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1、單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏2022/7/26單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏主要內(nèi)容硬件相關(guān)LED與LED點(diǎn)陣顯示LED電路設(shè)計(jì)動(dòng)態(tài)顯示的考慮電源設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)功能設(shè)置相關(guān)單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏LED與LED點(diǎn)陣顯示發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED。由鎵(Ga)與砷(AS)、磷(P)的化合物制成的二極管,當(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)能輻射出可見(jiàn)光,因而可以用來(lái)制成發(fā)光二極管,在電路及儀器中作為指示燈,或者組成文字或數(shù)字顯示。它是半導(dǎo)體二極管的一種,可以把電能轉(zhuǎn)化成光能。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成,也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后,從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子,在

2、PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合,產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同,釋放出的能量越多,則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。 單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏發(fā)光二極管的反向擊穿電壓約5伏。它的正向伏安特性曲線很陡,使用時(shí)必須串聯(lián)限流電阻以控制通過(guò)管子的電流。限流電阻R可用下式計(jì)算:R(EUF)IF式中E為電源電壓,UF為L(zhǎng)ED的正向壓降,IF為L(zhǎng)ED的一般工作電流。發(fā)光二極管的兩根引線中較長(zhǎng)的一根為正極,應(yīng)按電源正極。 單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏發(fā)光二極管的特點(diǎn)是:工作電壓很低(有的僅一點(diǎn)幾伏);工作電流很?。ㄓ械膬H零點(diǎn)幾毫安即可發(fā)光

3、);抗沖擊和抗震性能好,可靠性高,壽命長(zhǎng);通過(guò)調(diào)制通過(guò)的電流強(qiáng)弱可以方便地調(diào)制發(fā)光的強(qiáng)弱。由于有這些特點(diǎn),發(fā)光二極管在一些光電控制設(shè)備中用作光源,在許多電子設(shè)備中用作信號(hào)顯示器。把它的管心做成條狀,用7條條狀的發(fā)光管組成7段式半導(dǎo)體數(shù)碼管,每個(gè)數(shù)碼管可顯示09十個(gè)數(shù)目字。按其封裝結(jié)構(gòu) ,封裝外形 ,管體顏色 分為不同種類。單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏LED工作時(shí)應(yīng)合理選定LED的工作電流,LED的正向極限電流IFm多在50mA左右。實(shí)踐驗(yàn)證,LED的發(fā)光強(qiáng)度僅在一定范圍內(nèi)與IF成正比,當(dāng)IF20mA時(shí),亮度的增強(qiáng)已無(wú)法用肉眼分辨,實(shí)際亮度已經(jīng)沒(méi)有增加了。因此,LED的工作電流一般選在1020mA

4、較為合理。單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏(1)允許功耗Pm:允許加于LED兩端正向直流電壓與流過(guò)它的電流之積的最大值。超過(guò)此值,LED發(fā)熱、損壞。(2)最大正向直流電流IFm:允許加的最大的正向直流電流。超過(guò)此值可損壞二極管。(3)最大反向電壓VRm:所允許加的最大反向電壓。超過(guò)此值,LED發(fā)光二極管可能被擊穿損壞。 (4)工作環(huán)境topm:LED發(fā)光二極管可正常工作的環(huán)境溫度范圍。低于或高于此溫度范圍,LED發(fā)光二極管將不能正常工作,效率大大降低。(5)正向工作電流If:它是指發(fā)光二極管正常發(fā)光時(shí)的正向電流值。在實(shí)際使用中應(yīng)根據(jù)需要選擇IF在0.6IFm以下。(6)正向工作電壓VF:參數(shù)表中給出

5、的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在IF=20mA時(shí)測(cè)得的。發(fā)光二極管正向工作電壓VF在1.52V。在外界溫度升高時(shí),VF將下降。 單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏LED點(diǎn)陣單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏點(diǎn) 陣 屏 原 理1 點(diǎn)陣原理 點(diǎn)陣內(nèi)部結(jié)構(gòu)及外形如上,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;如果要將第一行點(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

6、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。 單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏一般我們使用點(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。也就是說(shuō)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,所以要顯示“你”字的話,它的位代碼信息要取反,即所有列(1316腳)送(1111011101111111,0 xF7,0 x7F),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)

7、(1316腳)送(1111011101111111,0 xF7,0 x7F),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)間間隔夠短,利用人眼的視覺(jué)暫停作用,這樣送16次數(shù)據(jù)掃描完16行后就會(huì)看到一個(gè)“你”字; 單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏第二種送數(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)說(shuō)明,16行(9、14、8、12、1、7、2、5)上送(0000000000000000,0 x00,0 x00)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。 單片機(jī)控制L

8、ED點(diǎn)陣顯示屏LED點(diǎn)陣電路設(shè)計(jì)以掃描行線,列線輸入數(shù)據(jù),需要引腳眾多,所以采用移位寄存器74HC595。164。(也可用譯碼器)16*16點(diǎn)陣,由4個(gè)8*8點(diǎn)陣組成,行相連。發(fā)光二極管的限流電阻。行驅(qū)動(dòng)能力問(wèn)題。達(dá)林頓管4148、4007、3904、3906、8050、8550、9012、9013等 ,驅(qū)動(dòng)芯片74HC245,74HC574。引腳不足,可加譯碼器。3-8,4-16。也可加鎖存器。單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏移位鎖存器74ls595原理 74ls595為 8位輸出鎖存移位寄存器 RESET: 復(fù)位信號(hào) shitf clock:移位時(shí)鐘 serial data input:串行數(shù)據(jù)

9、輸入 output enable:輸出使能 latch clock:鎖存時(shí)鐘 595有3層結(jié)構(gòu): 第一層為移位D觸發(fā)器; 第二層為鎖存D觸發(fā)器; 第三層為輸出3態(tài)門; 當(dāng)復(fù)位信號(hào)為0時(shí),移位D觸發(fā)器清0; 當(dāng)移位脈沖從L-H時(shí),第一個(gè)移位D觸發(fā)器的Q=D; 其它的Qn=Qn-1; 當(dāng)鎖存脈沖從0-1時(shí),第二層為鎖存D觸發(fā)器的輸出=/輸入; 當(dāng)OE=1時(shí),595的輸出為高阻態(tài); 當(dāng)OE=0時(shí),595的輸出為第二層為鎖存D觸發(fā)器的輸出的反相; 單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏74595的數(shù)據(jù)端: QA-QH: 八位并行輸出端,可以接點(diǎn)陣的8列。 QH: 級(jí)聯(lián)輸出端。將它接下一個(gè)

10、595的SI端。 SI: 串行數(shù)據(jù)輸入端。 74595的控制端說(shuō)明: /SCLR(10腳): 低電平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。通常將它接Vcc。 SCK(11腳):上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位。QA-QB-QC-.-QH;下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。(脈沖寬度:5V時(shí),大于幾十納秒就行了。通常都選微秒級(jí)) RCK(12腳):上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器,下降沿時(shí)存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變。通常將RCK置為低電平,當(dāng)移位結(jié)束后,在RCK端產(chǎn)生一個(gè)正脈沖(5V時(shí),大于幾十納秒就行了。通常都選微秒級(jí)),更新顯示數(shù)據(jù)。 /G(13腳): 高電平時(shí)禁止輸出(高阻態(tài))。如果單片機(jī)的引腳不緊張,用一個(gè)引

11、腳控制它,可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過(guò)數(shù)據(jù)端移位控制要省時(shí)省力。 注:74164和74595功能相仿,都是8位串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出移位寄存器。74164的驅(qū)動(dòng)電流(25mA)比74595(35mA)的要小,14腳封裝,體積也小一些。 74595的主要優(yōu)點(diǎn)是具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器,在移位的過(guò)程中,輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在串行速度慢的場(chǎng)合很有用處,數(shù)碼管沒(méi)有閃爍感。 與164只有數(shù)據(jù)清零端相比,595還多有輸出端時(shí)能/禁止控制端,可以使輸出為高阻態(tài)。 單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏動(dòng)態(tài)顯示的考慮采用行掃描、列施加數(shù)據(jù)信號(hào)的基本驅(qū)動(dòng)方法。任意時(shí)間只有一行施加高壓有效信號(hào),其余各行均為低壓信號(hào)。列施加對(duì)應(yīng)該行的數(shù)據(jù)信號(hào),低壓有效。以8x8 LED點(diǎn)陣列顯示器為例說(shuō)明字符顯示原理,8行順序掃描結(jié)束后,將完成一幀字符的顯示。一幀掃描結(jié)束后,行掃描從第一行重新開(kāi)始,周而復(fù)始。若列數(shù)據(jù)保持不變,則顯示靜態(tài)字符。反之,列數(shù)據(jù)發(fā)生變化,則顯示內(nèi)容將發(fā)生變化,如果保持前后幀內(nèi)容的連貫性,就可以顯示動(dòng)態(tài)字符。由硬件決定,主要以軟件實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏電源設(shè)計(jì)總電流計(jì)算基本穩(wěn)壓電源電路:變壓,整流,濾波,穩(wěn)壓。所用器件選型。單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏單片機(jī)最小系統(tǒng)電源晶振復(fù)位:上電,按鍵引腳資源分配。選型,

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