C8051F340控制的LED點(diǎn)陣顯示屏系統設計

1 引言
隨著(zhù)計算機及相關(guān)的微電子、光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展。LED顯示屏以其可靠性高、使用壽命長(cháng)、環(huán)境適應能力強、性?xún)r(jià)比高的特點(diǎn)，迅速成長(cháng)為平板顯示的主流產(chǎn)品。它利用發(fā)光二極管構成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，LED電子顯示屏雖不如LCD顯示屏的界面友好直觀(guān)，但由于其具有顯示信息量大、操作方便靈活、用戶(hù)可隨時(shí)自行修改顯示內容和顯示屏幕的大小、顯示方式圖文并茂等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應用于公共場(chǎng)所。
這里介紹一種24×40的顯示屏控制系統，該系統可同時(shí)顯示4個(gè)14×10的漢字和8個(gè)7×5的字符或數字，以C8051F340單片機為控制器，以74HC595作為行列驅動(dòng)器。

2 系統硬件設計
2．1 總體設計
該系統由顯示屏控制器、行驅動(dòng)器、列驅動(dòng)器、LED點(diǎn)陣顯示屏、與PC機的串口通信，品振電路和存儲器模塊等構成?？傮w設計框圖如圖1所示。

2．2 顯示屏控制器
顯示屏控制器選用C8051F340單片機，它是完全集成的混合信號系統級芯片(SoC)，具有與8051兼容的高速CIP-51內核，與MCS-51指令集完全兼容，片內集成數據采集和控制系統中常用的模擬、數字外設及其他功能部件：內置Flash程序存儲器、內部RAM，大部分器件內部還有位于外部數據存儲器空間的RAM，即XRAM。
2．3 行驅動(dòng)器
設計中使用3塊74HE595和3個(gè)相對應的三態(tài)門(mén)2803作為行驅動(dòng)器。2803是常用的達林頓驅動(dòng)器。達林頓管又稱(chēng)復合管，將兩只三極管適當的連接在一起，組成一只等效的三極管。新的三極管的放大倍數是二者之積。在電子電路設計中，達林頓接法常用于功率放大器和穩壓電源中。
這類(lèi)器件的COM端(的引腳IO)主要有兩種作用：
(1)試驗用時(shí)接地輸出端都接發(fā)光二極管，只要將COM端接地，則所有發(fā)光二極管都點(diǎn)亮，否則，可能是二極管毀壞或其他毀壞。
(2)保護用時(shí)接電源正極該器件是接繼電器或針式打印頭，因為電感作用，會(huì )在開(kāi)關(guān)過(guò)程中產(chǎn)生低于地電位和高于電源電位的反電動(dòng)勢，這樣，很容易擊穿器件。為防止這種現象的發(fā)生，可將COM端接到電源正極．來(lái)削弱沖擊電壓低到二極管壓降和電源電壓的幅度，這樣可使內部的三極管受到最小的正電壓沖擊。
2．4 列驅動(dòng)器
設計中使用5塊74HC595作為列驅動(dòng)。74HC595是內含8位串入、8位串入并出的移位寄存器和8位三態(tài)輸出鎖存器的結構，且移位寄存器和輸出鎖存器分別有各自的時(shí)鐘輸入，控制各自獨立，這使列數據的準備和列數據的顯示可同時(shí)進(jìn)行。74HC595通過(guò)串行級聯(lián)方式傳輸。系統擴展容易。圖2為其內部結構。