基于單片機(jī)的廣告燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)論文

45/45摘要廣告燈是用于廣告匾，樓宇裝飾和戶外裝潢的燈具，近來(lái)隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的迅速進(jìn)展，人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，關(guān)于裝飾的美化美觀的要求也越來(lái)越高，廣告燈的越來(lái)越多的出現(xiàn)在個(gè)人們的視野中。近年來(lái)隨著科技的飛速進(jìn)展，單片機(jī)的應(yīng)用正在不斷地走向深入，同時(shí)自動(dòng)操縱系統(tǒng)日新月益更新。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外霓虹燈操縱技術(shù)的進(jìn)展?fàn)顩r設(shè)計(jì)了一種采納美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的AVR系列單片機(jī)中的ATmega8作操縱芯片的霓虹燈操縱器．通過(guò)ATmega8芯片操縱驅(qū)動(dòng)電路，在由驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)繼電器，而繼電器則作為霓虹燈的功率操縱。其中，與不的產(chǎn)品在設(shè)計(jì)上不同的是，功率操縱板塊采納的是繼電器陣列，而不是通常用的可控硅，將繼電器陣列模塊化，電路的設(shè)計(jì)條理也專門(mén)清晰，既方便檢查線路故障，有方便技術(shù)維修。該板塊的設(shè)計(jì)也是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。另外，文中還介紹了電源電路、PC機(jī)與單片機(jī)的通訊接口電路的設(shè)計(jì)原理。軟件設(shè)計(jì)部分采納的是ICC-AVR環(huán)境下的C語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)程序，使用AVRStudio進(jìn)行仿真講明。本文設(shè)計(jì)的霓虹燈單片機(jī)操縱器，電路簡(jiǎn)單，抗干擾性強(qiáng)，圖案變化方式多，可適用于各種霓虹燈牌面，可依照用戶的要求，通過(guò)修改軟件，操縱多種多樣花樣的變化，是一代新型的霓虹燈操縱器。

關(guān)鍵字：霓虹燈；操縱器；繼電器；ATmega8目錄一系統(tǒng)方案論證與比較方案一：使用CD4060與KD5603作為主操縱器這是一例變色廣告燈自動(dòng)操縱電路，它采納了兩種操縱方式:①光控方式，白天自動(dòng)關(guān)閉，夜晚自動(dòng)開(kāi)啟;②時(shí)刻操縱方式，夜晚自動(dòng)開(kāi)啟后，通過(guò)定時(shí)操縱使其在預(yù)定的時(shí)刻自動(dòng)關(guān)閉，以節(jié)約電能。在廣告燈開(kāi)啟后，通過(guò)操縱電路使兩種彩色的廣告燈光交替循環(huán)顯示，增強(qiáng)廣告效果。電路在燈光顯示的同時(shí)還伴有廣告語(yǔ)言，介紹廣告要講明的內(nèi)容，是一種功能較完善的廣告燈操縱器。變色廣告燈操縱器的電路組成如圖6-45所示。電路工作原理分析變色廣告燈操縱器電路由光控電路、時(shí)刻操縱電路、語(yǔ)言電路、彩燈循環(huán)操縱電路和電源電路組成。光控電路是本電路的主控電路，它通過(guò)為其余操縱電路接通工作電源的方式操縱著整個(gè)工作電路的開(kāi)啟時(shí)刻。光控電路要緊由光敏電阻RG和由VTl、VT2組成的直接桐合式晶體管放大電路組成。白天，RG受光的照耀阻值變小，VTl的基極得到較大的偏置電壓而導(dǎo)通，VT2則因VTl的導(dǎo)通而截止。IC2~1C4因無(wú)工作電源而停止工作。夜晚來(lái)臨時(shí)，光照減弱，RG阻值升高，VTl截止，VT2因VTl的截止而導(dǎo)通，12V電源經(jīng)VT2向IC2~IC4提供工作電源，使其進(jìn)入工作狀態(tài)。時(shí)刻操縱電路的作用是:當(dāng)夜晚來(lái)臨后使電路投入工作，夜深人靜時(shí)停止工作，以幸免不必要的電源消耗。時(shí)刻操縱電路由一只14級(jí)二進(jìn)制計(jì)數(shù)/分頻電路CD4060組成。該電路通過(guò)外接R4、C7組成一個(gè)RC振蕩器，其振蕩周期T=2.2R4C7=LIs。經(jīng)內(nèi)部14級(jí)分頻(分頻系數(shù)為16384)后，操縱時(shí)刻約為5小時(shí)(1.1X16384=18022s,18022/3600≈5小時(shí))。當(dāng)VT2導(dǎo)通后，電源通過(guò)C6、R3形成的復(fù)位脈沖使CD4060復(fù)位，隨后電路工作，產(chǎn)生脈沖并分頻。在接通電源之初，由于IC2的③腳輸出低電平，VT3導(dǎo)通，為IC3及IC4提供工作電源。5小時(shí)后定時(shí)結(jié)束，③腳輸出高電平，VT3截止，切斷了IC3與IC4的工作電源，廣告燈與語(yǔ)言電路因失去操縱電源而停止工作。方案二：NE555與CD4541作為主操縱器廣告燈操縱器由NE555組成的光控及抗干擾電路、CD4541定時(shí)電路、繼電器操縱、電源電路等部分組成。電原理圖如圖1所示。NE555時(shí)基電路接成施密特觸發(fā)器，對(duì)光敏電阻RC接收到的信號(hào)進(jìn)行整形和功率放大以后，驅(qū)動(dòng)后續(xù)電路。當(dāng)白天有光照時(shí)，其第③腳輸出低電平，夜晚無(wú)光照時(shí)輸出高電平。

CD4541是一塊具有振蕩計(jì)數(shù)、定時(shí)功能的IC，在電路中作為定時(shí)操縱，各腳功能如表1所示。CD4541工作時(shí)，第①腳接振蕩電阻，第②腳接振蕩電容，第③腳接愛(ài)護(hù)電阻，第⑧腳為輸出腳，第⑨腳可選擇第⑧腳的輸出狀態(tài)，第⑩腳接低電平為單定時(shí)模式，接高電平為循環(huán)定時(shí)模式，第12、13腳可設(shè)定時(shí)刻或設(shè)定輸出頻率，CD4541分頻或計(jì)數(shù)次數(shù)如表2所示。220V交流市電經(jīng)R9、C6阻容降壓．D2～D5整流，C5濾波，WD2穩(wěn)壓，給繼電器提供24V的吸合電壓。此電壓通過(guò)R8和WD1穩(wěn)壓，C4濾波，給IC1和IC2提供9.1V的工作電壓。白天，光敏電阻RG阻值專門(mén)小，通過(guò)RG和WR1分壓，NE555第⑥腳電壓大于2/3Vcc，使第③腳輸出為低電平，三極管BG1截止。CD4541第⑥腳復(fù)位端為高電平，其內(nèi)部計(jì)數(shù)器清零復(fù)位，第⑧腳輸出端為低電平，BG2截止，繼電器常開(kāi)觸電斷開(kāi)，其受控電路不工作。

當(dāng)夜幕降臨的時(shí)候，RG阻值逐漸增大，NE555第②腳電位逐漸降低，當(dāng)小于1／3Vcc時(shí)，NE555第③腳輸出端信號(hào)翻轉(zhuǎn)為高電平。BG1基極電位升高而導(dǎo)通，給CD4541第⑥腳提供一個(gè)由高電平變?yōu)榈碗娖降拿}沖負(fù)跳變沿，使內(nèi)部電路開(kāi)始計(jì)數(shù)，輸出端第⑧腳輸出高電平。BG2導(dǎo)通，繼電器K1得電，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，受控電路工作。WR2和C3為CD4541外接振蕩電阻和振蕩電容，當(dāng)經(jīng)t=32768×2.3RC≈24871秒時(shí)刻后，輸出端第⑧腳變?yōu)榈碗娖?。VT2截止，K1的常開(kāi)觸點(diǎn)失電而斷開(kāi)，受控電路停止工作。通過(guò)微調(diào)WR2，可改變定時(shí)時(shí)長(zhǎng)。此電路關(guān)于外界干擾引起的白天瞬間變暗可不能導(dǎo)致繼電器誤動(dòng)作，因?yàn)镹E555第②、⑥腳所接R1和C1組成延時(shí)抗干擾電路，當(dāng)RG阻值瞬間增大時(shí)，由于電容C1兩端電壓不能突變，從而保持第⑥腳電位差不多不變，第③腳輸出仍為低電平。但當(dāng)RG阻值長(zhǎng)時(shí)刻較大時(shí)，C1充電完成后，NE555第⑥腳電壓降低，第③腳輸出高電平，從而導(dǎo)致繼電器動(dòng)作。方案三：采納LED點(diǎn)陣與ATmega8作為主驅(qū)動(dòng)器數(shù)控掃描器有以下要緊特點(diǎn)：

（1）分體聯(lián)控結(jié)構(gòu)：解決了大型工程既要求掃描器分體就近安裝又要求掃描器整體調(diào)控的矛盾。

（2）強(qiáng)抗干擾設(shè)計(jì)：通過(guò)系統(tǒng)軟件的抗干擾處理，幸免了亂閃及抖動(dòng)的現(xiàn)象，使版面極為潔凈。

（3）自動(dòng)同步：當(dāng)遇強(qiáng)干擾造成掃描器不能同步工作時(shí)，系統(tǒng)軟件將在1分鐘內(nèi)自動(dòng)修復(fù)。

（4）調(diào)試開(kāi)關(guān)：關(guān)于大型工程的調(diào)試，那個(gè)功能極為有用。

（5）接插件結(jié)構(gòu)：整個(gè)線路全部采納接插件繪聲結(jié)構(gòu)，拆卸簡(jiǎn)單，維修方便。

圖3ATmega8與點(diǎn)陣顯示廣告操縱系統(tǒng)綜上所述，我們選擇方案三。二元器件簡(jiǎn)介1.主控芯片ATmega8簡(jiǎn)介（1）產(chǎn)品特性●高性能、低功耗的8位AVR?微處理器●先進(jìn)的RISC結(jié)構(gòu)●130條指令–大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)刻為單個(gè)時(shí)鐘周期●32個(gè)8位通用工作寄存器●全靜態(tài)工作●工作于16MHz時(shí)性能高達(dá)16MIPS●只需兩個(gè)時(shí)鐘周期的硬件乘法器●非易失性程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器●8K字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash●擦寫(xiě)壽命:10,000次●具有獨(dú)立鎖定位的可選Boot代碼區(qū)●通過(guò)片上Boot程序?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)編程●真正的同時(shí)讀寫(xiě)操作●512字節(jié)的EEPROM●擦寫(xiě)壽命:100,000次●1K字節(jié)的片內(nèi)SRAM●能夠?qū)︽i定位進(jìn)行編程以實(shí)現(xiàn)用戶程序的加密（2）外設(shè)特點(diǎn)●兩個(gè)具有獨(dú)立預(yù)分頻器8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器,其中之一有比較功能●一個(gè)具有預(yù)分頻器、比較功能和捕捉功能的16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器●具有獨(dú)立振蕩器的實(shí)時(shí)計(jì)數(shù)器RTC●三通道PWM●TQFP與MLF封裝的8路ADC●路10位ADC●8路10位ADC●面向字節(jié)的兩線接口●兩個(gè)可編程的串行USART●可工作于主機(jī)/從機(jī)模式的SPI串行接口●具有獨(dú)立片內(nèi)振蕩器的可編程看門(mén)狗定時(shí)器●片內(nèi)模擬比較器（3）專門(mén)的處理器特點(diǎn)●上電復(fù)位以及可編程的掉電檢測(cè)●片內(nèi)通過(guò)標(biāo)定的RC振蕩器●片內(nèi)/片外中斷源●5種睡眠模式:空閑模式、ADC噪聲抑制模式、省電模式、掉電模式及Standby模式。（4）I/O和封裝●23個(gè)可編程的I/O口●28引腳PDIP封裝,32引腳TQFP封裝,32引腳MLF封裝（5）工作電壓●2.7-5.5V(ATmega8L)●4.5-5.5V(ATmega8)（6）速度等級(jí)●0-8MHz(ATmega8L)●0-16MHz(ATmega8)●4Mhz時(shí)功耗,3V,25●工作模式:3.6mA●空閑模式:1.0mA●掉電模式:0.5μA●具有8KB系統(tǒng)內(nèi)可編程Flash的●8位微操縱器ATmega8引腳圖ATmega8內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖（7）引腳講明VCC數(shù)字電路的電源。GND地。端口B(PB7..PB0)XTAL1/XTAL2/TOSC1/TOSC2端口B為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，能夠輸出和汲取大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口B處于高阻狀態(tài)。通過(guò)時(shí)鐘選擇熔絲位的設(shè)置，PB6可作為反向振蕩放大器或時(shí)鐘操作電路的輸入端。通過(guò)時(shí)鐘選擇熔絲位的設(shè)置PB7可作為反向振蕩放大器的輸出端。若將片內(nèi)標(biāo)定RC振蕩器作為芯片時(shí)鐘源，且ASSR寄存器的AS2位設(shè)置，PB7..6作為異步T/C2的TOSC2..1輸入端。端口B的其他功能見(jiàn)P55“端口B的第二功能”及P22“系統(tǒng)時(shí)鐘及時(shí)鐘選項(xiàng)”。端口C(PC5..PC0)端口C為7位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，能夠輸出和汲取大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口C處于高阻狀態(tài)。PC6/RESET若RSTDISBL熔絲位編程，PC6作為I/O引腳使用。注意PC6的電氣特性與端口C的其他引腳不同若RSTDISBL熔絲位未編程，PC6作為復(fù)位輸入引腳。持續(xù)時(shí)刻超過(guò)最小門(mén)限時(shí)刻的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。門(mén)限時(shí)刻見(jiàn)P35Table15。持續(xù)時(shí)刻小于門(mén)限時(shí)刻的脈沖不能保證可靠復(fù)位。端口C的其他功能見(jiàn)后。端口D(PD7..PD0)端口D為8位雙向I/O口，具有可編程的內(nèi)部上拉電阻。其輸出緩沖器具有對(duì)稱的驅(qū)動(dòng)特性，能夠輸出和汲取大電流。作為輸入使用時(shí)，若內(nèi)部上拉電阻使能，則端口被外部電路拉低時(shí)將輸出電流。在復(fù)位過(guò)程中，即使系統(tǒng)時(shí)鐘還未起振，端口D處于高阻狀態(tài)。端口D的其他功能見(jiàn)后。RESET復(fù)位輸入引腳。持續(xù)時(shí)刻超過(guò)最小門(mén)限時(shí)刻的低電平將引起系統(tǒng)復(fù)位。門(mén)限時(shí)刻見(jiàn)P35Table15。持續(xù)時(shí)刻小于門(mén)限時(shí)刻的脈沖不能保證可靠復(fù)位。AVCCAVCC是A/D轉(zhuǎn)換器、端口C(3..0)及ADC(7..6)的電源。不使用ADC時(shí)，該引腳應(yīng)直接與VCC連接。使用ADC時(shí)應(yīng)通過(guò)一個(gè)低通濾波器與VCC連接。注意，端口C(5..4)為數(shù)字電源，VCC。AREFA/D的模擬基準(zhǔn)輸入引腳。ADC7..6(TQFP與MLF封裝)TQFP與MLF封裝的ADC7..6作為A/D轉(zhuǎn)換器的模擬輸入。為模擬電源且作為10位ADC通道。（8）ATmega8狀態(tài)寄存器狀態(tài)寄存器包含了最近執(zhí)行的算術(shù)指令的結(jié)果信息。這些信息能夠用來(lái)改變程序流程以實(shí)現(xiàn)條件操作。如指令集所述，所有ALU運(yùn)算都將阻礙狀態(tài)寄存器的內(nèi)容。如此，在許多情況下就不需要專門(mén)的比較指令了，從而使系統(tǒng)運(yùn)行更快速，代碼效率更高。在進(jìn)入中斷服務(wù)程序時(shí)狀態(tài)寄存器可不能自動(dòng)保存，中斷返回時(shí)也可不能自動(dòng)恢復(fù)。這些工作需要軟件來(lái)處理。AVR中斷寄存器SREG定義如下：?Bit7–I:全局中斷使能I置位時(shí)使能全局中斷。單獨(dú)的中斷使能由其他獨(dú)立的操縱寄存器操縱。假如I清零，則不論單獨(dú)中斷標(biāo)志置位與否，都可不能產(chǎn)生中斷。任意一個(gè)中斷發(fā)生后I清零，而執(zhí)行RETI指令后I恢復(fù)置位以使能中斷。I也能夠通過(guò)SEI和CLI指令來(lái)置位和清零。?Bit6–T:位拷貝存儲(chǔ)位拷貝指令BLD和BST利用T作為目的或源地址。BST把寄存器的某一位拷貝到T，而B(niǎo)LD把T拷貝到寄存器的某一位。?Bit5–H:半進(jìn)位標(biāo)志半進(jìn)位標(biāo)志H表示算術(shù)操作發(fā)生了半進(jìn)位。此標(biāo)志關(guān)于BCD運(yùn)算特不有用。詳見(jiàn)指令集的講明。?Bit4–S:符號(hào)位,S=N⊕VS為負(fù)數(shù)標(biāo)志N與2的補(bǔ)碼溢出標(biāo)志V的異或。詳見(jiàn)指令集的講明。?Bit3–V:2的補(bǔ)碼溢出標(biāo)志支持2的補(bǔ)碼運(yùn)算。詳見(jiàn)指令集的講明。?Bit2–N:負(fù)數(shù)標(biāo)志表明算術(shù)或邏輯操作結(jié)果為負(fù)。詳見(jiàn)指令集的講明。?Bit1–Z:零標(biāo)志表明算術(shù)或邏輯操作結(jié)果為零。詳見(jiàn)指令集的講明。?Bit0–C:進(jìn)位標(biāo)志（9）通用寄存器文件寄存器文件針對(duì)AVR增強(qiáng)型RISC指令集做了優(yōu)化。為了獲得需要的性能和靈活性，寄存器文件支持以下的輸入/輸出方案：?輸出一個(gè)8位操作數(shù)，輸入一個(gè)8位結(jié)果。?輸出兩個(gè)8位位操作數(shù)，輸入一個(gè)8位結(jié)果。?輸出兩個(gè)8位位操作數(shù)，輸入一個(gè)16位結(jié)果。?輸出一個(gè)16位位操作數(shù)，輸入一個(gè)16位結(jié)果。CPU32個(gè)通用工作寄存器的結(jié)構(gòu)（10）堆棧指針堆棧指針要緊用來(lái)保存臨時(shí)數(shù)據(jù)、局部變量和中斷/子程序的返回地址。堆棧指針總是指向堆棧的頂部。要注意AVR的堆棧是向下生長(zhǎng)的，即新數(shù)據(jù)推入堆棧時(shí)，堆棧指針的數(shù)值將減小。堆棧指針指向數(shù)據(jù)SRAM堆棧區(qū)。在此聚攏了子程序堆棧和中斷堆棧。調(diào)用子序和使能中斷之前必須定義堆?？臻g，且堆棧指針必須指向高于0x60的地址空間。使用PUSH指令將數(shù)據(jù)推入堆棧時(shí)指針減一；而子程序或中斷返回地址推入堆棧時(shí)指針將減二。使用POP指令將數(shù)據(jù)彈出堆棧時(shí)，堆棧指針加一；而用RET或RETI指令從子程序或中斷返回時(shí)堆棧指針加二。AVR的堆棧指針由I/O空間中的兩個(gè)8位寄存器實(shí)現(xiàn)。實(shí)際使用的位數(shù)與具體器件有關(guān)。請(qǐng)注意某些AVR器件的數(shù)據(jù)區(qū)太小，用SPL就足夠了?，F(xiàn)在將不給出SPH寄存器。指令執(zhí)行時(shí)序這一節(jié)介紹指令執(zhí)行過(guò)程中的訪問(wèn)時(shí)序。AVRCPU由系統(tǒng)時(shí)鐘clkCPU驅(qū)動(dòng)?，F(xiàn)在鐘直接來(lái)自選定的時(shí)鐘源。芯片內(nèi)部不對(duì)現(xiàn)在鐘進(jìn)行分頻。Figure5講明了由Harvard結(jié)構(gòu)決定的并行取指和指令執(zhí)行，以及能夠進(jìn)行快速訪問(wèn)的寄存器文件的概念。這是一個(gè)差不多的流水線概念，性能高達(dá)1MIPS/MHz，具有優(yōu)良的性價(jià)比、功能/時(shí)鐘比、功能/功耗比。（11）復(fù)位與中斷處理AVR有不同的中斷源。每個(gè)中斷和復(fù)位在程序空間都有獨(dú)立的中斷向量。所有的中斷事件都有自己的使能位。當(dāng)使能位置位，且狀態(tài)寄存器的全局中斷使能位I也置位時(shí)，中斷能夠發(fā)生。依照程序計(jì)數(shù)器PC的不同，在引導(dǎo)鎖定位BLB02或BLB12被編程的情況下，中斷可能被自動(dòng)禁止。那個(gè)特性提高了軟件的安全性。詳見(jiàn)P209“存儲(chǔ)器編程”的描述。程序存儲(chǔ)區(qū)的最低地址缺省為復(fù)位向量和中斷向量。完整的向量列表請(qǐng)參見(jiàn)P43“中斷”列表也決定了不同中斷的優(yōu)先級(jí)。向量所在的地址越低，優(yōu)先級(jí)越高。RESET具有最高的優(yōu)先級(jí)，第二個(gè)為INT0–外部中斷請(qǐng)求0。通過(guò)置位通用中斷操縱寄存器(GICR)的IVSEL，中斷向量能夠移至引導(dǎo)Flash的起始處，參見(jiàn)P43“中斷”。編程熔絲位BOOTRST也能夠?qū)?fù)位向量移至引導(dǎo)Flash的起始處。具體參見(jiàn)P196“支持引導(dǎo)裝入程序－在寫(xiě)的同時(shí)能夠讀(RWW,Read-While-Write)的自我編程能力”。任一中斷發(fā)生時(shí)全局中斷使能位I被清零，從而禁止了所有其他的中斷。用戶軟件能夠在中斷程序里置位I來(lái)實(shí)現(xiàn)中斷嵌套?，F(xiàn)在所有的中斷都能夠中斷當(dāng)前的中斷服務(wù)程序。執(zhí)行RETI指令后I自動(dòng)置位。從全然上講有兩種類型的中斷。第一種由事件觸發(fā)并置位中斷標(biāo)志。關(guān)于這些中斷，程序計(jì)數(shù)器跳轉(zhuǎn)到實(shí)際的中斷向量以執(zhí)行中斷處理程序，同時(shí)硬件將清除相應(yīng)的中斷標(biāo)志。中斷標(biāo)志也能夠通過(guò)對(duì)其寫(xiě)”1”的方式來(lái)清除。當(dāng)中斷發(fā)生后，假如相應(yīng)的中斷使能位為"0"，則中斷標(biāo)志位置位，并一直保持到中斷執(zhí)行，或者被軟件清除。類似的，假如全局中斷標(biāo)志被清零，則所有已發(fā)生的中斷都可不能被執(zhí)行，直到I置位。然后掛起的各個(gè)中斷按中斷優(yōu)先級(jí)依次執(zhí)行。2.點(diǎn)陣顯示器（1）8*8點(diǎn)陣原理圖（2）8*8點(diǎn)陣實(shí)物圖圖為8×8點(diǎn)陣LED外觀及引腳圖，其等效電路如圖（2）所示，只要其對(duì)應(yīng)的X、Y軸順向偏壓，即可使LED發(fā)亮。例如假如想使左上角LED點(diǎn)亮，則Y0=1，X0=0即可。應(yīng)用時(shí)限流電阻能夠放在X軸或Y軸（3）8*8點(diǎn)陣掃描方式LED一般采納掃描式顯示，實(shí)際運(yùn)用分為三種方式（1）點(diǎn)掃描（2）行列掃描16×64=1024Hz，周期小于1ms即可。若使用第二和第三種方式，則頻率必須大于16×8=128Hz，周期小于7.8ms即可符合視覺(jué)暫留要求。此外一次驅(qū)動(dòng)一列或一行（8顆LED）時(shí)需外加驅(qū)動(dòng)電路提高電流，否則LED亮度會(huì)不足。（4）8*8點(diǎn)陣應(yīng)用舉例點(diǎn)陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外形如下，8X8點(diǎn)陣共由64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一行置1電平，某一列置0電平，則相應(yīng)的二極管就亮；如要將第一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)亮，則9腳接高電平13腳接低電平，則第一個(gè)點(diǎn)就亮了；假如要將第一行點(diǎn)亮，則第9腳要接高電平，而（13、3、4、10、6、11、15、16）這些引腳接低電平，那么第一行就會(huì)點(diǎn)亮；如要將第一列點(diǎn)亮，則第13腳接低電平，而（9、14、8、12、1、7、2、5）接高電平，那么第一列就會(huì)點(diǎn)亮。

一般我們使用點(diǎn)陣顯示漢字是用的16*16的點(diǎn)陣宋體字庫(kù)，所謂16*16，是每一個(gè)漢字在縱、橫各16點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)顯示的。也確實(shí)是講得用四個(gè)8*8點(diǎn)陣組合成一個(gè)16*16的點(diǎn)陣。如下圖所示，要顯示“你”則相應(yīng)的點(diǎn)就要點(diǎn)亮，由于我們的點(diǎn)陣在列線上是低電平有效，而在行線上是高電平有效，因此要顯示“你”字的話，它的位代碼信息要取反，即所有列（13~16腳）送(1111011101111111，0xF7，0x7F)，而第一行（9腳）送1信號(hào)，然后第一行送0。再送第二行要顯示的數(shù)據(jù)（13~16腳）送(1111011101111111，0xF7，0x7F)，而第二行（14腳）送1信號(hào)。依此類推，只要每行數(shù)據(jù)顯示時(shí)刻間隔夠短，利用人眼的視覺(jué)暫停作用，如此送16次數(shù)據(jù)掃描完16行后就會(huì)看到一個(gè)“你”字；第二種送數(shù)據(jù)的方法是字模信號(hào)送到行線上再掃描列線也是同樣的道理。同樣以“你”字來(lái)講明，16行（9、14、8、12、1、7、2、5）上送（0000000000000000，0x00，0x00）而第一列（13腳）送、“0”。同理掃描第二列。當(dāng)行線上送了16次數(shù)據(jù)而列線掃描了16次后一個(gè)“你”字也就顯示出來(lái)了?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛褚虼?，形成的列代碼為00H，00H，3EH，41H，41H，3EH，00H，00H；只要把這些代碼分不依次送到相應(yīng)的列線上面，即可實(shí)現(xiàn)“0”的數(shù)字顯示。3.驅(qū)動(dòng)芯片4-16譯碼器CC4514（1）推舉工作條件電源電壓范圍……………….3V～15V輸入電壓范圍………………..0V～VDD（2）工作溫度范圍M類……………….－55℃～E類……………….－40℃～（3）極限值電源電壓…...－0.5V～18V輸入電壓……－0.5V~VDD+0.5V輸入電流………….±10mA儲(chǔ)存穩(wěn)定…………….－65℃～150℃CD4514引腳圖三廣告操縱器系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)（1）主操縱器ATmega8本操縱系統(tǒng)采納存儲(chǔ)容量大的AVR單片機(jī)ATmega8作為主操縱器，直接能夠?qū)⑷萘枯^大的系統(tǒng)字庫(kù)存儲(chǔ)在ATmega8內(nèi)部存儲(chǔ)器內(nèi)，節(jié)約了資源，也使整個(gè)系統(tǒng)變得簡(jiǎn)潔。（2）點(diǎn)陣掃描驅(qū)動(dòng)電路掃描電路采納CD4514，即4-16的譯碼器來(lái)進(jìn)行行列掃描，用單片機(jī)操縱其選通端INH來(lái)操縱送行列字庫(kù)碼，操縱掃描，并在輸出端加一個(gè)非門(mén)，來(lái)提高其驅(qū)動(dòng)能力，以滿足點(diǎn)陣發(fā)光的需求。2.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)（1）程序流程圖（2）程序清單**********************************************/#include<32x16led.h>voidmain(void){ while(1) { led_initial(); print_char("TESTLED0123456789abc"); print_char("我愛(ài)金魚(yú)"); delay(50); // led_initial(); print_char("自己編的練習(xí)程序,"); print_char("顯示效果與延時(shí)參數(shù)和電腦速度有專門(mén)大關(guān)系."); print_char("我的電腦太差運(yùn)行起來(lái)老是一頓一頓的^_^"); print_char("相信換臺(tái)好點(diǎn)的電腦會(huì)有更好的效果!劉偉"); delay(50); }}/**********************************************#include<iom16v.h>#include<macros.h>#include<font.h>#defineLED_DATA_LOWPORTA#defineLED_DDR_LOWDDRA#defineLED_DATA_HIGHPORTB#defineLED_DDR_HIGHDDRB#defineLED_SCAN_DATA PORTC#defineLED_SCAN_DDR DDRC#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint//緩存大小，對(duì)應(yīng)LED屏的大小#definebuffer_long 64//定義字模數(shù)據(jù)數(shù)組的大小，即所存字的個(gè)數(shù) #definegb16_tabel_long62/*利用定時(shí)器1定時(shí)掃描LED屏*//*定時(shí)參數(shù)對(duì)顯示效果阻礙專門(mén)大*/#defineT1_TIME_H0xe7#defineT1_TIME_L0x50enumdirection{right,left}dir_f;uchardisplay_buffer[buffer_long];/****************LED屏初始化**************************/voidled_initial(void){uchari; //display_bufferinitialfor(i=0;i<buffer_long;i++) display_buffer[i]=0x00; //portinitial LED_DDR_LOW=0xff; LED_DDR_HIGH=0xff; LED_SCAN_DDR=0x1f; //移動(dòng)方向rightorleft dir_f=left; //t0initialCLI();//disableallinterruptsTCCR1B=0xe0;//stopTCNT1H=T1_TIME_H;//setupTCNT1L=T1_TIME_L;OCR1AH=0x01;OCR1AL=0xF4;OCR1BH=0x01;OCR1BL=0xF4;ICR1H=0x01;ICR1L=0xF4;TCCR1A=0x00;TCCR1B=0x02;//startTimerMCUCR=0x00;GICR=0x00;TIMSK=0x04;//timerinterruptsourcesSEI();//re-enableinterrupts}/***************字符串輸出子程序***********************/voidprint_char(char*p){ uchartab_n,j,i=0; intk; uchard0,d1; while(p[i]>0) { if(p[i]>=128)//假如是漢字 { /*查找移位輸出*/ for(j=0;j<=gb16_tabel_long;j++) { if((gb_16[j].index[0]==p[i])&&(gb_16[j].index[1]==p[i+1])) { if(dir_f==left)//假如字向左移動(dòng)就順序讀字模 for(k=0;k<32;k++) { d0=gb_16[j].mask[k]; k++; d1=gb_16[j].mask[k]; move_to_buffer(d0,d1); delay(1); } else//假如字向右移動(dòng)就逆序讀字模 for(k=31;k>=0;k--) { d1=gb_16[j].mask[k]; k--; d0=gb_16[j].mask[k]; move_to_buffer(d0,d1); delay(1); } break;//找到了就退出循環(huán) } } /*字庫(kù)沒(méi)有的字，則輸出空白0x00*/ if(j>gb16_tabel_long)// for(k=0;k<16;k++) { d0=0x00; d1=0x00; move_to_buffer(d0,d1); delay(1); } i+=2; } else //假如是字符 { j=p[i]-32; if(dir_f==left) for(k=0;k<16;k++) { d0=ASC_MSK[(j*16)+k]; k++; d1=ASC_MSK[(j*16)+k]; move_to_buffer(d0,d1); delay(1); } else for(k=15;k>=0;k--) { d1=ASC_MSK[(j*16)+k];