基于CH451芯片的LED顯示系統的設計

引言

　　LED點(diǎn)陣顯示是集微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理于一體的新型顯示方式。由于其具有壽命長(cháng)、動(dòng)態(tài)范圍廣、工作穩定可靠、低功耗和快速的時(shí)間響應等優(yōu)點(diǎn)，成為眾多顯示媒體中的佼佼者，是戶(hù)外作業(yè)顯示理想的選擇。用CH451芯片驅動(dòng)LED點(diǎn)陣有以下特點(diǎn)：速度快，功耗小，動(dòng)態(tài)顯示掃描控制，直接驅動(dòng) 64位LED點(diǎn)陣，可以軟件控制LED的亮度，以減小功耗。CH451可以通過(guò)1線(xiàn)或者可以級聯(lián)的4線(xiàn)串行接口與單片機等控制器交換數據。CH451的串行接口是由硬件實(shí)現的，控制器可以頻繁地通過(guò)串行接口進(jìn)行高速操作，而絕對不會(huì )降低CH451的工作效率。用它設計的電路，不僅軟硬件設計簡(jiǎn)單，而且功耗低，響應速度快，驅動(dòng)能力強，占用的I／O口線(xiàn)較少，是一種性?xún)r(jià)比高、應用靈活的設計方案。

　　1 CH451的使用說(shuō)明

　　CH451內部具有8個(gè)8位的數據寄存器，用于保存8個(gè)字數據，分別對應于CH451所驅動(dòng)的8組每組8個(gè)的發(fā)光二極管，并且支持數據寄存器中的字數據左移、右移、左循環(huán)、右循環(huán)，并且支持各數碼管的獨立閃爍控制，在字數據左右移動(dòng)或者左右循環(huán)移動(dòng)的過(guò)程中，閃爍控制的屬性不受影響。CH451具有硬件實(shí)現的高速4線(xiàn)串行接口，包括4根信號線(xiàn)：串行數據輸入線(xiàn)DlN、串行數據時(shí)鐘線(xiàn)DCLK、串行數據加載線(xiàn)LOAD、串行數據輸出線(xiàn)DOUT。DIN用于提供串行數據，高電平表示位數據1，低電平表示位數據0，串行數據輸入的順序是低位在前，高位在后。DCLK用于提供串行時(shí)鐘，CH451在其上升沿從 DIN輸入數據，在其下降沿從DOUT輸出數據。CH451內部具有12位移位寄存器，在DCLK的上升沿，DIN上的位數據被移入移位寄存器的最高位寄存器，以此類(lèi)推，原次低位數據移入最低位寄存器，在該上升沿后的第一個(gè)下降沿，原次低位數據從DOUT輸出。CH451允許DCLK引腳的串行時(shí)鐘頻率大于10MHz，從而可以實(shí)現高速串行輸入輸出。LOAD用于加載串行數據，CH451在其上升沿加載移位寄存器中的12位數據，作為操作命令分析并處理。 CH451可以動(dòng)態(tài)驅動(dòng)8×8的LED點(diǎn)陣，點(diǎn)陣的所有列通過(guò)串接的限流電阻R1連接CH451的列驅動(dòng)引腳SEGO～SEG7，點(diǎn)陣的所有行分別由 CH451的DIG0～DIG7引腳進(jìn)行驅動(dòng)。串接限流電阻R1的阻值越大則段驅動(dòng)電流越小，數碼管的顯示亮度越低，R1的阻值一般在60Ω至400Ω之間，在其它條件相同的情況下，應該優(yōu)先選擇較大的阻值。

　　2 軟硬件設計實(shí)例

　　2．1 硬件電路

　　圖2是用AT89C52與CH45l接口設計的顯示面板電路。

　　Pl口的P1．5、P1．6、P1．7用來(lái)控制LED點(diǎn)陣的顯示，分別接到LOAD、DIN和DCLK腳。4個(gè)8×8LED陣列組成16×16的點(diǎn)陣屏模塊，如果要顯示一個(gè)漢字，只要將32字節的點(diǎn)陣數據通過(guò)8次48位的加載字數據命令送給CH451就可以了。因為是4個(gè)CH451級聯(lián)，所以每個(gè)操作命令都必須是48位數據，最后由LOAD信號線(xiàn)輸出上升沿通知所有的CH451加載各自的命令數據。

　　2．2 顯示驅動(dòng)程序

　　定義數組存放顯示數據，CPU復位后，調用CH451 Write函數對CH451進(jìn)行寫(xiě)命令、數據操作。

　　寫(xiě)12bit控制字函數：

　　3 結論

　　從以上例子可以看出，用CH45l設計LED點(diǎn)陣驅動(dòng)電路，硬件和軟件的設計都不存在復雜的技術(shù)問(wèn)題，特別是軟件設計。在I／O口線(xiàn)較為緊張的情況下，這不失為一種解決方案。具有很好的性?xún)r(jià)比。（