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1、第19卷第4期三明高等专科学校学报2002年12月Vol119No14JOURNALOFSANMINGCOLLEGEDec12002点阵LED大屏幕的设计廖逢钗(三明高等专科学校计算机科学系,福建三明 365004)[摘要]本文阐述的是一种简单、廉价的LED大屏幕的设计方案、编程方法及有关的应用技术。[关键词]并行口;端口;移位寄存器;锁存器[中图分类号]TP30211[文献标识码]A[文章编号]1671-1343(2002)04-0066-07点阵LED显示器具有亮度高、显示尺寸易扩展(从几十平方厘米到几百平方米)、寿命长等优点,应用广泛,例如电子广告屏、显示
2、各种信息的大屏幕等。目前,LED显示器的价格昂贵,因此,如何降低成本就成为设计者必须重点考虑的问题。本文所设计的电路简单,并可直接与PC的并行口连接,因此,具有价格低廉、使用方便灵活、编程形式多样等优点。下面从四个方面介绍设计原理。1 元件选择电路设计时选用的主要元器件有屏幕显示驱动电路ATM9094和标准的TTL电路74LS373。ATM9094可以使用其他类似功能的芯片,如:QA9094、AMT9595、TPIC6B595N等。ATM9094由一个八位串入并出、串入串出移位寄存器,八位数据锁存器和驱动器三个主要部分构成。移位寄存器接收串行输入数据,输出串行数
3、据,并提供送往八位锁存器的并行数据。本电路应用于LED大屏幕显示驱动系统中,可大幅度简化印制线路板的设计,减少焊点数量,提高系统整体可靠性。它有以下几个方面的特点:111 电源电压范围宽,输出驱动级采用OC结构,工作电压高达15V,便于串、并联发光二极管。112 输出驱动电流大,输出级采用双极型达林顿驱动电路,单路驱动电流高达200mA。113 抗干扰能力强,数据输入、移位寄存器和锁存器的时钟输入均采用施密特触发器整形,各输入端有上拉结构。114 逻辑信息处理的接地端和输出级大电流的接地端独立分隔,有效隔离地线间干扰。115 数据处理速度高,串行最高时钟频率大于
4、25MHz。116 串行输出电流大,便于直接级联。117 电路封装齐全,有16脚双列直插式及20脚表面贴装式(SMD)。本文使用的ATM9094采用16脚双列直插式塑料封装形式,管脚排列如图1,管脚功能如表1,图2是内部逻辑,图3是输出单元图。74LS373是具有三态输出的八D透明锁存器,管脚排列如图4,1D-8D是数据输入端,[收稿日期]2002207209[作者简介]廖逢钗(1968-),男,福建尤溪人,三明高等专科学校计算机科学系讲师。66©1994-2006ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.All
5、rightsreserved.http://www.cnki.netEN为三态允许控制器(低电平有效),LE为锁存允许端,1Q-8Q为输出端。当三态允许控制端(EN)为低电平时,1Q-8Q为正常逻辑状态,可用来驱动负载或总线,当EN为高电平时,1Q-8Q呈高阻状态,既不驱动总线,也不为总线的负载,但锁存器的内部的逻辑操作不受影响,当锁存允许端(LE)为高电平时,Q随数据(D)而变,当LE为低电平时,Q被锁存在已建立的图1ATM9094管脚排列数据电平。表1 管脚功能说明管脚次序符号管脚功能1ST选通端。ST为高电平时,移位寄存器的数据送入锁存器。2Sin串行输入
6、数据端。移位寄存器时钟输入。当移位时钟脉冲前沿跳变时,串行输入的数据被移3CP入到八位移位寄存器中。4-7Q0-Q7并行移位输出端。输出锁存器的数据。14-118Vss接地端。9Qs串行输出端。移位时钟脉冲前沿跳变时输出第八位移位寄存器的数据。10Qs′串行输出端。移位时钟脉冲后沿跳变时输出第八位移位寄存器的数据。输出使能端。当使能端为高电平时,锁存器的数据被送往输出端。当使能15OE端为低电平时,输出端Q0-Q7变为高阻抗状态。16VDD电源端。低压信息处理的电源。图2 内部逻辑图图3ATM9094输出单元图图474LS373引脚排列67©1994-2006C
7、hinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net2 电路原理分析电路原理图见图5,根据ATM9094内部输出单元采用达林顿OC结构,Q0-Q7应接LED的阴极。因为所有LED工作时消耗的功率较大,所以LED部分单独使用一组电源,不与低压信息处理部分使用同一电源。下面以64×200点阵为例阐述电路工作原理。整个电路与微机的LPT接口连接,AD0-AD7接LPT的数据线,在电路中该组信号线为复用信号线(用于传送地址和数据,SLCTIN为1时作为地址线,
8、STROBE为1时作为数
