基于單片機的16×64LED點陣顯示屏的設(shè)計

　2．1 行掃描驅(qū)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(tài)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(tài)，分別為0000～1111，然后使每種狀態(tài)只控制一路輸出，即會有16路輸出。

　　如果一行64點全部點亮，則通過74LS154的電流將達640 mA，而實際上，74LS154譯碼器提供不了足夠的吸收電流來同時驅(qū)動64個LED同時點亮，因此，應(yīng)在74LS154每一路輸出端與16x64點陣顯示器對應(yīng)的每一行之間用一個三極管來將電流信號放大，本文選用的是達林頓三極管TIP127。這樣，74LS154某一輸出腳為低電平時，對應(yīng)的三極管發(fā)射極為高電平，從而使點陣顯示器的對應(yīng)行也為高電平。

　　2．2 場掃描驅(qū)動

　　本系統(tǒng)場掃描驅(qū)動電路的設(shè)計可用串入并出的通用集成電路74HC595來作為數(shù)據(jù)鎖存。74HC595是一個八位串行輸入三態(tài)并行輸出的移位寄存器，其管腳見圖4所示，其中SI是串行數(shù)據(jù)的輸入端，RCK是存儲寄存器的輸入時鐘，SCK是移位寄存器的輸入時鐘，Q'H是串人數(shù)據(jù)的輸出，G是對輸人數(shù)據(jù)的輸出使能控制，QA～QH為串入數(shù)據(jù)的并行輸出。從SI口輸入的數(shù)據(jù)可在移位寄存器的SCK腳上升沿的作用下輸入到74HC595中。并在RCK腳的上升沿作用下將輸入的數(shù)據(jù)鎖存在74HC595中，這樣，當G為低電平時，數(shù)據(jù)便可并行輸出。為了避免與PC機串口輸入的數(shù)據(jù)相互干擾，也可使用模擬串口P1．4~P1．7來分別輸出串行數(shù)據(jù)、移位時鐘SCK、存儲信號RCK和并行輸出的使能信號G。

　　為了消除電源電壓的波動及行掃描管壓降(第一行點亮的點數(shù)不同，將引起管壓降的變化，從而影響通過LED管的電流)的變化對LED顯示屏亮度的影響，設(shè)計時可采用列恒流驅(qū)動電路，可選用三極管8550和外圍元件構(gòu)成列恒流驅(qū)動電路，并通過調(diào)整100 kΩ可調(diào)電阻使三極管處于放大狀態(tài)，同時將集電極電流調(diào)整為10 mA，從而使點亮對應(yīng)點陣時通過LED的電流不變

　　2．3 掃描顯示工作過程

　　將8片74HC595進行級連，可共用一個移位時鐘SCK及數(shù)據(jù)鎖存信號RCK。這樣，當?shù)谝恍行枰@示的數(shù)據(jù)經(jīng)過8x8=64個SCK時鐘后便可將其全部移入74HC595中，此時還將產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)鎖存信號RCK將數(shù)據(jù)鎖存在74HC595中，并在使能信號G的作用下，使串入數(shù)據(jù)并行輸出，從而使與各輸出位對應(yīng)的場驅(qū)動管處于放大或截止狀態(tài)；同時由行掃描控制電路產(chǎn)生信號使第一行掃描管導通，相當于第一行LED的正端都接高，顯然，第一行LED管的亮滅就取決于74HC595中的鎖存信號；此外，在第一行LED管點亮的同時，再在74HC595中移入第二行需要顯示的數(shù)據(jù)，隨后將其鎖存，同時由行掃描控制電路將第一行掃描管關(guān)閉而接通第二行，使第二行LED管點亮，以此類推，當?shù)谑袙呙柽^后再回到第一行，這樣，只要掃描速度足夠高，就可形成一幅完整的文字或圖像。

　　3 軟件系統(tǒng)設(shè)計

　　本系統(tǒng)的軟件設(shè)計流程圖如圖5所示，該顯示程序以常用的左移為例來進行設(shè)計。

　　4 結(jié)束語

　　經(jīng)過實際應(yīng)用證明，本顯示屏可以作為信息顯示裝置。用于公共場所來進行信息顯示，而且具有工作穩(wěn)定、字符清晰、亮度適中等特點。若所顯示的信息較為簡單，也可直接將信息代碼拷入單片機中，還可以通過外擴儲存器的方式來增加顯示的信息量。