单片机led广告屏设计与开发 第3页
表2 74LS154的真值表
其他器件简介:
发光二极管:普通的发光二极管就可以了,使用发光二极管作指示电路时,应该串接限流电阻,该电阻的阻值大小应根据不同的使用电压和LED所需工作电流来选择。
LED数码管:常规七段LED数码管就行。
按钮:常规实验室按钮就行
三、设计要求:
1、发光二极管阵列小于6*8
2、编写驱动程序:实现动态显示一两个简单汉字和一个较简单的图形
3、汉字和图形可移动,可闪烁,可交替显示
四、总体方案论证与设计:
本系统采用单片机AT89C51为LED显示屏的控制核心,系统主要包括LED驱动模块、数据存储模块、PC机通信模块等。下面对各模块的设计逐一进行论证比较。
LED驱动模块:
方案一:采用静态锁存方式,将每一个LED发光管的一端接至单片机的一个I/O口,另一端通过电阻接电源。这种方法可以直接驱动LED,原理简单,驱动能力强,LED的亮度也可以通过限流电阻调节,非常方便,但此种方法太浪费单片机的I/O口,只适合于较小的系统。
方案二:采用动态扫描方式,通过三极管驱动并联在一起的LED发光管的一端(共阴或共2端),LED发光管的另一脚接通用I/O口,控制其亮灭。该方法能驱动较多的LED,控制方式较灵活,而且节省单片机的资源。
比较以上两种方案,系统设计中采用方案二。
数据存储模块:
方案一:采用静态RAM存储显示屏的显示内容,静态数据存储器具有存储容量大,传输速度快等优点。但其存储的数据掉电后会消失,因此不适合用于存储长时间不变的数据。
方案二:采用ROM芯片存储LED显示屏要显示的信息,采用ROM芯片可以长时间的存储信息,而且掉电数据不丢失,此种方式适合于存储不变的数据。
方案三:采用串行EEPROM(如24C256等)存储LED显示屏要显示的信息。串行EEPROM技术是一种非易失性存储技术,它几乎具有所有类型存储器的优点:不挥发性、可更新性、高密度、低功耗和高性价比,非常适合应用于各类工业测控系统。它克服了常用的2816、2817、2864等并行EEPROM器件价格高、体积大、可靠性低(这些器件如不采取措施,在上电、下电时常会丢失数据)等不足,在速度要求不是很高的情况下,该器件是最理想的选择。
比较以上三种方案,方案三有明显的优点,因此选者方案三。
总体硬件组成框图:
系统框图如图所示,系统主要由三大模块组成即LED驱动模块、数据存储模块、PC机通信模块。
五、系统硬件设计
为使该模块化LED显示屏控制系统具有更加方便和灵活性,我们对系统的硬件做了精心设计。硬件电路包括LED驱动模块、数据存储模块、PC机通信模块等三大模块
LED驱动模块的硬件设计:
LED驱动模块是LED显示屏设计的关键部分,驱动电路设计的好坏直接关系到LED显示屏的亮度、稳定度等重要指标。本次设计中LED的驱动是采用三极管和74LS154实现的。
数据存储电路的设计:
数据存储电路由串行EEPROM 24C256组成。24C256是美国CATALYST 公司出品的一个1-256K位的支持I2C总线数据传送协议的串行CMOS E2PROM,可用电擦除,可编程自定时写周期(包括自动擦除时间不超过10ms 典型时间为5ms)的串行E2PROM。 该芯片有两种写入方式,一种是字节写入方式,还有另一种页写入方式。允许在一个写周期内同时对1个字节到一页的若干字节的编程写入。24C256的引脚排列及引脚功能描述如图3-2-1和表3-2-1
图1 24C256的引脚排列图表1引脚功能描述
数据存储器的设计原理图如图2所示:
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