高速SoC單片機在雙基色LED屏中的應用

【中國數字視聽網訊】1高速SoC單片機C8051F040特征

C8051F040系列器件是完全集成的混合信號片上系統型MCU，具有64個數字I/O引腳,片內集成了1個CAN2.0B控制器。其主要特性有：(1)高速流水線結構的8051兼容的CIP-51內核(可達25MIPS);(2)全速非侵入式的在系統調試接口(片內)64KB(C8051F040/1/2/3/4/5)可在系統編程的Flash存儲器，(4K+256)B的片內RAM，尋址空間為64KB的外部數據存儲器接口和硬件實現的SPI、SMBus/I2C和兩個UART串行通信接口，片內集成看門狗定時器和VDD監視器和溫度傳感器，具有時鐘振蕩器的C8051F04x系列器件,是真正能獨立工作的片上系統。所有模擬和數字外設均可由用戶固件使能/禁止和配置。Flash存儲器還具有在系統重新編程能力,可用于非易失性數據存儲,并允許現場更新8051固件。每個MCU都可在工業溫度范圍(-45℃~+85℃)工作,工作電壓為2.7V~3.6V。端口I/O、RST和JTAG引腳都允許5V的輸入信號電壓。

2LED硬件電路及顯示工作原理

2.1驅動方式

當向LED器件施加正向電壓時，流過的電流使其發光。因此,LED的驅動問題就轉化為如何使PN結處于正向偏置的問題。為了控制它的發光強度,還要解決其正向電流的調節問題。驅動方法分為直流驅動、恒流驅動和脈沖驅動。

2.1.1直流驅動

直流驅動是最簡單的驅動方法。LED的工作點由電源電壓、串聯電阻和LED器件的伏安特性共同決定。這種驅動方式適合LED器件較少、發光強度恒定的情況。

2.1.2恒流驅動

LED器件的正向特性較陡,加上器件的分散性，使得在同樣電源電壓和同樣限流電阻的情況下，各器件的正向電流并不相同，從而引起發光強度的差異。若對LED器件進行恒流驅動，只要恒流值相同，發光強度就比較接近。晶體管的輸出特性具有恒流特性，因此可用晶體管驅動LED。

2.1.3脈沖驅動

利用人眼的視覺惰性，采用LED器件重復通斷電的方式使之點亮，就是脈沖驅動方式。脈沖驅動主要應用于掃描驅動和占空比驅動兩個方面。掃描驅動主要目的是節約驅動，簡化電路。占空比控制的目的是調節器件的發光強度，用于圖像顯示中的灰度控制。在實際應用中往往是兩方面組合在一起使用。

2.1.4常用LED顯示屏驅動

目前普遍采用的是串行控制驅動方式,就是將顯示的數據通過串行方式送入點驅動電路,多采用4953+74HC595作為驅動。

2.2LED硬件電路介紹

256B雙色LED屏主要由32塊8×8LED模塊、32片74HC595、8片4953、2片74HC245和2片74HC138組成。LED屏按其電路分為接口電路、驅動電路、譯碼電路和列數據電路�，F對接口電路數據線作介紹。

A、B、C、D：行掃描信號線，決定16行中的哪一行點亮;

R1、R2：紅色LED列數據;

G1、G2：綠色LED列數據;

CK：74HC595串行數據移位信號,上升沿將數據存入驅動模塊中的串行寄存器;

ST：74HC595數據鎖存信號,上升沿將串行數據存入并行數據寄存器，同時屏體顯示更新;

EN：74HC138片選信號，有效時屏體點亮。