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科普知識
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濁度傳感器

基于單片機的16×64 LED 點陣顯示屏的設計

發布日期:2022-04-17 點擊率:87

     0 引言
     LED點陣顯示屏是一種簡單的漢字顯示器,具有價廉、易于控制、使用壽命長等特點,可廣泛應用于各種公共場合,如車站、碼頭、銀行、學校、火車、公共汽車顯示等。本文詳細介紹了一種低廉的16x64點陣LED顯示屏的設計過程。


1 硬件系統設計
     本系統采用AT89C52單片機作控制器,整個電路主要由單片機控制及其接口電路、驅動顯示電路、電源電路等部分組成。為了簡化顯示屏電路,降低成本,本系統在單片機部分不加字庫存儲器。而在PC機上編輯漢字和字符顯示信息,并將其轉換為相應的點陣顯示數據,然后通過串口(采用RS-232通信標準)送給單片機存儲并進行顯示處理。圖1所示為其硬件系統原理圖。




1.1 單片機控制電路
     本系統由AT89C52構成單片機最小應用系統.同時配有11.0592 MHz晶振和按鍵復位電路等。系統外擴的一片Flash存儲器29F040為數據存儲器,可用來存儲由PC機串口送來的點陣信息(通過軟件將圖像或文字轉換成與LED顯示屏的像素相對應的點陣信息)。該Flash存儲器是一種非易失性存儲器,它在供電電源關閉后仍能保持片內信息。由于29F040的容量為512 KB(該芯片內部由8個64 Kbyte的讀寫塊組成,可分塊進行讀、寫和擦除等操作),而AT89C52只能管理64KB的數據空間,所以,需將29F040分成8頁,每頁64KB。其頁碼可由單片機的P3.2~P3.4來選擇。另外,采用MAX232可完成RS232與TTL電平的轉換,以便使PC機與單片機交換信息。
1.2 16x64點陣顯示器的設計
     圖2是一種8x8的LED點陣單色行共陽模塊的內部結構圖,其單點工作電壓Uf為1.8 V,正向電流IF為8~10 mA。當某一行線為高電平而某一列線為低時,其行列交叉的點就被點亮;而當其某一列線為高時,其行列交叉的點為暗;當某一行線為低電平時,無論列線如何,對應這一行的點全部為暗。


  用四個8x8點陣顯示可構成16x16點陣顯示器,其連接方法如圖3所示。圖中,將(A)和(B)的8列、(C)和(D)的8列分別對應相連,同時將(A)和(C)的8行、 (B)和(D)的8行分別對應相連。即可形成一個16行(每一行有16個LED)、16列(每一列也有16個LED)的16x16點陣顯示器,可將這256個點稱為一頁,這樣,顯示字符時。只要對一頁中對應的亮滅進行控制即可。

     如果需要,也可以把4個16x16點陣顯示器相連從而構成16x64的點陣顯示器。




2 LED點陣顯示器的掃描驅動
     LED顯示屏驅動電路的設計應與所用控制系統相配合。驅動通常分為動態掃描型及靜態鎖存型驅動二大類。本文以動態掃描型驅動電路的設計為例來進行分析。動態掃描型驅動方式是指顯示屏上的16行發光二極管共用一組列驅動寄存器,然后通過行驅動管的分時工作,來使每行LED的點亮時間占總時間的1/16。只要每行的刷新速率大于50 Hz,利用人眼的視覺暫留效應,人們就可以看到一幅完整的文字或畫面。



     AT89S52單片機有四個I/O口(P0、P1、P2、P3),每個I/O口有8位,如果都采用并行輸出,顯然不能滿足要求,因此,本設計中的行掃描驅動采用并口輸出,而場掃描驅動采用串口輸出。
2.1 行掃描驅動
     由于16x64點陣顯示器有16行,為充分利用單片機的接口,本電路中加入了一個4-16線譯碼器74LS154,其輸入是一個16進制碼,解碼輸出為低態掃描信號,它們的管腳示意圖如圖4所示。把74LS154的G1和G2引腳接地,然后以A、B、C、D四腳為輸入端。就會形成16種不同的輸入狀態,分別為0000~1111,然后使每種狀態只控制一路輸出,即會有16路輸出。

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