LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)論文

1、編號(hào):文理學(xué)院理工學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）題 目 無(wú)線LED顯示屏的設(shè)計(jì) 機(jī)械 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造與其自動(dòng)化 專(zhuān)業(yè)學(xué) 號(hào) 11316405 學(xué)生 登彪 指導(dǎo)教師 胡 雄 杰 起訖日期 2015.2.20 2015.5.20 31 / 31無(wú)線LED顯示屏的設(shè)計(jì)容提要近年來(lái)，LED(lighted exciting bode，發(fā)光二極管)電子顯示屏作為一種高科技產(chǎn)品日益引起人們的重視。它可以實(shí)時(shí)顯示或循環(huán)播放文字、圖形和圖像信息，具有顯示方式豐富、觀賞性強(qiáng)、顯示容修改方便、亮度高、顯示穩(wěn)定且壽命長(zhǎng)等多種優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于商業(yè)廣告、體育比賽、交通信息報(bào)導(dǎo)等諸多領(lǐng)域。LED顯示屏的核心技術(shù)主要集中在控

2、制器中。目前，大部分異步顯示屏采用的是8位或16位的微控制器，由于受到微處理器的處理速度、體系架構(gòu)、尋址圍、外圍接口資源等諸多限制，已難以在要求顯示較多像素、顯示容幀頻較高、動(dòng)態(tài)顯示效果復(fù)雜的情況下得到良好的動(dòng)態(tài)視覺(jué)效果。 LED顯示屏控制系統(tǒng)性能良好，工作穩(wěn)定可靠，易于維護(hù)升級(jí)，具有很高的性價(jià)比。 關(guān)鍵詞：LED；數(shù)據(jù)傳輸；信息發(fā)布系統(tǒng)；單片機(jī)AbstractLED panel systems gains rapid development in the design, machine and

3、 application from nine-rites ages. It went thorn from single color and two colors to image LED panel. As a high technology production, LED panel can realize real

4、0;time and sequential displaying textile, granitic and images. LED panel has many special feature such as high reliability、long life、high performance、low cost、and more important high

5、60;acclimatization. Moreover, with the technique of color p Anne perfect increasingly,LED panel is widely used in many fields. The core technique for a LED panel is mainl

6、y centralized on its controlled. The majority of asynchronous display panel use the 8 or the 16 micro-controllers,because the processing speed, the system construction, the ad

7、dressing scope, the periphery connection resources and on so many limits, in request demonstration many picture elements, the demonstration content frame frequency has been with

8、60;difficult high, in the dynamic demonstration effect complex situation, obtains the good dynamic visual effect. the method was favorable for the stability and efficiency of 

9、the whole system.The system was easy in maintenance and updating,and enjoys high performance/price ratio.  Key words ：LED;  Transfusion System;  information releasing system; 

10、 single chip 目 錄目 錄3第1章  緒  論 51.1 LED顯示屏的研究背景與意義 51.2 LED大屏幕的發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì) 61.2.1 LED大屏幕的發(fā)展?fàn)顩r 6 1.2.2 LED大屏幕的發(fā)展趨勢(shì) 61.3 LED顯示屏的信息發(fā)布技術(shù) 7第二章 LED電子顯示屏的介紹82.1 LED顯示屏簡(jiǎn)介82.2 LED顯示屏的特點(diǎn) 82.3 LED顯示屏的分類(lèi) 

11、60;93.1 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法113.1.1 穩(wěn)壓電源原理113.2 單片機(jī)系統(tǒng)與外圍電路123.2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)介紹123.3單片機(jī)的選擇133.3.1C8051F020與80C51之間的異同點(diǎn)133.3.2一樣點(diǎn)143.3.3主要硬件不同點(diǎn)143.4 8051F020單片機(jī)介紹153.4.1系統(tǒng)概述153.4.2片存儲(chǔ)器163.4.3可編程數(shù)字I/O 和交叉開(kāi)關(guān)173.4.4 12 位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器183.4.5 8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器183.4.6比較器和DAC193.4.7 C8051F020引腳的定義203.5列驅(qū)動(dòng)電路213.5.1 74HC595芯片的簡(jiǎn)介223.6行驅(qū)動(dòng)電路23

12、36.1 74HC154芯片的簡(jiǎn)介233.7 LED的漢字顯示原理243.7.1顯示模塊與PC機(jī)接口的連接254.1系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì)274.1.1 顯示驅(qū)動(dòng)程序274.1.2 系統(tǒng)主程序274.2設(shè)計(jì)部分原理圖介紹29第五章 總結(jié)32致 33參考文獻(xiàn)34第1章  緒  論 1.1 LED顯示屏的研究背景與意義 發(fā)光二極管(LED)，是一種把電能變成光能的特種器件，主要由PN結(jié)芯片、電極和光學(xué)系統(tǒng)構(gòu)成。當(dāng)系統(tǒng)受到外界激發(fā)后，會(huì)從穩(wěn)定的低能態(tài)躍遷到不穩(wěn)定的高能態(tài)，當(dāng)系統(tǒng)由不穩(wěn)定的高能態(tài)重新回到穩(wěn)定的低能態(tài)時(shí)，能量差以光的形式輻射出

13、來(lái)，就會(huì)產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。當(dāng)在PN結(jié)上加以正向電壓之后，P區(qū)的空穴注入至N區(qū)，N區(qū)的電子注入至P區(qū)，相互注入的電子與空穴相遇后即產(chǎn)生復(fù)合，這些多數(shù)載流子在結(jié)的注入和復(fù)合中產(chǎn)生輻射而發(fā)光。它是自發(fā)輻射發(fā)光，不需要較高的注入電流產(chǎn)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，也不需要光學(xué)諧振腔，發(fā)射的是非相干光。 LED大約是在80年代中期開(kāi)始在電子顯示屏中使用的。進(jìn)入90年代以后，由于半導(dǎo)體工業(yè)的迅猛發(fā)展，帶動(dòng)了LED制造材料和工藝的改進(jìn)，在顏色與亮度方面都有了質(zhì)的飛躍。早期的LED顯示屏，由于受材料和工藝的限制，視角僅有200一300左右，從而制約了LED顯示屏的發(fā)展。在分辨率方而，由于受當(dāng)時(shí)數(shù)字技術(shù)、集成電路技術(shù)

14、和控制技術(shù)等技術(shù)的限制，很難作出高密度的LED顯示屏。今后隨著半導(dǎo)體工業(yè)的不斷發(fā)展，無(wú)論是材料，還是加工工藝，都會(huì)不斷地提高，LED顯示屏在顏色、視角、亮度、密度、壽命等方面也會(huì)逐步完善，價(jià)格也會(huì)進(jìn)一步降低。 近年來(lái)，隨著高亮度發(fā)光二極管技術(shù)的發(fā)展，LED顯示屏從室走到室外，其顯示容也從沒(méi)有層次的計(jì)算文字動(dòng)畫(huà)發(fā)展到能顯示有層次的電視圖像。國(guó)家信息產(chǎn)業(yè)部委托藍(lán)通電子科技XX公司制定的LED顯示屏技術(shù)條件也于1998年正式頒布實(shí)施。 LED顯示屏的關(guān)鍵控制技術(shù)隨著新型超大規(guī)模集成電路(VLSI)的發(fā)展也必將有新的提高。通用VLSI在產(chǎn)品性能提高的同時(shí)成本也在呈下降趨勢(shì)，新一代L

15、ED顯示控制集成電路也已開(kāi)始得到推廣和應(yīng)用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，對(duì)信息傳播有越來(lái)越高的要求。 進(jìn)入新世紀(jì)，光電子產(chǎn)業(yè)得到廣泛的重視，中國(guó)加入WTO、奧運(yùn)成功舉辦等，成為L(zhǎng)ED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的契機(jī)，我國(guó)LED顯示屏與相關(guān)的技術(shù)必將得到飛躍發(fā)展。1.2 LED大屏幕的發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì) 1.2.1 LED大屏幕的發(fā)展?fàn)顩r 我國(guó)在LED領(lǐng)域的研究開(kāi)發(fā)工作成績(jī)斐然。目前普綠和高亮度純紅LED已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商品化，國(guó)的LED顯示屏發(fā)展經(jīng)歷了三個(gè)階段： 1.1990年以前是LED顯示屏的成長(zhǎng)形成期，受LED材料的限制，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒(méi)有廣泛展開(kāi)。

16、而且，顯示屏控制技術(shù)基本上是通信控制方式，客觀上影響了顯示效果。這一時(shí)期的LED顯示屏在國(guó)外應(yīng)用廣泛，國(guó)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通信控制，灰度等級(jí)為單點(diǎn)4級(jí)調(diào)灰，產(chǎn)品的成本比較高。 2.1990-1995年，這一階段是LED顯示屏迅速發(fā)展的時(shí)期。全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長(zhǎng)，信息技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域不斷突破，LED顯示屏在材料和控制技術(shù)方面不斷出現(xiàn)新的成果。藍(lán)色LED芯片研制成功，全彩色LED顯示屏進(jìn)入市場(chǎng)， LED顯示屏在國(guó)的發(fā)展速度非常迅速，LED顯示屏在平板顯示領(lǐng)域的主流產(chǎn)品局面基本形成，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。 3.1995年至今，LED顯

17、示屏應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊。全彩色LED顯示屏、256級(jí)灰度視頻控制技術(shù)等方面均有國(guó)先進(jìn)、達(dá)到國(guó)際水平的技術(shù)和產(chǎn)品出現(xiàn)。LED顯示屏控制專(zhuān)用大規(guī)模集成電路已由國(guó)企業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)并得到利用。我國(guó)LED顯示屏產(chǎn)業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同時(shí)，產(chǎn)品技術(shù)推出新，一直保持比較先進(jìn)的水平。LED顯示屏產(chǎn)業(yè)正成為我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。 1.2.2 LED大屏幕的發(fā)展趨勢(shì) 二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時(shí)代，LED顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一將有更大的發(fā)展，并有可能成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。 白光LED是LED產(chǎn)業(yè)中最被看好的新興產(chǎn)品，在全球能源短缺的憂慮再度

18、升高的背景下，白光LED在照明市場(chǎng)的前景備受矚目。歐、美與日本等先進(jìn)技術(shù)國(guó)家也投注許多人力，成立專(zhuān)門(mén)的機(jī)構(gòu)推動(dòng)白光LED研發(fā)工作?？梢?jiàn)國(guó)外LED顯示屏技術(shù)主要集中在新材料的開(kāi)發(fā)上，以新發(fā)光材料來(lái)提高顯示屏的視覺(jué)效果、能耗等各種性能。 隨著能源緊缺問(wèn)題越來(lái)越突出，LED的重要性和市場(chǎng)空間更加顯著。鑒于我國(guó)LED產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，不論技術(shù)還是產(chǎn)能短期達(dá)到世界先進(jìn)水平都有相當(dāng)大的難度。要在國(guó)發(fā)展高亮LED產(chǎn)業(yè)，可以充分利用國(guó)現(xiàn)有的研發(fā)和生產(chǎn)力量，走合作發(fā)展的道路。 半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的全球化發(fā)展，是每個(gè)企業(yè)都要面對(duì)和無(wú)法回避的。國(guó)企業(yè)通過(guò)規(guī)股權(quán)架構(gòu)、加大研發(fā)，采取并購(gòu)和合作的方式將海外先進(jìn)技術(shù)

19、引入國(guó)，可爭(zhēng)取與國(guó)際大廠基本在同一技術(shù)水平進(jìn)行產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)。繼、和成為首批五個(gè)國(guó)家半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)化基地，國(guó)封裝和應(yīng)用企業(yè)形成快速的市場(chǎng)適應(yīng)能力和價(jià)格優(yōu)勢(shì)，我國(guó)大陸已經(jīng)成為世界上重要的LED封裝生產(chǎn)基地。封裝與應(yīng)用，尤其是國(guó)際應(yīng)用產(chǎn)品加工有向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)。在封裝和應(yīng)用領(lǐng)域中國(guó)已經(jīng)完全有可能、有能力在高端市場(chǎng)占據(jù)一席之地，但必須加大產(chǎn)品的創(chuàng)新、加強(qiáng)品牌的培育。目前全世界都在尋求解決經(jīng)濟(jì)發(fā)展和能源短缺的矛盾，給整個(gè)綠色照明生產(chǎn)行業(yè)帶來(lái)廣闊的市場(chǎng)前景與新的機(jī)遇。1.3 LED顯示屏的信息發(fā)布技術(shù) 現(xiàn)代社會(huì)已經(jīng)邁入信息化時(shí)代，信息傳播速度越來(lái)越快，人們對(duì)信息的依賴程度也越來(lái)越高。信息技術(shù)自

20、然成為優(yōu)先發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)，尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，信息以各種文件格式保存，并以數(shù)據(jù)包的形式在網(wǎng)上傳輸。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中若信息是以計(jì)算機(jī)文件的形式傳送到LED大屏幕或網(wǎng)絡(luò)終端上顯示，其間的控制是由控制軟件通過(guò)微機(jī)或網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。信息若寄托于GSM網(wǎng)絡(luò)被傳送到LED顯示屏上時(shí)，其間的控制是由GSM網(wǎng)絡(luò)控制的。第二章 LED電子顯示屏的介紹2.1 LED顯示屏簡(jiǎn)介L(zhǎng)ED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)。 用于制造顯示屏的發(fā)光二極管產(chǎn)品有單管、矩陣塊、象素管三種規(guī)格，以滿足不同使用場(chǎng)合的要求。LED 顯示屏按其

21、使用環(huán)境分為室顯示屏和室外顯示屏。一般把顯示圖形或文字的LED顯示屏稱(chēng)為圖文屏。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，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，叫做條屏，也可以按一定高度比例做成矩形的平面圖文顯示屏。條與平面顯示屏在顯示與控制的原理上并無(wú)區(qū)別。 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。 為了吸引觀眾增強(qiáng)顯示效果，可以有多種顯示模式。最簡(jiǎn)單的顯示模式是靜態(tài)顯示，與靜態(tài)顯示模式相對(duì)應(yīng)的就有各種動(dòng)態(tài)顯示模

22、式，它所顯示的圖文都是能夠動(dòng)的。產(chǎn)生不同顯示模式的方法，并不意味著一定要重新編寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)，可以通過(guò)一定的算法從原來(lái)的顯示數(shù)據(jù)直接生成。不過(guò)當(dāng)算法太復(fù)雜，太浪費(fèi)時(shí)間的話，可以考慮預(yù)先生成刷新數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)備用。刷新的時(shí)間控制，要考慮運(yùn)動(dòng)圖形文字的顯示效果。刷新太慢，動(dòng)感不顯著，刷新太快，中間過(guò)程看不清。一般刷新周期可控制在幾十毫秒圍之。 2.2 LED顯示屏的特點(diǎn) 按顏色基色可以分為: 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展以與制造工藝的進(jìn)步，LED顯示屏也在不斷的進(jìn)步和完善，高新技術(shù)使LED顯示系統(tǒng)與以前相比有了更為優(yōu)異的性能。當(dāng)前的LED顯示系統(tǒng)主要有以下特點(diǎn)： I

23、.在局部設(shè)計(jì)上采用模塊化電路設(shè)計(jì) 按功能分成不同的模塊，每個(gè)模塊之間只需要極少的聯(lián)系，極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。調(diào)試、維護(hù)難度大大降低。 2.先進(jìn)的分布式掃描技術(shù) 顯示部分的掃描采用掃描控制技術(shù)，顯示部分被分成不同的單元，獨(dú)立進(jìn)行掃描。每個(gè)單元間的信號(hào)采用信號(hào)鎖存技術(shù)進(jìn)行同步控制，顯示的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)。 3.可視性好 采用高性能LED驅(qū)動(dòng)芯片構(gòu)成的顯示屏具有高亮度、色彩鮮艷、視角大，壽命長(zhǎng)(不少于50,000小時(shí))，穩(wěn)定性高，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)。 4.易于安裝 采用顯示單元板或顯示單元箱體，可根據(jù)用戶要求和應(yīng)用場(chǎng)所要求

24、任意組裝成所需要的顯示屏尺寸，如果要擴(kuò)大或縮小系統(tǒng)規(guī)模，只須按需要在系統(tǒng)中增加新單元，或拆去某個(gè)單元，系統(tǒng)完整性不會(huì)受到多少影響，便于安裝和維護(hù)。 綜上所述 ，LED顯示技術(shù)作為一種電子信息顯示技術(shù)，相信隨著各種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED顯示系統(tǒng)以其優(yōu)異的性能將會(huì)有更為廣闊的發(fā)展前景。2.3 LED顯示屏的分類(lèi)    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(jí)灰度、可以顯示65536種顏色。    全彩色顯示屏

25、：紅、綠、藍(lán)三基色，256級(jí)灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬(wàn)種顏色。  2、按顯示器件分類(lèi) :   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。  3、按使用場(chǎng)合分類(lèi)   室顯示屏：發(fā)光點(diǎn)較小，一般3mm-8mm，顯示面積一般幾至十幾平方米。    

26、;室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。    4、按發(fā)光點(diǎn)直徑分類(lèi)    室屏：3mm、3.75mm、5mm、    室外屏：10mm、12mm、14mm、16mm、18mm、20mm、 25mm、31.25mm、36mm 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)塑料筒共同發(fā)光增強(qiáng)亮度。第三章 LED顯示屏的硬件電路設(shè)計(jì)硬件電路大致上可以分為單片機(jī)系統(tǒng)與外圍電路、列驅(qū)動(dòng)電路和

27、行驅(qū)動(dòng)電路三部分。3.1 穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)方法穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)，是根據(jù)穩(wěn)壓電源的輸出電壓Uo、輸出電流Io、輸出紋波電壓Uop-p等性能指標(biāo)要求，正確地確定出變壓器、集成穩(wěn)壓器、整流二極管和濾波電路中所用元器件的性能參數(shù)，從而合理的選擇這些器件。穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)可以分為以下三個(gè)步驟：1）根據(jù)穩(wěn)壓電源的輸出電壓Uo、最大輸出電流Iomax，確定穩(wěn)壓器的型號(hào)與電路形式。2）根據(jù)穩(wěn)壓器的輸入電壓I U ，確定電源變壓器副邊電壓u2的有效值U2；根據(jù)穩(wěn)壓電源的最大輸出電流I0max，確定流過(guò)電源變壓器副邊的電流I2和電源變壓器副邊的功率P2；根據(jù)P2，從表1 查出變壓器的效率，從而確定電源變壓器原邊的功率P

28、1。然后根據(jù)所確定的參數(shù)，選擇電源變壓器。3）確定整流二極管的正向平均電流ID、整流二極管的最大反向電壓RM U 和濾波電容的電容值和耐壓值。根據(jù)所確定的參數(shù)，選擇整流二極管和濾波電容LED 點(diǎn)陣電子顯示屏制作簡(jiǎn)單，安裝方便，被廣泛應(yīng)用于各種公共場(chǎng)合，如汽車(chē)報(bào)站器、廣告屏以與公告牌等。 3.1.1 穩(wěn)壓電源原理小功率穩(wěn)壓電源由電源變壓器、整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路四個(gè)部分組成。圖 1 220V交流轉(zhuǎn)成5V直流電源原理圖從圖上看,變壓器輸入端經(jīng)過(guò)一個(gè)保險(xiǎn)連接電源插頭,如果變壓器或后面的電路發(fā)生短路，保險(xiǎn)的金屬細(xì)絲就會(huì)因大電流引發(fā)的高溫溶化后斷開(kāi)。變壓器后面由4個(gè)二極管組成一個(gè)橋式整流電路，整流

29、后就得到一個(gè)電壓波動(dòng)很大的直流電源，所以在這里接一個(gè)330uF/25V的電解電容。變壓器輸出端的9V電壓經(jīng)橋式整流并電容濾波，在電容C1兩端大約會(huì)有11V多一點(diǎn)的電壓，假如從電容兩端直接接一個(gè)負(fù)載，當(dāng)負(fù)載變化或交流電源有少許波動(dòng)都會(huì)使C1兩端的電壓發(fā)生較大幅度的變化，因此要得到一個(gè)比較穩(wěn)定的電壓，在這里接一個(gè)三端穩(wěn)壓器的元件。三端穩(wěn)壓器是一種集成電路元件，部由一些三極管和電阻等構(gòu)成，在分析電路時(shí)可簡(jiǎn)單的認(rèn)為這是一個(gè)能自動(dòng)調(diào)節(jié)電阻的元件，當(dāng)負(fù)載電流大時(shí)三端穩(wěn)壓器的電阻自動(dòng)變小，而當(dāng)負(fù)載電流變小時(shí)三端穩(wěn)壓器的電阻又會(huì)自動(dòng)變大，這樣就能保持穩(wěn)壓器的輸出電壓保持基本不變。 因?yàn)槲覀円敵?V的電壓，所

30、以選用7805，7805前面的字母可能會(huì)因生產(chǎn)廠家不同而不同。LM7805最大可以輸出1A的電流，部有限流式短路保護(hù)，短時(shí)間，例如幾秒鐘的時(shí)間，輸出端對(duì)地（2腳）短路并不會(huì)使7805燒壞，當(dāng)然如果時(shí)間很長(zhǎng)就不好說(shuō)了，這跟散熱條件有很大的關(guān)系 三端穩(wěn)壓器后面接一個(gè)105的電容，這個(gè)電容有濾波和阻尼作用。 最后在C2兩端接一個(gè)輸出電源的插針，可用于與其它用電器連接,比如MP3等。 雖然7805最大電流是一安培，但實(shí)際使用一般不要超過(guò)500mA,否則會(huì)發(fā)熱很大，容易燒壞。一般負(fù)載電有200mA以上時(shí)需要散熱片。3.2 單片機(jī)系統(tǒng)與外圍電路單片機(jī)采用C8051F020芯片，采用24HZ或更高的頻率晶振

31、，以獲得較高的刷新頻率，使其顯示更穩(wěn)定。單片機(jī)的串口與列驅(qū)動(dòng)器相連，用來(lái)顯示數(shù)據(jù)。其中P1口的低四位與行驅(qū)動(dòng)器相連，送出行選信號(hào)；高四位則用來(lái)發(fā)送控制信號(hào)。3.2.1單片機(jī)最小系統(tǒng)介紹單片機(jī)最小系統(tǒng)是由時(shí)鐘電路和復(fù)位電路兩部分組成1、時(shí)鐘電路系統(tǒng)的時(shí)鐘電路設(shè)計(jì)是采用的部方式，即利用芯片部的振蕩電路。AT89單片機(jī)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器。引腳XTAL1和XTAL2分別是此放大器的輸入端和輸出端。這個(gè)放大器與作為反饋元件的片外晶體諧振器一起構(gòu)成一個(gè)自激振蕩器。外接晶體諧振器以與電容C1和C2構(gòu)成并聯(lián)諧振電路，接在放大器的反饋回路中。對(duì)外接電容的值雖然沒(méi)有嚴(yán)格的要求，但電容的大小會(huì)

32、影響震蕩器頻率的高低、震蕩器的穩(wěn)定性、起振的快速性和溫度的穩(wěn)定性。因此，此系統(tǒng)電路的晶體振蕩器的值為12MHz，電容應(yīng)盡可能的選擇瓷電容，電容值約為22F。在焊接刷電路板時(shí)，晶體振蕩器和電容應(yīng)盡可能安裝得與單片機(jī)芯片靠近，以減少寄生電容，更好地保證震蕩器穩(wěn)定和可靠地工作。2、復(fù)位電路復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來(lái)實(shí)現(xiàn)的。片復(fù)位電路是復(fù)位引腳RST通過(guò)一個(gè)斯密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，斯密特觸發(fā)器用來(lái)抑制噪聲，它的輸出在每個(gè)機(jī)器周期的S5P2，由復(fù)位電路采樣一次。復(fù)位電路通常采用上電自動(dòng)復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種方式，此電路系統(tǒng)采用的是上電與按鈕復(fù)位電路，如圖所示。當(dāng)時(shí)鐘頻率選用6MHz時(shí)，C取22F，Rs約為

33、200，Rk約為1K。3、單片機(jī)最小系統(tǒng)的原理圖單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊中的主選C8051F020芯片是一種低功耗，具有在線編程，F(xiàn)lash程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)。所謂在線編程ISP(In System Program)指的是允許單片機(jī)芯片在不離開(kāi)電路板或不離開(kāi)設(shè)備的情況下實(shí)現(xiàn)程序固化和察除操作，在線編程給單片機(jī)用戶的研發(fā)和使用帶來(lái)了極大的方便根據(jù)實(shí)驗(yàn)和理論的需要，上電自動(dòng)復(fù)位電路的電容選擇10u，上拉電阻選擇8.2K，時(shí)鐘電路的電容選擇33PF，晶振選擇12MZ 的，這樣可以獲得更高的刷新頻率。4 刷新頻率的計(jì)算公式：刷新頻率=1/16×T0溢出率=1/16×f/12(65536-

34、t)其中f為晶振頻率，t為定時(shí)器T0初值（工作在16位定時(shí)器模式）3.3單片機(jī)的選擇3.3.1C8051F020與80C51之間的異同點(diǎn)80C51系列單片機(jī)與其衍生產(chǎn)品在我國(guó)乃至全世界圍獲得了非常廣泛的應(yīng)用。片機(jī)領(lǐng)域的大部分工作人員都熟悉80C51單片機(jī)，各大專(zhuān)院校都采用80C51系列單片機(jī)作為教學(xué)模型。隨著單片機(jī)的不斷發(fā)展，市場(chǎng)上出現(xiàn)了很多高速、高性能的新型單片機(jī)，基于標(biāo)準(zhǔn)8051核的單片機(jī)正面臨著退出市場(chǎng)的境地。C8051F系列單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片，具有與8051兼容的CIP-51微控制器核，采用流水線結(jié)構(gòu)，單周期指令運(yùn)行速度是8051的12倍，全指令集運(yùn)行速度是原來(lái)的9.

35、5倍。熟悉NCS-51系列單片機(jī)的工程技術(shù)人員可以很容易地掌握C8051F的應(yīng)用技術(shù)并能進(jìn)行軟件的移植。3.3.2一樣點(diǎn)C8051F020單片機(jī)與80C51系列單片機(jī)的指令系統(tǒng)完全一樣。掌握80C51單片機(jī)的人可以很容易地接受C8051F020的應(yīng)用技術(shù)并能完成相應(yīng)軟件的移植。3.3.3主要硬件不同點(diǎn)(1)運(yùn)行速度C8051F020的指令運(yùn)行速度是一般80C51系列單片機(jī)的10倍以上。因?yàn)槠銫IP-51中采用了流水線處理結(jié)構(gòu)，已經(jīng)沒(méi)有了機(jī)器周期時(shí)序，指令執(zhí)行的最小時(shí)序單位為系統(tǒng)時(shí)鐘，大部分指令只要12個(gè)系統(tǒng)周期即可完成。又由于其時(shí)鐘系統(tǒng)比80C51的更加完善，有多個(gè)時(shí)鐘源，且時(shí)鐘源可編程，時(shí)鐘

36、頻率圍為025 MHz，當(dāng)CIP-5l工作在最大系統(tǒng)時(shí)鐘頻率25 MHz時(shí)，它的峰值速度可以達(dá)到25 MIs，C8051F020已進(jìn)入了8位高速單片機(jī)行列。(2)IO端口的配置方式C8051F020擁有8個(gè)8位的IO端口， 大量減少了外部連線和器件擴(kuò)展， 有利于提高可靠性和抗干擾能力。其中低4個(gè)IO端口除可作為一般的通用I O端口外，還可作為其他功能模塊的輸入或輸出引腳，它是通過(guò)交叉開(kāi)關(guān)配 置寄存器XBR0、XBR1、XBR2(各位名稱(chēng)與格式如表1所示)選擇并控制的，它 們控制優(yōu)先權(quán)譯碼選擇開(kāi)關(guān)電路如圖1所示，可將片的計(jì)數(shù)器定時(shí)器、串行 總線、硬件中斷、比較器輸出與其它的數(shù)字信號(hào)配置為在端口I

37、O引腳出現(xiàn)，這樣用戶可以根據(jù)自己的特定需要選擇所需的數(shù)字資源和通用IO口。數(shù)字交叉開(kāi)關(guān)是一個(gè)比較大的數(shù)字開(kāi)關(guān)網(wǎng)路，這在所有80C51系列單片機(jī)上是一個(gè)空白。另外P1MDIN用于選擇P1的輸入方式是模擬輸入還是數(shù)字輸入，復(fù)位值為11111111B，即默認(rèn)為數(shù)字輸入方式。而80C51單片機(jī)的IO引腳是固定分配的，即占用引腳多，配置又不夠靈活。(3)部功能C8051F020部帶有數(shù)據(jù)采集所需的ADC和DAC，其中ADC有兩個(gè)，一個(gè)是8路12位逐次逼近型ADC，可編程轉(zhuǎn)換速率，最大為100 kSs可通過(guò)多通道選擇器配置為單端輸入或差分輸入。有可編程增益放大器PGA用于將輸入的信號(hào)放大，提高AD的轉(zhuǎn)換精

38、度?？删幊淘鲆鏋椋?.5、1、2、4、8或16，復(fù)位時(shí)默認(rèn)值為1。另一個(gè)是8路8位ADC，可編程轉(zhuǎn)換速率最大為500 kSs，其可編程放大增益為0.5、1、2、4，復(fù)位時(shí)默認(rèn)值為0.5。有2個(gè)12位的DAC，用于將12位的數(shù)字量轉(zhuǎn)換為電壓量，可產(chǎn)生連續(xù)變化的波形，兩路信號(hào)可同步輸出。 (4) 外部接口C8051F020外設(shè)還增添了三個(gè)串行口?？赏瑫r(shí)與外界進(jìn)行串行數(shù)據(jù)通信，SMBus兼容于I2C串行擴(kuò)展總線；SPI串行擴(kuò)展接口；兩個(gè)增強(qiáng)型UART串口。C8051F020具有基于JTAG接口的在系統(tǒng)調(diào)試功能，片的調(diào)試電路通過(guò)JTAG接口可提供高速、方便的在系統(tǒng)調(diào)試。3.4 8051F020單片機(jī)介

39、紹3.4.1系統(tǒng)概述C8051F020/1/2/3 器件是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)MCU 芯片，具有64 個(gè)數(shù)字I/O 引腳（C8051F020/2）或32 個(gè)數(shù)字I/O 引腳（C8051F021/3）。下面列出了一些主要特性；（1）高速、流水線結(jié)構(gòu)的8051 兼容的CIP-51 核（可達(dá)25MIPS） （2）全速、非侵入式的在系統(tǒng)調(diào)試接口（片） （3）真正12 位（C8051F020/1）或10 位（C8051F022/3）、100 ksps 的8 通道ADC，帶PGA和模擬多路開(kāi)關(guān)（4）真正8 位500 ksps 的ADC，帶PGA 和8 通道模擬多路開(kāi)關(guān) （5）兩個(gè)12 位DAC，具有可

40、編程數(shù)據(jù)更新方式 （6）64K 字節(jié)可在系統(tǒng)編程的FLASH 存儲(chǔ)器 （7）4352（4096+256）字節(jié)的片RAM （8）可尋址64K 字節(jié)地址空間的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器接口 （9）硬件實(shí)現(xiàn)的SPI、SMBus I2C 和兩個(gè)UART 串行接口 （10）5 個(gè)通用的16 位定時(shí)器 （11）具有5 個(gè)捕捉比較模塊的可編程計(jì)數(shù)器定時(shí)器陣列 （12）片看門(mén)狗定時(shí)器、VDD 監(jiān)視器和溫度傳感器具有片VDD 監(jiān)視器、看門(mén)狗定時(shí)器和時(shí)鐘振蕩器的C8051F020/1/2/3 是真正能獨(dú)立工作的片上系統(tǒng)。所有模擬和數(shù)字外設(shè)均可由用戶固件使能/禁止和配置。FLASH 存儲(chǔ)器還具有在系統(tǒng)重新編程能力，可用于非易失

41、性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并允許現(xiàn)場(chǎng)更新8051 固件。片JTAG 調(diào)試電路允許使用安裝在最終應(yīng)用系統(tǒng)上的產(chǎn)品MCU 進(jìn)行非侵入式（不占用片資源）、全速、在系統(tǒng)調(diào)試。該調(diào)試系統(tǒng)支持觀察和修改存儲(chǔ)器和寄存器，支持?jǐn)帱c(diǎn)、觀察點(diǎn)、單步與運(yùn)行和停機(jī)命令。在使用JTAG 調(diào)試時(shí)，所有的模擬和數(shù)字外設(shè)都可全功能運(yùn)行。3.4.2片存儲(chǔ)器CIP-51 有標(biāo)準(zhǔn)的8051 程序和數(shù)據(jù)地址配置。它包括256 字節(jié)的數(shù)據(jù)RAM，其中高128字節(jié)為雙映射。用間接尋址訪問(wèn)通用RAM 的高128 字節(jié)，用直接尋址訪問(wèn)128 字節(jié)的SFR地址空間。數(shù)據(jù)RAM 的低128 字節(jié)可用直接或間接尋址方式訪問(wèn)。前32 個(gè)字節(jié)為4 個(gè)通用寄存器區(qū)，

42、接下來(lái)的16 字節(jié)既可以按字節(jié)尋址也可以按位尋址。C8051F020/1/2/3 中的CIP-51 還另有位于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間的4K 字節(jié)的RAM 塊和一個(gè)可用于訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的外部存儲(chǔ)器接口（EMIF）。這個(gè)片的4K 字節(jié)RAM 塊可以在整個(gè)64K 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間中被尋址（以4K 為邊界重疊）。外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器地址空間可以只映射到片存儲(chǔ)器、只映射到片外存儲(chǔ)器、或兩者的組合（4K 以下的地址指向片，4K 以上的地址指向EMIF）。EMIF 可以被配置為地址數(shù)據(jù)線復(fù)用方式或非復(fù)用方式。MCU 的程序存儲(chǔ)器包含64K 字節(jié)的FLASH。該存儲(chǔ)器以512 字節(jié)為一個(gè)扇區(qū)，可以在系統(tǒng)編

43、程，且不需特別的外部編程電壓。從0xFE00 到0xFFFF 的512 字節(jié)被保留，由工廠使用。還有一個(gè)位于地址0x10000 - 0x1007F 的128 字節(jié)的扇區(qū)，該扇區(qū)可作為一個(gè)小的軟件常數(shù)表使用。3.4.3可編程數(shù)字I/O 和交叉開(kāi)關(guān)該系列MCU具有標(biāo)準(zhǔn)8051的端口（0、1、2和3）。在F020/2中有4個(gè)附加的端口（4、5、6和7），因此共有64個(gè)通用端口I/O。這些端口I/O的工作情況與標(biāo)準(zhǔn)8051相似，但有一些改進(jìn)。每個(gè)端口I/O引腳都可以被配置為推挽或漏極開(kāi)路輸出。在標(biāo)準(zhǔn)8051中固定的“弱上拉”可以被總體禁止，這為低功耗應(yīng)用提供了進(jìn)一步節(jié)電的能力。可能最獨(dú)特的改進(jìn)是引入了

44、數(shù)字交叉開(kāi)關(guān)。這是一個(gè)大的數(shù)字開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)，允許將部數(shù)字系統(tǒng)資源映射到P0、P1、P2和P3的端口I/O引腳。與具有標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用數(shù)字I/O的微控制器不同，這種結(jié)構(gòu)可支持所有的功能組合?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置交叉開(kāi)關(guān)控制寄存器將片的計(jì)數(shù)器定時(shí)器、串行總線、硬件中斷、ADC轉(zhuǎn)換啟動(dòng)輸入、比較器輸出以與微控制器部的其它數(shù)字信號(hào)配置為出現(xiàn)在端口I/O引腳。這一特性允許用戶根據(jù)自己的特定應(yīng)用選擇通用端口I/O和所需數(shù)字資源的組合。除了5個(gè)16位的通用計(jì)數(shù)器定時(shí)器之外，C8051F020 MCU系列還有一個(gè)片可編程計(jì)數(shù)器定時(shí)器陣列（PCA）。PCA包括一個(gè)專(zhuān)用的16位計(jì)數(shù)器定時(shí)器時(shí)間基準(zhǔn)和5個(gè)可編程的捕捉比較模塊。時(shí)間基準(zhǔn)的

45、時(shí)鐘可以是下面的六個(gè)時(shí)鐘源之一：系統(tǒng)時(shí)鐘12、系統(tǒng)時(shí)鐘4、定時(shí)器0溢出、外部時(shí)鐘輸入（ECI）、系統(tǒng)時(shí)鐘和外部振蕩源頻率8。每個(gè)捕捉比較模塊都有六種工作方式：邊沿觸發(fā)捕捉、軟件定時(shí)器、高速輸出、頻率輸出、8位脈沖寬度調(diào)制器和16位脈沖寬度調(diào)制器。PCA捕捉比較模塊的I/O和外部時(shí)鐘輸入可以通過(guò)數(shù)字交叉開(kāi)關(guān)連到MCU的端口I/O引腳。C8051F020系列MCU部有兩個(gè)增強(qiáng)型全雙工UART、SPI總線和SMBus/I2C。每種串行總線都完全用硬件實(shí)現(xiàn)，都能向CIP-51產(chǎn)生中斷，因此需要很少的CPU干預(yù)。這些串行總線不“共享”定時(shí)器、中斷或端口I/O等資源，所以可以使用任何一個(gè)或全部同時(shí)使用。3

46、.4.4 12 位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器C8051F020/1有一個(gè)片12位SAR ADC（ADC0），一個(gè)9通道輸入多路選擇開(kāi)關(guān)和可編程增益放大器。該ADC工作在100ksps的最大采樣速率時(shí)可提供真正的12位精度，INL為±1LSB。C8051F022/3有一個(gè)片10位SAR ADC，技術(shù)指標(biāo)和配置選項(xiàng)與C8051F020/1的ADC類(lèi)似。DC0的電壓基準(zhǔn)可以在DAC0輸出和一個(gè)外部VREF引腳之間選擇。對(duì)于C8051F020/2器件，ADC0有其專(zhuān)用的VREF0輸入引腳；對(duì)于C8051F021/3器件，ADC0與8位的ADC1共享VREFA輸入引腳。片15ppm/°C的電壓基準(zhǔn)

47、可通過(guò)VREF輸出引腳為其它系統(tǒng)部件或片ADC產(chǎn)生基準(zhǔn)電壓。ADC完全由CIP-51通過(guò)特殊功能寄存器控制。有一個(gè)輸入通道被連到部溫度傳感器，其它8個(gè)通道接外部輸入。8個(gè)外部輸入通道的每一對(duì)都可被配置為兩個(gè)單端輸入或一個(gè)差分輸入。系統(tǒng)控制器可以將ADC置于關(guān)斷狀態(tài)以節(jié)省功耗?？删幊淘鲆娣糯笃鹘釉谀M多路選擇器之后，增益可以用軟件設(shè)置，從0.5到16以2的整數(shù)次冪遞增。當(dāng)不同ADC輸入通道之間輸入的電壓信號(hào)圍差距較大或需要放大一個(gè)具有較大直流偏移的信號(hào)時(shí)（在差分方式，DAC可用于提供直流偏移），這個(gè)放大環(huán)節(jié)是非常有用的。A/D轉(zhuǎn)換有4種啟動(dòng)方式：軟件命令、定時(shí)器2溢出、定時(shí)器3溢出和外部信號(hào)輸入

48、。這種靈活性允許用軟件事件、外部硬件信號(hào)或周期性的定時(shí)器溢出信號(hào)觸發(fā)轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束由一個(gè)狀態(tài)位指示，或者產(chǎn)生中斷（如果中斷被使能）。在轉(zhuǎn)換完成后，10或12位轉(zhuǎn)換結(jié)果數(shù)據(jù)字被鎖存到兩個(gè)特殊功能寄存器中。這些數(shù)據(jù)字可以用軟件控制為左對(duì)齊或右對(duì)齊。窗口比較寄存器可被配置為當(dāng)ADC數(shù)據(jù)位于一個(gè)規(guī)定的圍之或之外時(shí)向控制器申請(qǐng)中斷。ADC可以用后臺(tái)方式監(jiān)視一個(gè)關(guān)鍵電壓，當(dāng)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)位于規(guī)定的窗口之時(shí)才向控制器申請(qǐng)中斷。3.4.5 8位模/數(shù)轉(zhuǎn)換器C8051F020有一個(gè)片8位SAR ADC（ADC1），帶有一個(gè)8通道輸入多路選擇器和可編程增益放大器。該ADC工作在500ksps的最大采樣速率時(shí)可提供真正的

49、8位精度，INL為±1LSB。有8個(gè)用于測(cè)量的輸入端。ADC1完全由CIP-51通過(guò)特殊功能寄存器控制。ADC0的電壓基準(zhǔn)可以在模擬電源電壓（AV+）和一個(gè)外部VREF引腳之間選擇。對(duì)于C8051F020/2器件，ADC1有其專(zhuān)用的VREF1輸入引腳；對(duì)于C8051F021/3器件，ADC1與12/10位的ADC0共享VREFA輸入引腳。用戶軟件可以將ADC1置于關(guān)斷狀態(tài)以節(jié)省功耗。可編程增益放大器接在模擬多路選擇器之后。當(dāng)不同ADC輸入通道之間輸入的電壓信號(hào)圍差距較大或需要局部放大一個(gè)具有較大直流偏移的信號(hào)時(shí)（在差分方式，DAC可用于提供直流偏移），這個(gè)放大環(huán)節(jié)是非常有用的。PGA

50、增益可以用軟件設(shè)置為0.5、1、2或4。靈活的轉(zhuǎn)換控制系統(tǒng)允許用軟件命令、定時(shí)器溢出或外部信號(hào)啟動(dòng)ADC1轉(zhuǎn)換。用軟件命令可以使ADC1與ADC0同步轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)換結(jié)束由一個(gè)狀態(tài)位指示，或者產(chǎn)生中斷（如果中斷被使能）。在轉(zhuǎn)換完成后，8位數(shù)據(jù)字被鎖存到一個(gè)特殊功能寄存器中。3.4.6比較器和DACC8051F020/1/2/3系列MCU部有兩個(gè)12位DAC和兩個(gè)比較器。MCU與每個(gè)比較器和DAC之間的數(shù)據(jù)和控制接口通過(guò)特殊功能寄存器實(shí)現(xiàn)。MCU可以將任何一個(gè)DAC或比較器置于低功耗關(guān)斷方式。比較器的回差電壓可以用軟件編程。每個(gè)比較器都能在上升沿、下降沿或在兩個(gè)邊沿都產(chǎn)生中斷。這些中斷能將MCU從休眠

51、方式喚醒。比較器的輸出狀態(tài)可以用軟件查詢?？赏ㄟ^(guò)設(shè)置交叉開(kāi)關(guān)將比較器的輸出接到端口I/O引腳。DAC為電壓輸出方式，有靈活的輸出更新機(jī)制。這一機(jī)制允許用軟件寫(xiě)和定時(shí)器定時(shí)器3與定時(shí)器4的溢出信號(hào)更新DAC輸出。C8051F020/2的DAC之電壓基準(zhǔn)由專(zhuān)用的VREFD輸入引腳提供，而C8051F021/3的DAC之電壓基準(zhǔn)由器件部的電壓基準(zhǔn)提供。DAC在作為比較器的參考電壓或?yàn)锳DC差分輸入提供偏移電壓時(shí)非常有用。3.4.7 C8051F020引腳的定義圖 2 C8051F020芯片引腳圖單片機(jī)C8051F020部分引腳的介紹（1）VDD 37,64,90引腳。數(shù)字電源。必須接 +2.7V +

52、3.6V。（2）DGND 38,63,89引腳。數(shù)字地，必須接地（3）AV+ 11,14引腳。模擬電源。必須接 +2.7V +3.6V。（4）AGND 10,13引腳。模擬地，必須接地。（5）TMS 1引腳。數(shù)字輸入 JTAG 測(cè)試模式選擇，帶部上拉。（6）TCK 2引腳。數(shù)字輸入 JTAG 測(cè)試時(shí)鐘，帶部上拉。（7）TDI 3引腳。數(shù)字輸入JTAG 測(cè)試數(shù)據(jù)輸入，帶部上拉。TDI 在TCK上升沿被鎖存。（8）TDO 4引腳。數(shù)字輸出帶JTAG 測(cè)試數(shù)據(jù)輸出，帶部上拉。數(shù)據(jù)在TCK的下降沿從TDO 引腳輸出。TDO 輸出是一個(gè)三態(tài)驅(qū)動(dòng)器。(9) /RST 5引腳。數(shù)字I/O 器件復(fù)位。部VDD

53、 監(jiān)視器的漏極開(kāi)路輸出。當(dāng)VDD2.7V 并且MONEN 為高時(shí)被驅(qū)動(dòng)為低電平。一個(gè)外部源可以通過(guò)將該引腳置為低電平啟動(dòng)一次系統(tǒng)復(fù)位。（10）XTAL1 26引腳。模擬輸入晶體輸入。該引腳為晶體或瓷諧振器的部振蕩器電路的反饋輸入。為了得到一個(gè)精確的部時(shí)鐘，可以在XTAL1 和XTAL2 之間接上一個(gè)晶體或瓷諧振器。如果被一個(gè)外部CMOS 時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)，則該引腳提供系統(tǒng)時(shí)鐘。（11）XTAL2 27引腳。模擬輸出晶體輸出。該引腳是晶體或瓷諧振器的激勵(lì)驅(qū)動(dòng)器。（12）MONEN 28引腳。數(shù)字輸入VDD 監(jiān)視器使能。該引腳接高電平時(shí)使能部VDD 監(jiān)視器工作，當(dāng)VDD2.7V 時(shí)強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位。該引腳接低

54、電平時(shí)部VDD 監(jiān)視器被禁止。（13）/RD/P0.6 56引腳。數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器接口的/RD 選通。（14）/WR/P0.7 55引腳。數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器接口的/WR 選通。（15）ALE/P4.5 93引腳。數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器地址總線ALE 選通（復(fù)用方式）。（16）AD0/D0/P3.0 54引腳。數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器地址/數(shù)據(jù)總線位0（復(fù)用方式）。外部存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線位0（非復(fù)用方式）。（17）A8m/A0/P2.0 46引腳。數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器地址總線位8（復(fù)用方式）。外部存儲(chǔ)器地址總線位0（非復(fù)用方式）。（18）ALE/P0.5 57引腳。數(shù)字I/O 外部存儲(chǔ)器地

55、址總線ALE 選通（復(fù)用方式）（19）CP0+ 9引腳。模擬輸入 比較器0 的同相輸入端（20）CP0- 8引腳。模擬輸入 比較器0 的反相輸入端（21）CP1+ 7引腳。模擬輸入 比較器1 的同相輸入端（22）CP1- 6引腳。模擬輸入 比較器1 的反相輸入端注釋?zhuān)罕緦?shí)驗(yàn)中主要用到單片機(jī)最小系統(tǒng)與一些端口，故只介紹一些常用到的引腳，單片機(jī)的其他引腳在這里不做介紹.3.5列驅(qū)動(dòng)電路列驅(qū)動(dòng)電路由集成電路74HC595構(gòu)成。它具有一個(gè)8位串行輸入并行輸出的移位寄存器和一個(gè)8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在本顯示行數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，即達(dá)到重疊

56、處理的目的。由于本系統(tǒng)中的LED顯示屏是可以拼接的,所以利用串行轉(zhuǎn)并行技術(shù),只要一個(gè)單片機(jī)的I/O口,通過(guò)串行轉(zhuǎn)并行,就能得到所需數(shù)量的輸出口線來(lái)驅(qū)動(dòng)列信號(hào),很好地解決單片機(jī)I/O口資源有限的問(wèn)題. 系統(tǒng)中一個(gè)LED屏(顯示10個(gè)16 ×16的漢字)由二十片的74HC595芯片級(jí)聯(lián)組成串行轉(zhuǎn)并行輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)列信號(hào).3.5.1 74HC595芯片的簡(jiǎn)介74HC595的輸入側(cè)有8個(gè)串行移位寄存器，每個(gè)移位寄存器的輸出都連接一個(gè)輸出鎖存器。引腳SI是串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SCK是移位寄存器的移位時(shí)鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個(gè)數(shù)據(jù)打入最低位。移位后的各位信號(hào)出現(xiàn)在各移位寄存器的

57、輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。RCK是輸出鎖存器的打入信號(hào)，其上升沿將移位寄存器的輸出打入輸出鎖存器。引腳G是輸出三態(tài)門(mén)的開(kāi)放信號(hào)，只有當(dāng)其為低時(shí)鎖存器的輸出才開(kāi)放，否則為高組態(tài)。SCLR信號(hào)是移位寄存器清零輸入端，當(dāng)其為低時(shí)移位寄存器的輸出全部為零。由于SCK和RCK兩個(gè)信號(hào)是互相獨(dú)立的，所以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。芯片的輸出端為QAQH,最高位QH可以作為多片74HC595級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)，向上一級(jí)的級(jí)聯(lián)輸出。但因?yàn)镼H受輸出鎖存器的打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出QH，作為與移位寄存器完全同步的級(jí)聯(lián)輸出。圖 3 74HC595芯片的外形與引腳3.6行驅(qū)動(dòng)電路采用16 &#

58、215;16 點(diǎn)陣顯示需要16 個(gè)行驅(qū)動(dòng)信號(hào). 單片機(jī)的I/O有限,所以系統(tǒng)采用74HC154譯碼器來(lái)擴(kuò)展I/O口,74HC154芯片是一個(gè)4 - 16 線譯碼器,通過(guò)改變譯碼器4個(gè)輸入信號(hào), 來(lái)輪流驅(qū)動(dòng)16 行.本設(shè)計(jì)中將單片機(jī)某一端口的低四位作為4個(gè)輸入信號(hào)，經(jīng)過(guò)4/16線譯碼器74HC154譯碼后生成16條行選通信號(hào)線，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的行線。每一條線上要帶動(dòng)16列的LED進(jìn)行顯示，按每一個(gè)LED器件20MA電流計(jì)算，16個(gè)LED同時(shí)發(fā)光時(shí)，需要320MA電流，選通三極管8550作為驅(qū)動(dòng)管可滿足要求。36.1 74HC154芯片的簡(jiǎn)介74HC154這種單片4 線16 線譯碼器非常適合

59、用于 高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。當(dāng)兩個(gè)選通輸入G1 和G2 為低時(shí), 它可將4 個(gè)二進(jìn)制編碼的輸入譯成16 個(gè)互相獨(dú)立的輸出之一。實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能的辦法是：用4 個(gè)輸入線寫(xiě)出輸出線的地址，使得在一個(gè)選通輸入為低時(shí)數(shù)據(jù)通過(guò)另一個(gè)選通輸入。當(dāng)任何一個(gè)選通輸入是高時(shí)，所有輸出都為高。圖 4 74HC154芯片引腳圖引腳功能如下：(1)1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,13,14,15,16,17腳（ 為Y0 to Y15）為輸出，低電平有效(2)18,19腳（G1, G2）為使能輸入，低電平有效(3)23,22,21,20腳（A to D）為地址輸入(4)12腳（GND）接地(5)24腳（VC

60、C）接電源74HC154特性：16線多路分配功能4位二進(jìn)制碼輸入譯碼至16個(gè)互斥輸出兼容JEDEC標(biāo)準(zhǔn)no.7A溫度圍 -40+85電源電壓7V輸入電壓5.5V輸入高電平電壓應(yīng)大于2V輸入低電平電壓應(yīng)小于0.8V輸入低電平電流應(yīng)小于16mA輸入高電平電流應(yīng)小于805mA3.7 LED的漢字顯示原理液晶顯示器常用的有兩種：一種是不帶漢字庫(kù)的，另一種是自帶漢字庫(kù)的利用PC上的16×16點(diǎn)陣漢字庫(kù)，提取后將點(diǎn)陣文件存入ROM，直接利用PC中漢字碼作為單片機(jī)系統(tǒng)的編碼（不再形成新的漢字編碼）。國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字字符集GB 2312-80共收錄了漢字、圖形符號(hào)等共7445個(gè)，其中漢字676

61、3個(gè)，按照漢字使用的頻度分為兩級(jí)，其中一級(jí)漢字3755個(gè)，二級(jí)漢字3008個(gè)。漢字、圖形符號(hào)根據(jù)其位置將其分為94個(gè)“區(qū)”，每個(gè)區(qū)包含94個(gè)漢字字符，每個(gè)漢字字符又稱(chēng)為“位”。其中“區(qū)”的序號(hào)由01區(qū)至94區(qū)，“位”的序號(hào)也由01位至94位。若以橫向表示“位”號(hào)，縱向表示“區(qū)” 號(hào)，則“區(qū)”和“位”構(gòu)成一個(gè)二維坐標(biāo)。給定一個(gè)“區(qū)”值和“位”值就可以確定一個(gè)惟一的漢字或圖形符號(hào)。即4位阿拉伯?dāng)?shù)字就可以惟一地確定一個(gè)漢字或符號(hào)。前兩位是“區(qū)”號(hào)，后兩位是“位”號(hào)。其中1至15區(qū)是各種圖形符號(hào)、制表符和一些主要國(guó)家的語(yǔ)言字母，16區(qū)至87區(qū)是漢字，其中16區(qū)至55區(qū)是一級(jí)漢字，56至87區(qū)是二級(jí)漢字

62、。UCDOS軟件中的文件HZK16和文件ASC16分別為16×16的國(guó)際漢字點(diǎn)陣文件和8×16的ASCII碼點(diǎn)陣文件，HZK16中按漢字區(qū)位碼從小到大依次存放國(guó)標(biāo)區(qū)位碼表中的所有漢字，每個(gè)漢字占用32字節(jié)，每個(gè)區(qū)為94個(gè)漢字。而asc16文件中按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字節(jié)。PC的文本文件中，漢字是用機(jī)碼的形式存儲(chǔ)的，每個(gè)漢字占2字節(jié)，其中第一個(gè)字節(jié)為機(jī)碼的區(qū)碼，漢字機(jī)碼的區(qū)碼圍是從0A1H（十六進(jìn)制）開(kāi)始，對(duì)應(yīng)區(qū)位碼中區(qū)碼的第一區(qū)；而機(jī)碼的第二個(gè)字節(jié)為機(jī)碼的位碼，圍也是從0A1H（十六進(jìn)制）開(kāi)始，對(duì)應(yīng)某區(qū)中的第一個(gè)位碼。就是說(shuō)將漢字機(jī)碼減去0A0AH就得到該漢字的區(qū)位碼。用RF-1800編程器讀入二進(jìn)制文件hzk16j.bin后利用其編輯功能中的緩沖區(qū)編輯