書寫式LED點陣顯示屏的設計

2 電路設計
基于上述原理分析，各部分電路設計如下。
2．1 微控制器單元設計
單片機應用簡單，軟件編程靈活，因而采用單片機作為系統(tǒng)的控制器，具體選用MCS-51系列AT89S52作為本系統(tǒng)的核心器件。AT89S52指令執(zhí)行速度達到1MIPS，平均指令執(zhí)行時間在1～2 μs，能夠滿足本系統(tǒng)的應用需要。同時，該型號單片機具有功能強大的位操作指令，采用Flash工藝制作，具有ISP線上編程功能，大大方便系統(tǒng)的調試，程序的存儲空間達8kB，I／O口均可按位尋址為設計任務打下基礎。微控制器單元包括單片機、晶振電路、復位電路。復位電路由RC充電網(wǎng)絡構成，選用10μF極性電容和1kΩ電阻，開機上電時在電容負極性端產(chǎn)生至少2
個機器周期的高電平輸入RST完成復位。為了定時準確，晶振電路選12MHz，可產(chǎn)生精確到μs級的時隙，方便定時操作。另外，本系統(tǒng)通過I ／O口驅動按鍵用于清屏操作。
2．2 X／Y軸掃描邏輯單元
通常LED點陣顯示屏采用74LS595進行掃描驅動，每片可驅動8列，驅動32列需要4片，同時每列數(shù)據(jù)串行輸入，邏輯電路移位造成速度過低。因此，本設計中采用4片74LS373鎖存器對LED點陣X軸方向進行列掃描，將LED點陣顯示屏作為外部RAM驅動，以MOVX指令對總線操作一次完成一列掃描，指令執(zhí)行占用2個機器周期，對于12MHz晶振，在2 μs刷新一次列掃描數(shù)據(jù)，可保證每點點亮48 μs，達到書寫流暢的要求。本設計中將74LS373的鎖存控制端EA和LE輪流鎖存來使各4個8位LED點亮或熄滅。
采用2片4-16譯碼器74LS154對LED點陣在Y軸方向進行行掃描。對兩片74LS154輪流輸入控制信號來實現(xiàn)對每一行的輪流顯示控制，可大大簡化控制難度，提高掃描速度。由于所選用的LED最大電流為10mA，而74LS154最大灌電流為14mA，正常工作下全屏顯示需要同時輸入32個LED的電流，因此設計中以74LS154控制三級管8550的通斷來泄流，三極管8550集電極電流可達到100mA，以其發(fā)射極接LED的陰極。