專利名稱：一種led數(shù)碼顯示屏的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED數(shù)碼顯示屏，尤指一種低成本、高性能的LED數(shù)碼顯示屏。
背景技術(shù)：
LED數(shù)碼顯示屏用途十分廣泛，如銀行一般都將儲蓄利率表，外匯牌價表張掛于大廳中，以方便顧客。以前，該表多用塑料或者有機玻璃制成，更改數(shù)據(jù)十分麻煩，而且也不美觀。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種LED數(shù)碼顯示屏，其用于銀行顯示外匯牌價和儲蓄利率及其它一些行業(yè)顯示屏上，顯示內(nèi)容修改方便，顯示形式美觀大方。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下設(shè)計方案所述的單片機控制系統(tǒng)由主控單元、顯示驅(qū)動單元、數(shù)據(jù)存儲及掉電保護單元、紅外接收單元四部分構(gòu)成其中紅外接收單元的接收端通過反向器與主控單元單片機的口地址相連，數(shù)據(jù)存儲及掉電保護單元的控制端口與主控單元單片機的擴展口相連，主控單元單片機的控制輸出端接顯示驅(qū)動單元的輸入端。
所述的主控單元部分采用價格相對便宜的8031單片機作為中央控制，通過P0.0-P0.7及P2.0-P2.4口和地址鎖存器74LS373擴展紫外線擦除、電可編程只讀存儲器EPROM2764(8k字節(jié))作為片外程序存儲器，采用DALLASSRAM6116(2K字節(jié))擴展成片外數(shù)據(jù)存儲器。
所述的顯示驅(qū)動單元部分系統(tǒng)采用一片8位移位寄存器INTEL595驅(qū)動6個LED數(shù)碼管，即驅(qū)動一個顯示單元。單片機存儲器中顯示的數(shù)據(jù)采用串行方式送往各個單元，由單片機串行口RXD(P3.0)輸出數(shù)據(jù)，即將P3.0直接用INTEL595輸入端DIN相連，INTEL595逐級相連，即前一級的輸出DOUT接下一級輸入DIN。(本實施例顯示屏共有72個單元，所以采用72個8位移位寄存器INTEL 595相連。)在8位移位寄存器INTEL595串行輸出所需的三根口線中，另外采用P3.1(TXD)作移位時鐘CLK，P1.7作數(shù)據(jù)裝入信號LOAD。當INTEL595驅(qū)動多個LED顯示時，必須外加位控電路，采用P1.0、P1.1、P1.2三根輸出線作位控線。
所述的數(shù)據(jù)存儲及掉電保護單元部分采用DALLAS公司生產(chǎn)的SRAM芯片6116，是一種非易失性存儲器。它是通過單片機8031的P0.0-P0.7及P2.0-P2.2口和地址鎖存器74LS373擴展得到的。采用在SRAM中開辟一個緩沖區(qū)的方法，將顯示的數(shù)字保存在緩沖區(qū)中，當遙控器修改數(shù)字時，就是修改緩沖區(qū)中的數(shù)字。
所述的紅外接收單元部分紅外接收裝置接收端通過反向器74LS04整形后直接與8031口地址P3.2相連，利用P3.2的第二功能，采用中斷方式判別紅外遙控器發(fā)射的信號是否被接收到。
所述的紅外接收單元的紅外接收裝置采集遙控器指令碼時采用了抗干擾處理程序。
本發(fā)明的優(yōu)點是1、顯示的數(shù)據(jù)多以6位LED顯示為一個單元的話，顯示單元多達七、八十種2、顯示的數(shù)據(jù)能夠掉電保持，不要求改變時不改變，顯示數(shù)字穩(wěn)定；3、顯示數(shù)字能用遙控器鍵入和修改，十分方便。


圖1為本發(fā)明單片機控制系統(tǒng)原理框圖圖2為本發(fā)明單片機控制系統(tǒng)電原理圖圖3為本發(fā)明單片機控制系統(tǒng)主控部分電路圖圖4為本發(fā)明單片機控制系統(tǒng)顯示驅(qū)動部分電路圖圖5為本發(fā)明單片機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲及掉電保護部分電路圖圖6為本發(fā)明單片機控制系統(tǒng)紅外接收部分電路圖圖7為本發(fā)明數(shù)據(jù)存儲及掉電保護部分SRAM6116的緩沖區(qū)圖圖8為紅外接收部分指令碼形式圖圖9為本發(fā)明系統(tǒng)程序流程圖圖10為本發(fā)明系統(tǒng)中遙控器鍵碼采集程序(定時中斷T1服務(wù)程序)流程圖圖11為本發(fā)明系統(tǒng)中外中斷0服務(wù)程序流程圖具體實施方式
本發(fā)明LED數(shù)碼顯示屏是一種單片機控制系統(tǒng)。
如圖1所示，所述的單片機控制系統(tǒng)主要由主控部分1、顯示驅(qū)動部分2、數(shù)據(jù)存儲及掉電保護部分3、紅外接收部分4四部分組成，其主要功能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的串行傳輸；用8位移位寄存器INTEL595組建顯示單元；顯示數(shù)據(jù)的存儲和保持；多位顯示的位控等。
圖2為本發(fā)明單片機控制系統(tǒng)電原理圖，其各主要部分單元電路可分別參見圖3～圖6。
本發(fā)明采用價格相對便宜的8031單片機作為中央控制，通過P0.0-P0.7及P2.0-P2.4口和地址鎖存器74LS373擴展紫外線擦除、電可編程只讀存儲器EPROM2764(8k字節(jié))作為片外程序存儲器，擴展DALLAS SRAM6116(2K字節(jié))作為片外數(shù)據(jù)存儲器，參見圖3，為主控單元部分電路圖。
所述的顯示驅(qū)動單元部分單片機存儲器中顯示的數(shù)據(jù)采用串行方式送往各個單元，如圖4所示，由單片機8031串行口RXD(P3.0)輸出數(shù)據(jù)，即將P3.0直接與8位移位寄存器INTEL595輸入端DIN相連，INTEL595逐級相連，即前一級的輸出DOUT接下一級輸入DIN。(本實施例顯示屏共有72個單元，所以采用72個8位移位寄存器INTEL595相連。)在8位移位寄存器INTEL595串行輸出所需的三根口線中，采用P3.1(TXD)作移位時鐘CLK，P1.7作數(shù)據(jù)裝入信號LOAD，由于P3.1、P1.7驅(qū)動位數(shù)較多，分別采用八個三態(tài)緩沖門74LS244擴展以加大負載能力。數(shù)據(jù)的傳輸采用逐位傳輸?shù)姆绞?，即在一次傳輸中只傳送第一位?shù)據(jù)，每位數(shù)據(jù)一個字節(jié)即8位需傳送8次，72個顯示單元共傳送72×8次，待72×8傳送完畢后，一次給各級送裝入信號LOAD，上升沿將其鎖存，這樣每片8位移位寄存器INTEL 595被裝入各顯示單元的第一位數(shù)據(jù)，第一位位控信號接通，LED即顯示第一位數(shù)據(jù)。緊接著傳送第二位數(shù)據(jù)……以此類推到最后一位顯示結(jié)束，再循環(huán)到第一位，這樣周而復始循環(huán)動態(tài)掃描，在重復掃描速度足夠快的情況下即可觀察到完整的六位數(shù)字。
當8位移位寄存器INTEL595驅(qū)動多個LED顯示時，必須外加位控電路，位控的原則是，軟件判斷要簡單，二是當顯示位數(shù)多少有變時改動容易，另外還要有一定的驅(qū)動能力，使一個位控線能控制多個顯示單元，以簡化硬件電路。采用P1.0、P1.1、P1.2三根輸出線作位控線，經(jīng)3-8譯碼器74HC138后產(chǎn)生8個輸出線，再經(jīng)2個74LS244擴展產(chǎn)生16個輸出位控線以加大負載能力。每個位控線經(jīng)達林頓PNP功率管驅(qū)動，每支管可驅(qū)動6個顯示單元。
系統(tǒng)采用一片8位移位寄存器INTEL595驅(qū)動6個LED數(shù)碼管，即驅(qū)動一個顯示單元。雖然一片8位移位寄存器INTEL 595只能保持一位數(shù)字，但在軟件上采用動態(tài)掃描辦法，使其顯示數(shù)字不閃爍。采用動態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實質(zhì)是利用人眼的暫留效應(yīng)和發(fā)光二極管發(fā)光時間的長短，發(fā)光的亮度等因素。
數(shù)據(jù)存儲及掉電保護單元部分8位移位寄存器INTEL 595能鎖存一位數(shù)字但斷電時立即消失，顯示屏顯示的數(shù)字有數(shù)百個，而且要求能夠修改。在不修改的情況下，斷電后重新上電時要求數(shù)字能保持不變。如果斷電時數(shù)字丟失，顯示屏的使用將產(chǎn)生很大的麻煩，這樣用8位移位寄存器INTEL595組建顯示屏就失去了意義，所以數(shù)字保持問題是該方案要解決的關(guān)鍵問題。常用的辦法是采用E2PROM芯片(字頭為28存儲器芯片如286116等)，但E2PROM芯片電擦寫速度慢，電路連接較麻煩，而且可靠性差，本發(fā)明采用DALLAS公司生產(chǎn)的SRAM6116芯片(如圖5)，具有非易失性功能。用法同一般RAM電路一樣，數(shù)據(jù)擦寫同用單片機5V電源，擦寫速度快，在程序運行中即可擦寫完畢，能長期保持。
圖6單獨顯示了紅外接收單元部分電路，8031口地址INTO(P3.2)通過反向器74LS04直接與紅外接收裝置接收端相連，利用P3.2的第二功能。
顯示屏所顯示的數(shù)字，本發(fā)明在非易失性SRAM中開辟了一個緩沖區(qū)，將顯示數(shù)字保存在緩沖區(qū)中，遙控器修改數(shù)字即修改緩沖區(qū)中的數(shù)字。緩沖區(qū)排列如圖7示，要求有2K字節(jié)空間，排列原則要求查找方便。為此采用高位字節(jié)與低位字節(jié)相結(jié)合方式，各排數(shù)據(jù)的查找用增1，減1的指令實現(xiàn)，可以較好的解決這一問題。
紅外接收單元部分遙控器是LED顯示屏的重要部件，用于修改顯示屏的數(shù)字。遙控器每當有按鍵接通時，它就通過紅外發(fā)光管重復地輸出一串指令碼，其指令碼的形式如圖8所示。
一個完整的指令碼共有14個波形，每個波周期相同，在14個波形中，頭2個稱為啟動碼，隨后4個稱系統(tǒng)碼，最后8個稱指令碼。按鍵同指令碼是——對應(yīng)的。遙控器按鍵分為啟動鍵，關(guān)閉鍵，各種功能鍵及數(shù)字鍵等近20種。確定了遙控器按鍵與指令碼的對應(yīng)關(guān)系后，當有遙控器鍵入時，軟件的任務(wù)就是要準確無誤的采集遙控器的指令碼，并執(zhí)行相應(yīng)的動作。
1)遙控器輸入由于遙控器輸入是隨意的，所以只能采取外中斷0(INTO)輸入方式。遙控器發(fā)射的信號經(jīng)74LS04整形后接到CPU芯片8031的P3.2腳，中斷設(shè)定為沿觸發(fā)方式(ITO＝1)。每當遙控器有按鍵輸入時，就會立即進入外中斷0服務(wù)程序。
2)定時器T1的應(yīng)用本發(fā)明應(yīng)用了定時器/計數(shù)器T1，將T1設(shè)為定時器方式，設(shè)定時間長度等于指令碼的周期，這樣T1每當設(shè)定的時間一到就會申請中斷，進入中斷服務(wù)程序。在INTEL595顯示屏中，外中斷0服務(wù)程序只干一件事，那就是啟動定時器T1，而將讀遙控器指令碼的任務(wù)交給定時器T1的中斷服務(wù)程序完成。T1的每次中斷只讀一位bit，然后就返回主程序，一串完整的指令碼分14次中斷完成。由于每次中斷時間很短，這樣就解決了顯示屏LED顯示的穩(wěn)定性。完整的指令碼讀完后保存在一個存儲單元中，再設(shè)置標志位等待下一個傳輸周期開始，進行鍵處理3)定時器T2的應(yīng)用INTEL595顯示屏在定時器T2的應(yīng)用上是使顯示的數(shù)字閃動，作標志以備修改時用。T2的啟動是在開屏鍵處理程序中，一旦啟動鍵有效，就進入鍵處理程序，啟動T2，初始位LED數(shù)字閃動，由位移鍵移至待修改位置，再按數(shù)字鍵就可完成修改。
在軟件設(shè)計上，本實用新型采用了抗干擾措施。因主要干擾源來自紅外接收頭，常有脈沖進入，被誤認為是遙控器鍵入中斷。為此在采集遙控器指令碼時采取了如下兩條抗干擾措施。其一是采集指令碼的第二位判斷是否正確，正確指令碼的第二位應(yīng)是低電平，高電平被認為干擾，而終止采集程序；其二是利用遙控器每次按鍵時重復產(chǎn)生指令碼的特點，連續(xù)兩次采集鍵碼值，然后異或比較，判斷是否相同，相同則說明是正常遙控器鍵入，此時才能進入鍵處理程序，不相同則無效。另外，從主程序中經(jīng)判斷標志位而轉(zhuǎn)入鍵處理程序，總是在數(shù)字串行傳輸?shù)钠鹗疾糠诌M行，以免在傳輸中出現(xiàn)混亂。
整個系統(tǒng)的程序流程如圖9所示。主程序包括定時器T1，T2等初始化及將顯示緩沖區(qū)數(shù)字串行輸出到顯示單元的程序。中斷服務(wù)程序主要是外中斷0服務(wù)程序，如圖10所示，遙控器鍵碼采集程序(定時中斷T1服務(wù)程序)，如圖11所示，及位閃爍程序(外中斷0服務(wù)程序流程圖)。
權(quán)利要求1.一種LED數(shù)碼顯示屏，由顯示屏及單片機控制系統(tǒng)組成，其特征在于所述的單片機控制系統(tǒng)由主控單元、顯示驅(qū)動單元、數(shù)據(jù)存儲及掉電保護單元、紅外接收單元四部分構(gòu)成；其中紅外接收單元的接收端通過反向器與主控單元單片機的口地址相連，數(shù)據(jù)存儲及掉電保護單元的控制端口與主控單元單片機的擴展口相連，主控單元單片機的控制輸出端接顯示驅(qū)動單元的輸入端。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED數(shù)碼顯示屏，其特征在于所述的主控單元采用8031單片機作為中央控制，通過P0.0-P0.7及P2.0-P2.4口和地址鎖存器74LS373擴展紫外線擦除、8k字節(jié)的電可編程只讀存儲器EPROM2764作為片外程序存儲器，2K字節(jié)的擴展DALLAS SRAM6116作為片外數(shù)據(jù)存儲器；主控單元的單片機存儲器中顯示的數(shù)據(jù)采用串行方式送往各個顯示驅(qū)動單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED數(shù)碼顯示屏，其特征在于所述的顯示驅(qū)動單元采用一片8位移位寄存器INTEL595驅(qū)動6個LED數(shù)碼管。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED數(shù)碼顯示屏，其特征在于所述的數(shù)據(jù)存儲及掉電保護部分采用DALLAS公司生產(chǎn)的非易失性存儲器SRAM芯片6116，它通過單片機8031的P0.0-P0.7及P2.0-P2.2口和地址鎖存器74LS373擴展得到。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的LED數(shù)碼顯示屏，其特征在于所述的紅外接收單元顯示屏的紅外接收裝置接收端通過反向器74LS04整形后與主控單元單片機8031口地址INT0(P3.2)相連。
專利摘要一種LED數(shù)碼顯示屏，由主控、顯示驅(qū)動、數(shù)據(jù)存儲及掉電保護、紅外接收四部分單元構(gòu)成。主控單元包括單片機、片外程序存儲器、片外數(shù)據(jù)存儲器；單片機存儲器中顯示的數(shù)據(jù)采用串行方式送往各個顯示驅(qū)動單元。由單片機串行口輸出數(shù)據(jù)，即將P3.0直接用INTEL595輸入端DIN相連，INTEL595逐級相連，即前一級的輸出DOUT接下一級輸入DIN。數(shù)據(jù)存儲及掉電保護單元是選用DALLAS公司生產(chǎn)的SRAM芯片，具有非易失性功能。在非易失性SRAM中開辟了一個緩沖區(qū)，顯示屏所顯示的數(shù)字保存在緩沖區(qū)中。所述的紅外接收單元的紅外接收器采集遙控器發(fā)射的指令碼時采用了抗干擾處理程序，接收的信號經(jīng)整形后接入單片機；其顯示的數(shù)據(jù)多且能夠掉電保持，顯示數(shù)字能用遙控器鍵入和修改，十分方便。
文檔編號G09G3/04GK2735493SQ20042008501
公開日2005年10月19日 申請日期2004年8月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月2日
發(fā)明者解超華, 朱力 申請人:北京有色金屬研究總院