每行顯示1毫秒,一次傳送每字的某行共8個(gè)字節(jié).</p><p><b>　　;</b></p><p>　　INTTO: PUSH ACC</p><p>　　MOV TH0,#0FCH ;1ms初值重裝</p><p>　　MOV TL0,#18H</p>

110、<p>　　MOV A,#129 ;指向第八個(gè)字行右字節(jié)</p><p>　　ADD A,DPL</p><p>　　MOV DPL,A</p><p>　　MOV A,#0</p><p>　　ADDC A,DPH</p><p>　　MOV DPH,

111、A</p><p>　　MOV A,#0</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;查表</p><p>　　MOV SBUF,A ;串口0方式發(fā)送</p><p>　　WAIT: JBC TI,GO ;等待發(fā)送完畢</p><

112、;p>　　AJMP WAIT ;</p><p>　　GO: MOV A,DPL ;指向第八個(gè)字行左字節(jié)</p><p>　　SUBB A,#1</p><p>　　MOV DPL,A</p><p>　　MOV A,DPH</p>

113、<p>　　SUBB A,#0</p><p>　　MOV DPH,A</p><p>　　MOV A,#0</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR</p><p>　　MOV SBUF,A</p><p>　　WAIT1: JBC TI,GO

114、1</p><p>　　AJMP WAIT1</p><p><b>　　;</b></p><p>　　GO1: MOV R0,#04H</p><p>　　MLOOP: MOV A,DPL ;指向前7個(gè)字行右字節(jié)</p><