C8051F340控制的LED點陣顯示屏系統設計

1 引言
隨著計算機及相關的微電子、光電子技術的迅猛發展。LED顯示屏以其可靠性高、使用壽命長、環境適應能力強、性價比高的特點，迅速成長為平板顯示的主流產品。它利用發光二極管構成的點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，但由于其具有顯示信息量大、操作方便靈活、用戶可隨時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點，被廣泛應用于公共場所。
這里介紹一種24×40的顯示屏控制系統，該系統可同時顯示4個14×10的漢字和8個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、行驅動器、列驅動器、LED點陣顯示屏、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 行驅動器
設計中使用3塊74HE595和3個相對應的三態門2803作為行驅動器。2803是常用的達林頓驅動器。達林頓管又稱復合管，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。
這類器件的COM端(的引腳IO)主要有兩種作用：
(1)試驗用時接地輸出端都接發光二極管，只要將COM端接地，則所有發光二極管都點亮，否則，可能是二極管毀壞或其他毀壞。
(2)保護用時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，會在開關過程中產生低于地電位和高于電源電位的反電動勢，這樣，很容易擊穿器件。為防止這種現象的發生，可將COM端接到電源正極．來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 列驅動器
設計中使用5塊74HC595作為列驅動。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進行。74HC595通過串行級聯方式傳輸。系統擴展容易。圖2為其內部結構。