2282 1616點(diǎn)陣LED電子顯示屏,點(diǎn)陣,led,電子顯示屏 黃石理工學(xué)院黃石理工學(xué)院HUANGSHI INSTITUTE OF TECHNOLOGY畢業(yè)論文畢業(yè)論文設(shè)計(jì)題目：16×16 點(diǎn)陣 LED電子顯示屏學(xué) 號： 043025249 學(xué)生姓名：潘恒斐 指導(dǎo)教師：江 玲 所在院系：電氣與電子信息工程學(xué)院所學(xué)專業(yè)：電子信息技術(shù) - - 1摘要本設(shè)計(jì)是一 16×16 點(diǎn)陣 LED 電子顯示屏的設(shè)計(jì)。整機(jī)以美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的 40 腳單片機(jī) AT89C51 為核心，介紹了以它為控制系統(tǒng)的 LED 點(diǎn)陣電子顯示屏的動態(tài)設(shè)計(jì)和開發(fā)過程。通過該芯片控制一個(gè)行驅(qū)動器 74HC154 和兩個(gè)列驅(qū)動器 74HC595 來驅(qū)動顯示屏顯示。該電子顯示屏可以顯示各種文字或單色圖像，全屏能顯示 1 個(gè)漢字，采用 4 塊 8 x 8 點(diǎn)陣 LED 顯示模塊來組成16x16 點(diǎn)陣顯示模式。顯示采用動態(tài)顯示，使得圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。文中詳細(xì)介紹了 LED 點(diǎn)陣顯示的硬件設(shè)計(jì)思路、硬件電路各個(gè)部分的功能及原理、相應(yīng)軟件的程序設(shè)計(jì)，以及使用說明等。單片機(jī)控制系統(tǒng)程序采用單片機(jī)匯編語言進(jìn)行編輯，通過編程控制各顯示點(diǎn)對應(yīng) LED 陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點(diǎn)的亮滅。所顯示字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)可以自行編寫（即直接點(diǎn)陣畫圖） ，也可從標(biāo)準(zhǔn)字庫中提取。LED 顯示以其組構(gòu)方式靈活、顯示穩(wěn)定、功耗低、壽命長、技術(shù)成熟、成本低廉等特點(diǎn)在車站、證券所、運(yùn)動場館、交通干道及各種室內(nèi)/外顯示場合的信息發(fā)布，公益宣傳，環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)，重大活動倒計(jì)時(shí)等等得到廣泛的應(yīng)用。設(shè)計(jì)結(jié)果證明，該系統(tǒng)顯示誤差小，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，擴(kuò)展能力強(qiáng)。關(guān)鍵詞：AT89C51 單片機(jī)； LED； 點(diǎn)陣顯示； 動態(tài)顯示；匯編語言。 - - 2AbstractThis design is a 16 ×16 lattice LED electron display monitor design.The whole equipment is with the 40-pin AT89C51 MCU (Micro Controller Unit) produced by the American ATMEL company at the core, introduced take it as the control system LED lattice electron display monitor dynamic design and the development process. Controls good driver 74HC154 and two row driver 74HC595 through this chip actuates the display monitor demonstration. The electronic screen can show all kinds of written or monochrome images, one full screen display Chinese characters, four pieces of 8 x 8 dot-matrix LED display modules to form the 16x16 dot matrix display mode. Show dynamic show that makes static graphic or text can be achieved, shifted out of various formats. This paper describes the hardware design of the LED dot matrix display, and the principle function of the various parts of the circuit, the corresponding software program design and the use of some such. SCM process control system used for editing MCU assembly language, Programming control points indicated by the corresponding LED anode and overcast extreme level. We can effectively control the defense showed bright spots. The lattice data shows characters can prepare themselves (that is, direct lattice Painting), which can also be extracted from the standard font. LED display with fabric means flexibility, stability, low power consumption, long life, mature technology, low-cost features at the station, securities, sports venues, transportation corridors and various indoor / dissemination of information on foreign shows occasions, good publicity, real-time environmental parameters, etc. countdown major activities are widely used.The design result proved that, this system demonstration error is small, the performance is stable, the structure is reasonable, expansion ability.Key words: AT89C51 Micro Controller Unit； LED； Lattice display； Dynamic display； Assembly language. - - 3目錄摘要． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．ⅠABSTRACT． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．Ⅱ第一章 緒論． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．11.1 單片機(jī)的發(fā)展及特點(diǎn)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．11.2 單片機(jī)應(yīng)用． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．21.3 LED簡介． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．41.4電子顯示屏． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．5第二章 系統(tǒng)整體方案． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．72.1需要實(shí)現(xiàn)的功能． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．72.2顯示模式方案論證． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．72.3 數(shù)據(jù)傳輸方案論證． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．8第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．93.1 5V穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．93.1.1 5V穩(wěn)壓電源原理． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．9 - - 43.1.2 穩(wěn)壓電源技術(shù)標(biāo)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．103.2 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．113.2.1 單片機(jī)的選擇． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．113.2.2 AT89C51芯片簡介． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．113.2.3 單片機(jī)系統(tǒng)外圍電路． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．143.3 列驅(qū)動電路． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．143.3.1 74HC595芯片簡介． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．143.3.2 列驅(qū)動電路的構(gòu)成． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．163.4 行驅(qū)動電路． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．173.4.1 74HC154芯片簡介． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．173.4.2 行驅(qū)動電路的構(gòu)成． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．193.5 點(diǎn)陣 LED顯示屏電路． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．20第四章 系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．214.1 顯示驅(qū)動程序． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．214.2 系統(tǒng)主程 - - 5序． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．22第五章 調(diào)試及性能分析． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．235.1 軟件調(diào)試． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．235.2 硬件調(diào)試． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．235.3 性能分析． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．24結(jié)束語． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．25致謝． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．26附錄一 系統(tǒng)綜合電路原理圖． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．27附錄二 系統(tǒng)程序清單． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．28參考文獻(xiàn)． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ． ．34 - - 6第一章 概述隨著單片機(jī)的不斷發(fā)展，應(yīng)用于生活當(dāng)中屢見不鮮。以其簡單，便捷，低成本及低功耗的特點(diǎn)逐漸取代了以往中、小規(guī)模的集成電路產(chǎn)品。只要寫入不同的程序，同一片單片機(jī)能夠完成不同的工作，單片機(jī)極高的可靠性，微型性和智能性（需編寫不同的程序后就能夠完成不同的控制工作） ，單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到日常生活當(dāng)中。1.1 單片機(jī)的發(fā)展歷史和發(fā)展方向單片機(jī)的歷史并不長，然而發(fā)展卻十分迅猛。自 1971年美國 Intel公司首先研制出 4位單片機(jī) 4004以來，它的發(fā)展可粗略劃分為 4個(gè)階段。第一階段（1976-1978）：單片機(jī)的控索階段。以 Intel公司的 MCS-48為代表。MCS-48 的推出是在工控領(lǐng)域的控索，參與這一控索的公司還有 Motorola 、Zilog 等，都取得了滿意的效果。這就是 SCM的誕生年代，“單機(jī)片”一詞即由此而來。第二階段（1978-1982）單片機(jī)的完善階段。Intel 公司在 MCS–48 基礎(chǔ)上推出了完善的、典型的單片機(jī)系列 MCS–51。它在以下幾個(gè)方面奠定了典型的通用總線型單片機(jī)體系結(jié)構(gòu)。①完善的外部總線。MCS-51 設(shè)置了經(jīng)典的 8位單片機(jī)的總線結(jié)構(gòu)，包括 8位數(shù)據(jù)總線、16 位地址總線、控制總線及具有很多機(jī)通信功能的串行通信接口。②CPU 外圍功能單元的集中管理模式。③體現(xiàn)工控特性的位地址空間及位操作方式。④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（1982-1990）：8 位單片機(jī)的鞏固發(fā)展及 16位單片機(jī)的推出階段，也是單片機(jī)向微控制器發(fā)展的階段。Intel 公司推出的 MCS–96系列單片機(jī)，將一些用于測控系統(tǒng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器、程序運(yùn)行監(jiān)視器、脈寬調(diào)制器等納入片中，體現(xiàn)了單片機(jī)的微控制器特征。隨著 MCS–51系列的 - - 7廣應(yīng)用，許多電氣廠商競相使用 80C51為內(nèi)核，將許多測控系統(tǒng)中使用的電路技術(shù)、接口技術(shù)、多通道 A/D轉(zhuǎn)換部件、可靠性技術(shù)等應(yīng)用到單片機(jī)中，增強(qiáng)了外圍電路功能，強(qiáng)化了智能控制的特征。第四階段（1990—）：微控制器的全面發(fā)展階段。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)，以及小型廉價(jià)的專用型單片機(jī)?？v觀各個(gè)系列的單片機(jī)產(chǎn)品的特性，可以看出單片機(jī)正朝兩個(gè)方向發(fā)展。一方面，單片機(jī)的性能不斷提高，功能越來越強(qiáng)。該類產(chǎn)品可以滿足各種復(fù)雜應(yīng)用系列的要求，如 INTEL公司的 MCS-96系列、MO68HC11 系列等。另一方面，在中小型只能產(chǎn)品中，單片機(jī)則朝小型，超低功耗，多品種等發(fā)展方向。從工業(yè)角度安康內(nèi)，隨著大規(guī)模繼承電路技術(shù)的改進(jìn)，單片機(jī)經(jīng)歷了 PMOS、NMOS、CMOS 等各階段，現(xiàn)在正朝著改進(jìn)型 CMOS工藝的方向發(fā)展。低電壓化、低噪聲與高可靠性 、大容量化及高性能化逐漸成為主導(dǎo)。（低電壓化 幾乎所有的單片機(jī)都有 WAIT、STOP 等省電運(yùn)行方式。允許使用的電壓范圍越來越寬，一般在 3~6V范圍內(nèi)工作。低電壓供電的單片機(jī)電源下限已可達(dá) 1~2V。目前 0.8V供電的單片機(jī)已經(jīng)問世。低噪聲與高可靠性 為提高單片機(jī)的抗電磁干擾能力，使產(chǎn)品能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，滿足電磁兼容性方面更高標(biāo)準(zhǔn)的要求，各單片廠家在單片機(jī)內(nèi)部電路中都采用了新的技術(shù)措施。大容量化 以往單片機(jī)內(nèi)的 ROM為 1KB~4KB，RAM 為 64~128B。但在需要復(fù)雜控制的場合，該存儲容量是不夠的，必須進(jìn)行外接擴(kuò)充。為了適應(yīng)這種領(lǐng)域的要求，須運(yùn)用新的工藝，使片內(nèi)存儲器大容量化。目前，單片機(jī)內(nèi) ROM最大可達(dá) 64KB，RAM 最大為 2KB。高性能化 主要是指進(jìn)一步改進(jìn) CPU的性能，加快指令運(yùn)算的速度和提高系統(tǒng)控制的可靠性。采用精簡指令集（RISC）結(jié)構(gòu)和流水線技術(shù)，可以大幅度提高運(yùn)行速度?，F(xiàn)指令速度最高者已達(dá)100MIPS（Million Instruction Per Seconds，即兆指令每秒） ，并加強(qiáng)了位處理功能、中斷和定時(shí)控制功能。這類單片機(jī)的運(yùn)算速度比標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)高出 10倍以上。由于這類單片機(jī)有極高的指令速度，就可以用軟件模擬其 I/O功能，由此引入了虛擬外設(shè)的新概念。 ）單片機(jī)的控制性能和可靠性高，體積小，價(jià)格低，易于產(chǎn)品化。在現(xiàn)代的各種電子器件中，單片機(jī)具有良好的性能價(jià)格比。正是單片機(jī)得到廣泛應(yīng)用的重要原因。1.2單片機(jī)的應(yīng)用在說單片機(jī)應(yīng)用之前，首選來談?wù)勎覀兪褂玫碾娔X（PC 機(jī)），我們使用的電腦屬于通用計(jì)算機(jī)，真是感嘆計(jì)算機(jī)發(fā)展神速！現(xiàn)在個(gè)人電腦的性能比以前已經(jīng)得到了極大的提高，普通 PC機(jī)的 - - 8運(yùn)行速度就已經(jīng)達(dá)到了 3GB以上，擁有海量的硬盤空間，80GB、160GB 甚至 200G都很常見，內(nèi)存普通的都有 256M、512M 甚至有 1G內(nèi)存，使用 19"大屏幕液晶顯示器。。。正是這些電腦的高性能，為我們海量數(shù)值計(jì)算、信息處理、多媒體和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、辦公、家用等的實(shí)現(xiàn)成為可能。相比之下，單片機(jī)的硬件配置就沒有通用計(jì)算機(jī)那么高了，單片機(jī)運(yùn)算速度一般只有幾兆至幾十兆，如 51單片機(jī)常用的晶振頻率有 6MHZ、11.0592MHZ 和 24MHZ等；單片機(jī)內(nèi)部程序空間也比較小，一般在幾 KB到幾十 KB；單片機(jī)內(nèi)存 RAM一般幾百字節(jié)到幾 KB。雖然單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)的性能無法和電腦相比，但是單片機(jī)具有高可靠性、體積小、智能性、實(shí)時(shí)性、可塑性強(qiáng)（只要寫入不同的程序，同一片單片機(jī)能夠完成不同的工作）等諸多特點(diǎn)，而且價(jià)格低廉，如一片 89S51單片機(jī)才幾塊錢。正是這些特點(diǎn)，使單片機(jī)成為工程師們開發(fā)嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)和小型智能化產(chǎn)品的首選！舉個(gè)單片機(jī)應(yīng)用的典型例子，如老式洗衣機(jī)采用機(jī)械式定時(shí)控制器，功能單一，而故障頻繁。要開發(fā)家用智能化洗衣機(jī)，采用性能強(qiáng)大的通用計(jì)算機(jī)（PC 機(jī)）固然能夠輕易實(shí)現(xiàn)，但是這樣就大材小用了，而且其成本太高，體積龐大。。。最佳的解決方案就是采用廉價(jià)單片機(jī)了，采用“單片機(jī)＋控制程序＋接口電路＋執(zhí)行機(jī)構(gòu)”的智能化洗衣機(jī)控制方案后，洗衣機(jī)就具有了智能化的特性，能夠自動進(jìn)行控制整個(gè)洗滌過程，從注水、加洗衣粉、洗滌、漂洗、脫水、烘干等一系列工作過程，甚至能夠自動判斷洗衣量及衣服材質(zhì)而采用最佳的洗滌方式等，并且有多種不同的洗滌程序（方式）給你選擇，你只需把衣服放進(jìn)去后洗衣過程就由單片機(jī)自動控制下完成了，洗滌完后你拿出來就已經(jīng)烘干可以穿了：），實(shí)實(shí)在在的全自動，智能化，這樣極大地降低了我們的勞動強(qiáng)度。從上面的簡單例子中，我們看到了單片機(jī)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)意義了。單片機(jī)極高的可靠性，微型性和智能性（我們只要編寫不同的程序后就能夠完成不同的控制工作），單片機(jī)已成為工業(yè)控制領(lǐng)域中普遍采用的智能化控制工具，已經(jīng)深深地滲入到我們的日常生活當(dāng)中-----小到玩具、家電行業(yè)，大到車載、艦船電子系統(tǒng)，遍及計(jì)量測試、工業(yè)過程控制、機(jī)械電子、金融電子、商用電子、辦公自動化、工業(yè)機(jī)器人、軍事和航空航天等領(lǐng)域都可見到單片機(jī)的身影。以下是一些應(yīng)用舉例：1、智能產(chǎn)品：單片機(jī)微處理器與傳統(tǒng)的機(jī)械產(chǎn)品相結(jié)合，使傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡化、控制智能化，構(gòu)成新一代的機(jī)電一體化的產(chǎn)品。例如傳真打字機(jī)采用單片機(jī)，可以取代近千個(gè)機(jī)械器件；縫紉機(jī)采用單片機(jī)控制，可執(zhí)行多功能自動操作、自動調(diào)速、控制縫紉花樣的選擇。2、智能儀表：用單片機(jī)微處理器改良原有的測量、控制儀表，能使儀表數(shù)字化、智能化、多功能化、綜合化。而測量儀器中的誤差修正、線性化等問題也可迎刃而解。 - - 93、測控系統(tǒng)：用單片機(jī)微處理器可以設(shè)計(jì)各種工業(yè)控制系統(tǒng)、環(huán)境控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)，例如溫室人工氣候控制、水閘自動控制、電鍍生產(chǎn)線自動控制、汽輪機(jī)電液調(diào)節(jié)系統(tǒng)等。4、數(shù)控型控制機(jī)：在目前數(shù)字控制系統(tǒng)的簡易控制機(jī)中，采用單片機(jī)可提高可靠性，增強(qiáng)其功能、降低成本。例如在兩坐標(biāo)的連續(xù)控制系統(tǒng)中，用 805l單片機(jī)微處理器組成的系統(tǒng)代替 Z-80組臺系統(tǒng)，在完成同樣功能的條件下，其程序長度可減少 50％，提高了執(zhí)行速度。數(shù)控型控制機(jī)采用單片機(jī)后口可能改變其結(jié)構(gòu)模式，例如使控制機(jī)與伺服控制分開，用單片機(jī)構(gòu)成的步進(jìn)電機(jī)控制器可減輕數(shù)控型控制機(jī)的負(fù)擔(dān)。5、智能接口：微電腦系統(tǒng)，特別是較大型的工業(yè)測控系統(tǒng)中，除外圍裝置(打印機(jī)、鍵盤、磁盤、CRT)外，還有許多外部通信、采集、多路分配管理、驅(qū)動控制等接口。這些外圍裝置與接口如果完全由主機(jī)進(jìn)行管理，勢必造成主機(jī)負(fù)擔(dān)過重，降低執(zhí)行速度，如果采用單片機(jī)進(jìn)行接口的控制與管理，單片機(jī)微處理器與主機(jī)可并行上作，大大地提高了系統(tǒng)的執(zhí)行速度。如在大型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，用單片機(jī)對模擬，數(shù)字轉(zhuǎn)換接口進(jìn)行控制不僅可提高采集速度，還可對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)先處理，如數(shù)字濾波、線性化處理、誤差修正等。在通信接口中采用單片機(jī)可對數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼譯碼、分配管理、接收/發(fā)送控制等。1.3 LED的定義和特點(diǎn)Light Emitting Diode,即發(fā)光二極管，是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED 的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè) P-N結(jié)。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會被推向 P區(qū)，在 P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是 LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成 P-N結(jié)的材料決定的。 1、 LED 特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn) ：LED的內(nèi)在特征決定了它是最理想的光源去代替?zhèn)鹘y(tǒng)的光源，它有著廣泛的用途。 2、體積小 ：LED基本上是一塊很小的晶片被封裝在環(huán)氧樹脂里面，所以它非常的小，非常的輕。 3、耗電量低 ：LED耗電非常低，一般來說 LED的工作電壓是 2-3.6V。工作電流是 0.02-0.03A。這就是說：它消耗的電不超過 0.1W。 4、使用壽命長 ： - - 10在恰當(dāng)?shù)碾娏骱碗妷合?，LED 的使用壽命可達(dá) 10萬小時(shí) 5、高亮度、低熱量 6、環(huán)保 ：LED是由無毒的材料作成，不像熒光燈含水銀會造成污染，同時(shí) LED也可以回收再利用。 7、堅(jiān)固耐用 ：LED是被完全的封裝在環(huán)氧樹脂里面，它比燈泡和熒光燈管都堅(jiān)固。燈體內(nèi)也沒有松動的部分，這些特點(diǎn)使得 LED可以說是不易損壞的。 LED發(fā)光技術(shù)的原理是某些半導(dǎo)體材料在通以電流的情況下會發(fā)出特定波長的光，這種電到光的轉(zhuǎn)換效率非常高，對所用材料進(jìn)行不同的化學(xué)處理，就可以得到各種亮度和視角。 LED 散發(fā)出電磁波（一種振動極高的頻率），當(dāng)這些波達(dá)到 380nm（nanometer）以上及在 780nm以下，在這中間的波長是可見光，一種能被人的眼睛看到的可視光。LED 是一種非常有用及有效率的光源，它的光學(xué)構(gòu)造體實(shí)在已將發(fā)出的光幾無損失的集合起來，經(jīng)狹小的結(jié)構(gòu)投射出來，它的顏色是根據(jù)它使用的半導(dǎo)體成份造成，目前大約有紅、黃、綠及白光等等。 1.4 LED簡介LED電子顯示屏是由幾萬--幾十萬個(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的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了。LED 顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。 LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場、商場、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場所。在我國改革開放之后，特別是進(jìn)入 90年代國民經(jīng)濟(jì)高速增長，對公眾場合發(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)了這一市場形勢，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，生產(chǎn)也得到了迅速的發(fā)展，并逐步形成產(chǎn)業(yè)，成為光電子行業(yè)的新興產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。LED 顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色圖文顯示屏，到圖像顯示屏的發(fā)展過程。顯示技術(shù)是一種將反映外界客觀事物的信息（光學(xué)的。電學(xué)的。聲學(xué)的、化學(xué)的等），經(jīng)過變換處理，以適當(dāng)?shù)男问剑ㄖ饕袌D像、圖形、數(shù)碼、字符）加以顯示，供人觀看、分析、利用的一種技術(shù)。現(xiàn)在所謂的顯示技術(shù)，可以稱作電子信息顯示技術(shù)，它是建立在光學(xué)、化學(xué)、電子學(xué)、機(jī)械學(xué)、聲學(xué)等科學(xué)技術(shù)基礎(chǔ)上的具有某種程度綜合性的技術(shù)。電子顯示技術(shù)的應(yīng)用與研究涉及的范圍很廣，包括各種發(fā)光材料的發(fā)光機(jī)理的研究、實(shí)驗(yàn)；各種顯示方式的基本原理及其結(jié) - - 11構(gòu)形式，顯示用的材料與器件的選擇和制作工藝；顯示信息的輸入、變換、處理和控制，等等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著經(jīng)濟(jì)、軍事、社會與人們生活的發(fā)展，信息的種類和數(shù)量不斷增加。和很多應(yīng)用術(shù)語一樣，LED 圖文顯示屏并沒有一個(gè)公認(rèn)的嚴(yán)格的定義，一般把顯示圖形和/或文字的 LED顯示屏稱為圖文屏。這里所說的圖形，是指由單一亮度線條組成的任意圖形，以便于不同亮度（灰度）點(diǎn)陣組成的圖像相區(qū)別。圖文顯示屏的主要特征是只控制 LED點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅） ，而不控制 LED的發(fā)光強(qiáng)弱。LED 圖文顯示屏的外觀可以做成條形，叫做條形圖文顯示屏（簡稱條屏） ，也可以按一定高度比例做成矩形的平面圖文顯示屏。其實(shí)條屏只不過是其寬度遠(yuǎn)大于高度的平面顯示屏，在顯示與控制的原理上并無區(qū)別。 從理論上說，不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對應(yīng)的 LED器件發(fā)光。通常事先把需要顯示的圖形文字轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣圖形，再按照顯示控制的要求以一定的格式形成顯示數(shù)據(jù)。對于只控制通斷的圖文顯示屏來說，每個(gè) LED發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的 1位（1bit） ，在需要該 LED器件發(fā)光的數(shù)據(jù)中相應(yīng)的位填 1，否則填 0。當(dāng)然，根據(jù)控制電路的安排，相反的定義同樣是可行的。這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點(diǎn)填寫顯示數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個(gè)顯示數(shù)據(jù)文件。顯示圖形的數(shù)據(jù)文件，其格式相對自由，只要能夠滿足顯示控制的要求即可。文字的點(diǎn)陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計(jì)算機(jī)通用的字庫字模。組成一個(gè)字的點(diǎn)陣，其大小也可以有 8×8、16×16、24×24、等不同規(guī)格。漢字的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)是用 16進(jìn)制格式以字節(jié)為單位表示的。用點(diǎn)陣方式構(gòu)成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計(jì)好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿意的顯示效果。因而采用點(diǎn)陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。 點(diǎn)陣顯示方式適應(yīng)信息變化的優(yōu)點(diǎn)，是以點(diǎn)陣顯示器的價(jià)格和其復(fù)雜的控制電路為代價(jià)的。點(diǎn)陣顯示器在整個(gè)顯示單元的所有位置上都布置了 LED器件，而像數(shù)碼管一類的顯示器件只在需要發(fā)光的七段位置上布置 LED器件，其它位置是空白的。因此，點(diǎn)陣顯示器在相同面積情況下，價(jià)格要貴些。但是，數(shù)碼管可顯示的信息有限，只有 0～9 或單個(gè)的英文字符，由于組合形成的字符不多，所以其顯示數(shù)據(jù)和控制電路都比較簡單。點(diǎn)陣顯示器則不然，它要對點(diǎn)陣上全部 LED進(jìn)行控制，并能生成所有可能顯示的圖形文字，其顯示數(shù)據(jù)和控制電路自然要復(fù)雜得多。因此，根據(jù)不同的場合，不同的顯示特點(diǎn)和格式可以分別采用數(shù)碼管器件或點(diǎn)陣顯示方式，有的情況可以采用兩者搭配的混合屏顯示方式。圖文顯示屏的顏色，有單色、雙色、和多色幾種。最常用的是單色圖文屏。單色屏多使用紅色、橘紅色或橙色 LED點(diǎn)陣單元。雙色圖文屏和多色圖文屏，在 LED點(diǎn)陣的每一個(gè)“點(diǎn)”上布置有兩個(gè)或多個(gè)不同顏色的 LED發(fā)光器件。換句話說，對應(yīng)于每種顏色都有自己的顯示矩陣。顯 - - 12示的時(shí)候，各顏色的顯示點(diǎn)陣是分開控制的。事先設(shè)計(jì)好各種顏色的顯示數(shù)據(jù)，顯示時(shí)分別送到各自的顯示點(diǎn)陣，即可實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。每一種顏色的控制方法和單色的完全相同，因此掌握了單色圖文顯示屏的原理，雙色屏和多色屏就不難理解了。LED顯示屏的分類 1、按顏色基色可以分為：單基色顯示屏：單一顏色（紅色或綠色）。雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256 級灰度、可以顯示 65536種顏色。全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256 級灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬種顏色。2、按顯示器件分類：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。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。第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案2．1 需要實(shí)現(xiàn)的功能設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)用 16×16點(diǎn)陣 LED圖文顯示屏，要求在目測條件下 LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。2．2 顯示模式方案論證為了吸引觀眾增強(qiáng)顯示效果，可以有多種顯示模式，最簡單的顯示模式是靜態(tài)顯示。這里所說的“靜態(tài)顯示模式”不同于靜態(tài)驅(qū)動方式。與靜態(tài)顯示模式相對應(yīng)，就有各種動態(tài)顯示模式，它們所顯示的圖文都是能夠動的。按照圖文運(yùn)動的特點(diǎn)又可以分為閃爍、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等多種顯示模式。產(chǎn)生不同顯示模式的方法，并不意味著一定要重新編寫顯示數(shù)據(jù)，可以通過一定的算法從原來的顯示數(shù)據(jù)直接生成。例如，按順序調(diào)整行號，可以使顯示圖文產(chǎn)生上下平移；而順序調(diào)整列顯示數(shù)據(jù)的位置，就可以達(dá)到左右平移的目的；同時(shí)調(diào)整行列順序，就能得到對角線平移的效果。其它模式的數(shù)據(jù)刷新，也可找到相應(yīng)的算法。不過當(dāng)算法太復(fù)雜，太浪費(fèi)時(shí)間的話，也可以考慮預(yù)先生成刷新數(shù)據(jù)，存儲備用。刷新的時(shí)間控制，要考慮運(yùn)動圖形文字的顯示效果。刷新太慢，動感不顯著；刷新太快了，中間過程看不清。一般刷新周期可控制在幾十毫秒范圍之內(nèi)。 - - 13從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對應(yīng)的 LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時(shí)控制 LED顯示屏的各個(gè)發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動顯示方式。16×16 的點(diǎn)陣共有 256個(gè)發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒有這么多端口，如果我們采用鎖存器來擴(kuò)展端口，按 8位的鎖存器來計(jì)算，16×16 的點(diǎn)陣需要 256/8=32個(gè)鎖存器。這個(gè)數(shù)字很龐大，因?yàn)槲覀儍H僅是 16×16的點(diǎn)陣，在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個(gè)很龐大的數(shù)字。因此在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計(jì)，而采用另一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。動態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實(shí)現(xiàn)多行（比如 16行）的同名列共用一套列驅(qū)動器，每行有一個(gè)行驅(qū)動器，具體就 16×16的點(diǎn)陣來說，把所有同一行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽的接法） ，先送出對應(yīng)第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第一行使其燃亮一定的時(shí)間，然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第二行使其燃亮相同的時(shí)間，然后熄滅；……第十六行之后，又重新燃亮第一行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒 24次以上） ，由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。2．3 顯示數(shù)據(jù)傳輸方案論證采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機(jī)的存儲器中，按 8位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。顯示時(shí)要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動器上去，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸方式的問題。從控制電路到列驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯然，采用并行方式時(shí)，從控制電路到列驅(qū)動器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并行傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?。采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信號線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟(jì)的。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動器。只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示兩個(gè)部分。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長，在行掃描周期確定的情況下，留給行顯示的時(shí)間就太少了，以至影響到 LED的亮度。解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有鎖存功能。 - - 14單片機(jī)列驅(qū)動器行驅(qū)動器LED 顯示點(diǎn)陣電源圖 2-1 顯示屏電路框圖經(jīng)過上述分析，可以歸納出列驅(qū)動器電路應(yīng)具備的主要功能。對于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來說，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并出的移位功能；對于列數(shù)據(jù)顯示來說，應(yīng)具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串并移位寄存器準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。第三章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)由于圖文屏的控制電路采用單片機(jī)方案，控制功能的實(shí)現(xiàn)應(yīng)在硬件和軟件兩方面進(jìn)行折中。單片機(jī)及相應(yīng)軟件，主要負(fù)責(zé)存儲（或生成）顯示數(shù)據(jù)、安排控制信號的定時(shí)與順序等。但是單片機(jī)的接口數(shù)量少，驅(qū)動能力不強(qiáng)，必須擴(kuò)展一定的硬件電路，才能滿足顯示屏的需要。系統(tǒng)硬件部分電路大致上可以分成穩(wěn)壓電源、單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動器電路、行驅(qū)動器電路和LED顯示屏電路五部分。3．1 5V 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)3.1.1 5V穩(wěn)壓電源原理穩(wěn)壓電源的功能是把來自電網(wǎng)的 220V交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樗璧摹⒎€(wěn)定的直流電壓。它由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個(gè)部分組成。（1）交流電壓變換部分。一般的電子設(shè)備所需的直流電壓較之交流電網(wǎng)提供的 220V電壓相差較大，為了得到輸出電壓的額定范圍，就需要將電網(wǎng)電壓轉(zhuǎn)換到合適的數(shù)值。所以，電壓變換 - - 15部分的主要任務(wù)是將電網(wǎng)電壓變?yōu)樗璧慕涣麟妷?，同時(shí)還可以起到直流電源與電網(wǎng)的隔離作用。（2）整流部分。整流電路的作用，是將變換后的交流電壓轉(zhuǎn)換為單方向的脈動電壓。由于這種電壓存在著很大的脈動成份（稱為紋波），因此一般還不能直接用來給負(fù)載供電，否則，紋波的變化會嚴(yán)重影響負(fù)載電路的性能指標(biāo)。（3）濾波部分。濾波部分的作用是對整流部分輸出的脈動直流電進(jìn)行平滑 ，使之成為含交變成份很小的直流電壓。也就是說，濾波部分實(shí)際上是一個(gè)性能較好的低通濾波器，且其截止頻率一定低于整流輸出電壓的基波頻率。（4）穩(wěn)壓部分。盡管經(jīng)過整流濾波后電壓接近于直流電壓，但是其電壓值的穩(wěn)定性很差，它受溫度、負(fù)載、電網(wǎng)電壓波動等因素的影響很大，因此，還必須有穩(wěn)壓電路，以維持輸出直流電壓的基本穩(wěn)定。變壓器把 220V交流電（市電）變?yōu)榉€(wěn)壓所需的低壓交流電；整流器把低壓交流電變?yōu)橹绷麟?；整流后的直流電中仍會含有交流成分，可以通過濾波電路將交流成分濾除；經(jīng)濾波后，穩(wěn)壓器再把不穩(wěn)定的直流電壓變?yōu)榉€(wěn)定的直流電壓輸出。如圖 3-1所示。（a）穩(wěn)壓電源電路的基本方框圖u4 u3 u2 uI u10 t t t t t0 0 0 0（b）整流與穩(wěn)壓過程圖 3-1 穩(wěn)壓電源的組成框圖及整流與穩(wěn)壓過程根據(jù)要求所確定的穩(wěn)壓電源的電路形式如圖 3-2所示。圖中變壓器 T將來自電網(wǎng)的 220V交流電壓變換為整流電路所需要的 7.5V交流電壓，再經(jīng)整流電橋（4 個(gè)二極管）D1 將交流電壓變換成脈動的直流電壓，隨后電解電容器 C1將脈動直流電壓中的大部分紋波加以濾除，以得到較為平滑的直流電壓。為了得到改善的紋波電壓，再將直流電壓通過電容 C2，然后經(jīng)集成穩(wěn)壓器 IC1穩(wěn)壓，在輸出端得到穩(wěn)定的 5V直流電壓。這時(shí)，在輸出端接上電容 C3，用以濾除輸出端的高頻信號，改善負(fù)載的瞬態(tài)響應(yīng)，最后即可得到所需的、穩(wěn)定的直流電壓。電路最后接入的發(fā)光二極管用做電u1±??1?÷u2 ?? μ?á÷ ?·u3 ?? μ?2¨ ?·u4 ?è μ??1 ?· Uo - - 16源指示燈.T220V個(gè)7.5VC3104C2104Vin1GND2Vout 3IC17805R1100ΩVCC1234D1BRIDGEC11000uSSW D2LED+_圖 3-2 電源電路圖3.1.2 穩(wěn)壓電源技術(shù)指標(biāo)穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類：一類是特性指標(biāo)，如輸出電壓、輸出電流及電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標(biāo)，反映一個(gè)穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻） 、波紋電壓及溫度系數(shù)等。對穩(wěn)壓電源的性能，主要有以下四個(gè)方面的要求：穩(wěn)定性好 當(dāng)輸入電壓 Usr(整流、濾波輸出電壓)在規(guī)定范圍內(nèi)變動時(shí)，輸出電壓 Usc的變化一般要求很小。輸出電阻小 負(fù)載變化時(shí)（從空載到滿載） ，輸出電壓 Usr應(yīng)基本保持不變。電壓溫度系數(shù)小 當(dāng)環(huán)境溫度變化時(shí)，會引起輸出電壓的漂移。良好的穩(wěn)壓電源，應(yīng)在環(huán)境溫度變化時(shí)，有效地抑制輸出電壓的漂移，保持輸出電壓穩(wěn)定。輸出電壓紋波小 所謂紋波電壓，是指輸出電壓中 50Hz 或 100Hz 的交流分量，通常用有效值或峰值表示。3．2 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路3．2．1 單片機(jī)的選擇在這個(gè)設(shè)計(jì)中單片機(jī)采用 89C51 或其兼容系列的芯片，采用 24MHZ 或更高頻率的晶振，以獲得較高的刷新頻率，使顯示更穩(wěn)定。它負(fù)責(zé)控制整個(gè)電路以及相應(yīng)的程序的運(yùn)行、以及給屏體電路部分發(fā)送命令。這里我們選擇了內(nèi)含 4K 字節(jié) Flash 的 AT89C51，因?yàn)槲覀冎恍枰@示特定的圖形和文字，無需龐大的字庫，因此 4K Flash 已經(jīng)可以滿足字庫儲存的需求，不需要擴(kuò)展外存儲器。