高速SoC单片机在双基色LED屏中的应用

【中国数字视听网讯】1高速SoC单片机C8051F040特征

C8051F040系列器件是完全集成的混合信号片上系统型MCU，具有64个数字I/O引脚,片内集成了1个CAN2.0B控制器。其主要特性有：(1)高速流水线结构的8051兼容的CIP-51内核(可达25MIPS);(2)全速非侵入式的在系统调试接口(片内)64KB(C8051F040/1/2/3/4/5)可在系统编程的Flash存储器，(4K+256)B的片内RAM，寻址空间为64KB的外部数据存储器接口和硬件实现的SPI、SMBus/I2C和两个UART串行通信接口，片内集成看门狗定时器和VDD监视器和温度传感器，具有时钟振荡器的C8051F04x系列器件,是真正能独立工作的片上系统。所有模拟和数字外设均可由用户固件使能/禁止和配置。Flash存储器还具有在系统重新编程能力,可用于非易失性数据存储,并允许现场更新8051固件。每个MCU都可在工业温度范围(-45℃~+85℃)工作,工作电压为2.7V~3.6V。端口I/O、RST和JTAG引脚都允许5V的输入信号电压。

2LED硬件电路及显示工作原理

2.1驱动方式

当向LED器件施加正向电压时，流过的电流使其发光。因此,LED的驱动问题就转化为如何使PN结处于正向偏置的问题。为了控制它的发光强度,还要解决其正向电流的调节问题。驱动方法分为直流驱动、恒流驱动和脉冲驱动。

2.1.1直流驱动

直流驱动是最简单的驱动方法。LED的工作点由电源电压、串联电阻和LED器件的伏安特性共同决定。这种驱动方式适合LED器件较少、发光强度恒定的情况。

2.1.2恒流驱动

LED器件的正向特性较陡,加上器件的分散性，使得在同样电源电压和同样限流电阻的情况下，各器件的正向电流并不相同，从而引起发光强度的差异。若对LED器件进行恒流驱动，只要恒流值相同，发光强度就比较接近。晶体管的输出特性具有恒流特性，因此可用晶体管驱动LED。

2.1.3脉冲驱动

利用人眼的视觉惰性，采用LED器件重复通断电的方式使之点亮，就是脉冲驱动方式。脉冲驱动主要应用于扫描驱动和占空比驱动两个方面。扫描驱动主要目的是节约驱动，简化电路。占空比控制的目的是调节器件的发光强度，用于图像显示中的灰度控制。在实际应用中往往是两方面组合在一起使用。

2.1.4常用LED显示屏驱动

目前普遍采用的是串行控制驱动方式,就是将显示的数据通过串行方式送入点驱动电路,多采用4953+74HC595作为驱动。

2.2LED硬件电路介绍

256B双色LED屏主要由32块8×8LED模块、32片74HC595、8片4953、2片74HC245和2片74HC138组成。LED屏按其电路分为接口电路、驱动电路、译码电路和列数据电路。现对接口电路数据线作介绍。

A、B、C、D：行扫描信号线，决定16行中的哪一行点亮;

R1、R2：红色LED列数据;

G1、G2：绿色LED列数据;

CK：74HC595串行数据移位信号,上升沿将数据存入驱动模块中的串行寄存器;

ST：74HC595数据锁存信号,上升沿将串行数据存入并行数据寄存器，同时屏体显示更新;

EN：74HC138片选信号，有效时屏体点亮。