大屏幕led设计论文(编辑修改稿)

大屏幕led设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

0 12 29 13 28 14 27 15 26 16 25 17 24 18 23 19 22 20 21 AT89C52 10 P1口： ～ 四位用作 74HC154 4 线 16 线译码器的输入信号。 作 74HC154 译码器的使能信号。 ～ 作键盘信号使用，以便系统实现文本不同播放方式。 P2口： ～ 作为读取数据时的地址总线的高 5 位地址。 用作外部数据存储器和汉字点阵芯片 的片选信号。 、 分别与汉字点阵芯片GT23L32S4W 的 A0、 A1口相连实现不同寄存器的寻址。 P3口： INT0、 INT T0、 T1 各位，均作为通用输出口使用，而不再起中断申请和定时； RxD 位在与上位机通讯时作串口通讯用，而不与上位机通讯时作通用输出口用。 INT0 输出信号作为控制电路并、串变换器的并联输入数据的打入脉冲使用。 INT1 信号是控制电路一侧的并、串变换和驱动电路一侧的串、并变换的移位脉冲。 T0输出信号作为列驱动电路的输出锁存器的打入信号使用。 T1输出信号作为系统清屏信号使 用。 RxD 位作通用输出口时，输出信号作为列驱动电路的输出锁存器的打出信号使用。 LED 显示模块 LED 图文显示屏的基本工作原理 [2] LED显示屏的基本工作原理是动态扫描。 动态扫描又分为行扫描和列扫描两种方式，常用的方式是行扫描。 行扫描方式又分为 8行扫描和 16行扫描两种。 在行扫描工作方式下，每一片 LED点阵片都有一组列驱动电路，列驱动电路中一定有一片锁存器或移位寄存器，用来锁存待显示内容的字模数据。 在行扫描工作方式下，同一排 LED点阵片的同名行控制引脚是并接在一条线上的，共 8条线，最 后连接在一个行驱动电路上；行驱动电路中也一定有一片锁存器或移位寄存器，用来锁存行扫描信号。 单片机对 LED显示屏的控制过程是先读后写。 按 LED点阵片在屏幕上的排列顺序，单片机先对第 1排的第 1片 LED点阵片的列驱动锁存器，写入从外部数据存储器读得的字模数据，接着对第 2片、第 3片 ⋯ ⋯ 直到这一排的最后一片都写完字模数据后，单片机再对这一排的行驱动锁存器写行扫描信号，于是第 1排第 1行与字模数据相关的发光二极管点亮。 接着第 2排第 1行、第 3排第 1行 ⋯ ⋯ 直到最后一排11 第 1行的点亮。 各排第 1行都点亮后，延时一段时间， 然后黑屏，这样就算完成了单片机对 LED显示屏的一行扫描控制。 单片机对 LED显示屏第 2行的扫描控制、第 3行的扫描控制 ⋯ ⋯直到第 8行的扫描控制，其过程与第 1行的扫描控制过程相同。 对全部 8行的控制过程都完成后，LED显示屏也就完成了 1帧图像的完整显示。 虽然按这种工作方式， LED显示屏是一行一行点亮的，每次都只有一行亮，但只要保证每行每秒钟能点亮 5O次以上，即刷新频率高于 50Hz，那么由于人的视觉惰性，所看到的 LED显示屏显示的图像还是全屏稳定的图像。 LED 图文显示屏驱动 [3] 为有效利用单片机 资源，点阵的 16个行使用译码方式，列采用单片机的串口加串变并的器件来驱动。 行驱动使用 74HC154 4线 16线译码器，列驱动使用74LS165芯片实现并变串操作再通过 74HC595芯片实现串变并操作。 下面对所用的芯片加以介绍： ，它是 4线 16线译码器，双列直插式封装，在系统中实现 LED显示屏行扫描依次点亮的功能。 其各引脚的功能如下： A～ D: 4线输入引脚。 Y0～ Y15: 16线输出引脚。 OE OE2: 选通信号引脚。 ，它为 8 位移位寄存器 ，在系统中实现数据并行输入串行输出的功能。 其部分引脚功能如下： CLK1,CLK2：时钟输入端（上升沿有效） P0～ P7：并行数据输入端 DS: 串行数据输入端 Q7: 输出端 Q7: 互补输出端 PL: 移位控制（低电平有效） 当移位控制端 PL为低电平时，并行数据（ P0～ P7）被置入寄存器，而时钟（ CLK1,CLK 2）及串行数据（ DS）均无关。 当 PL为高电平时，并行置数功能被12 禁止。 CLK1和 CLK2在功能上是等价的，可以交换使用。 当 CLK1和 CLK2有一个为低电平并且 PL为高电 平时，另一个时钟可以输入。 当 CLK1和 CLK2有一个为高电平时，另一个时钟被禁止。 只有在 CLK1为高电平时 CLK2才可变为高电平。 ，其内部有一个 8位串人并出的移位寄存器和一个 8位输出锁存器各自独立，因此可实现锁存显示当前行的同时串行移位接收下一行各列数据。 其部分引脚功能为： SERIN：串行数据输入脚。 SEROUT: 串行数据输出脚。 SRCK：移位脉冲输入脚，当出现上升沿时将 SER脚信号接收于最低位，原来各位逐位上移。 RCK：输出锁存器控制脚，引 脚出现上升沿时可将移位输入信号锁存到输出器锁器。 G：输出控制脚，当为低时输出锁存器三态门开门，否则为高阻态。 DRAIN0～ DRAIN7：并行输出脚，在多片 TPIC6B595系统中其中 DRAIN7可与上片的 DRAIN0连接实现多片逐位上移传送。 SRCLK：移位寄存器清 0信号输入脚，为低时移位寄存器清 0。 Texas Instruments 公司生产的 TPIC6B595芯片是设计用于较高负载功率的高电压中等电流的 8bit移位寄存器。 器件含有内置的输出电压箝位电路用于感性负载的瞬 变保护。 功率驱动可应用于包括继电器、线圈及其它中等电流或高电压负载。 该器件有一个 8bit串行输入、并行输出的移位寄存器，它将数据传送给一个 8bit D 型寄存器。 在移位寄存器时钟 SRCK及寄存器时钟 RCK的上升沿，数据传输到移位寄存器和存储寄存器。 当移位寄存器清除信号 SRCLK为高电平时，存储寄存器传输数据到输出缓冲区。 当 SRCLK为低电平时，输入移位寄存器被清除。 当输出选通 G为高电平时，输出缓冲区的所有数据为低，并与输出端断开。 当 G为低电平时，数据从存储寄存器传输到输出缓冲区。 输出缓冲区的数据为低时，DMOS晶体管的输出断开。 当数据为高时， DMOS晶体管有吸收电流能力。 串行输出SEROUT允许移位寄存器数据级联。 输出是漏极开路的 DMOS晶体管，具有 50V/150mA连续吸收电流能力。 每一个输出提供在 T=25摄氏度时典型 500mA的电流极限（随着结温的上升，电流极限会下降）。 该器件的逻辑功能与 74LS595完全相同，但具13 有更强大的驱动能力。 TPIC6B595实用温度设计为 40℃～ 125℃。 TPIC6B595芯片的原理框图如图 3所示。 图 3 TPIC6B595芯片的原理框图 14 由上述几种芯 片组成的 LED图文显示屏 驱动电路如图 4所示。 图中 AT89C52单片机的 P3口： INT0、 INT T0、 T1各位，均作为通用输出口使用，而不再起中断申请和定时； RxD位在与上位机通讯时作串口通讯用，而不与上位机通讯时作通用输出口用，在本系统中单片机不主动向上位机传输信息，所以它只作通用输出口用。 INT0输出信号作为控制电路并 /串变换器 74LS165的并联输入数据的打入脉冲 CLK1使用，高电平有效。 INT1信号是控制电路一侧的并 /串变换（ 74LS165）和驱动电路一侧的串 /并变换（ TPIC6B595）的移位脉 冲 CLK SRCK使二者的串行传输数据达到同步 ,高电平有效。 T0输出信号作为列驱动电路的输出锁存器的打入信号 RCK使用高电平有效。 T1输出信号作为系统清屏信号 SRCLK使用。 RxD位作通用输出口时，输出信号作为列驱动电路的输出锁存器的打出信号 G使用，低电平有效。 此外，从图中我们还可以看到系统手动复位信号也与 TPIC6B595的清屏信号 SRCLK相连，这样可以使系统达到更好的复位效果。 15 图 4 LED图文显示屏 驱动电路图 汉字点阵芯片 GT23L32S4W[4] 芯片特点 ● 款内含 11X12点阵、 15X16点、 24X24点阵、 32X32点阵的汉字库芯片，支持GB2312 国标汉字（含有国家信标委合法授权）及 SCII字符，其芯片引脚图如图 5所示。 ● 字库芯片内含全拼输入法的码本 ● 数据总线： SPI 串行总线接口 16 PLII 精简地址并行总线接口 (本系统采用 PLII总线结构 ) ● 点阵排列方式：字节横置横排 ● 访问速度： SPI 时钟频率： 20MHz(max.) PLII 访问速度： 130ns(max.) @ ● 工作电压： +10% ● 电流： 工作电流： 12mA 待机电流： 10uA 图 5 GT23L32S4W芯片引脚图 ● 封装： SOP20 ● 尺寸（ SOP20）： SPI 接口引脚描述 串行数据输出（ SO）：该信号用来把数据从芯片串行输出，数据在时钟的下降沿移出。 串行数据输入（ SI）：该信号用来把数据从串行输入芯片，数据在时钟的上升沿移入。 串行时钟输入（ SCLK）：数据在时钟上升沿移入，在下降沿移出。 片选输入（ CE）：所有串行数据传输开始于 CE下降沿， CE在传输期间必须保持为低电平，在两条指令之间保持为高电平。 总线挂起输入（ HOLD）： PLII 接口引脚描述 PLII 接口引脚描述如表 1所示。 表 1 PLII 接口引脚描述。