shqi2003老师的2字164屏驱动实验

cosine · 发表于 2010-3-10 11:44

沈老师的2字屏到手后只是用原来的板点亮看了看，这两天把老FU给的最小系统板焊好了，就打算就这小板通过杜帮线来驱动这屏试试，顺便学习一下点阵屏的驱动方法。

最小系统板的资料情况见：
https://www.yleee.com.cn/viewthread.php?tid=2377

实验环境，用自制的USBASP给最小系统板下载，最小系统板用杜邦线连在点阵屏上，同时也由点阵屏给系统板供电。电源供应是5V3A电源（北工大产）。

实验环境

要驱一个东西先得作电路分析，屏有两种，相对来说对164熟悉一些，另外164驱动的屏（A屏）的接口在侧面，接杜邦线方便，就用先用这个来练手了。电路图：
LED点阵屏实验0.gif

一般点阵LED都是行是LED的正极，列是LED的负极，只要行输出高电位，列输出低电位，则行列交叉点的那个LED就会亮，形成一个像素。由于这种组织方式，点阵式LED屏需要扫描驱动显示，为了节省I/O口线，多用串入并出的164/595一类的逻辑芯片进行驱动。这块LED屏数据是用595，行数据是用164。经过一些驱动电路后，移出的数据最终驱动LED。分析电路后得知，从接口移出的数据均为1时（是移出数据而不是164/595实际存储的数据），交叉点的LED亮。

接口中H-AB是行数据串行输入，L-R是列数据串行输入，L-CLK是列移位时钟。H-MR该板接在595的复位上，而164的复位接高电位（也就是不复位）。L-STR/CLK既当作595的数据装载又当作164的移位时钟。这里说明一下595是有输出锁存的，也就是移位的数据要锁存后才会输出，而164没有锁存，移位时输出会变。该电路巧妙的利用了这一点，把595的锁存信号和164的移位信号合二为一，通过两个非门，作到该信号变为高电位的上升沿595锁存并输出数据，下降沿164移位实现了扫描（164也是上升沿移位的，但在非门后所以反相了)。

分析了电路后就可以开始编程测试了，需要注意的是164没有复位信号，所以在程序中要人为的清一下164数据作一下初始化。

cosine · 发表于 2010-3-10 11:51

本帖最后由 cosine 于 2010-3-10 12:12 编辑

接好电路确认无误后就编了一段最简单的程序进行的测试，目标就是点亮屏最角上的第一个LED。程序是汇编的，C的等过两天熊再写出来，C51熊正学。代码如下，本贴所有源程序在KEIL 8.05中编译通过：

;===============================
;mcu=89S52 f=11.0592mhz
;实验内容：FU电路板shqi2003LED板测试
;具体实验：点亮LED屏的一个点
;实验日期：2010-3-10
;===============================
;变量定义部分
temp0 equ 10h ;定义延时临时变量，用第2组通用寄存器区
temp1 equ 11h
temp2 equ 12h
;===============================
;端口定义部分
H_MR equ P0.0
H_AB equ P0.1
L_STR equ P0.2
L_CLK equ P0.3
L_R  equ P0.4
;===============================
;复位矢量
org  0000h
ajmp main ;转主程序
;===============================
;主程序部分
org    0030h
main:
;-------------------------------
;初始化部分
mov  psw,#00h
mov  sp,#2fh ;1051 ram only to 40h
mov  tmod,#01h ;t0 is mod1
mov  tcon,#55h ;tf1 tr1 tf0 tr0 ie1 it1 ie0 it0
mov  scon,#50h ;sm0 sm1 sm2 ren tb8 rb8 ti ri
mov  pcon,#00h ;smod x x x gf1 gf0 pd idl
mov  ie,#00h ;ea x et2 es et1 ex1 et0 ex0
mov  ip,#00h ;x x pt2 ps pt1 px1 pt0 px0
;-------------------------------
;程序执行部分
proc:
;清164及595数据
mov  temp0,#10h ;清2片164共16行
clr  H_AB
setb L_STR ;列移位时钟置低
clear_164:
clr  L_STR ;164移位
setb L_STR
djnz temp0,clear_164
clr  H_MR    ;清595
setb H_MR
clr  L_STR ;列数据锁存置0
;595置1移位第1列
setb L_R    ;595数据置1
clr  L_CLK ;595移位给时钟脉冲
setb L_CLK
;164置1扫描第1行
setb H_AB    ;行扫置1
setb L_STR ;595输出
clr  L_STR ;行扫移位
loop:
nop
ajmp loop
;===============================
;子程序部分
;===============================
delay1ms:          ;11.0592M下延时1ms，每机器周期按1.085微秒计
mov  temp0,#02h ;temp0=2
delay10ms_1:
mov  temp1,#0e3h ;temp1=227,外层循环DJNZ补上后循环体刚好1ms
djnz temp1,$
nop
djnz temp0,delay10ms_1
ret
;===============================
end

程序除了标准的初始化外，就是先对595和164进行初始化，让屏全灭，然后给595移一位1，再给164移一位1。这样就点亮了一个LED，如图：

LED点阵屏实验2.jpg

看到结果有些意外，本来根据沈老师的电路图认为第一个LED应该亮在左上角，结果现在亮在左下角，这样扫描时数据的提取就要反过来或是干脆把点阵数据就反过来存。

社建电子 · 发表于 2010-3-10 11:53

这个就是双层板的那个吧？
双层板的我有一块，单层板的有三块，另2块买时打算拆件用，回来一测是好的算了先留着吧，啥时后把三块板合成一起不就爽了。

cosine · 发表于 2010-3-10 11:53

星星之火可以燎原，再点亮一行试试：

LED点阵屏实验3.jpg

程序代码：

fu_02.asm (2 KB, 下载次数: 664)

cosine · 发表于 2010-3-10 11:59

现在该点亮全屏了。一般扫描显示的原理就是利用人眼视觉暂留的特性，只要扫描的频率足够高，我们就感觉不到闪烁。电影一般是24帧/秒，电视是25帧/秒，也就说要达到这个帧速，实现动画也是同理。实际上不一定非要一秒钟扫描25次，稍低一些也可以，但熊认为不要低于20帧/秒。

全屏点亮的效果，每行扫描时点亮1ms，与7段LED扫描显示点亮的时间相同。

LED点阵屏实验4.jpg

程序代码：

fu_03.asm (2.1 KB, 下载次数: 648)

cosine · 发表于 2010-3-10 12:05

在前面的基础上用取字模软件取来字模数据，显示在屏上。由于屏是从下往上扫描，而程序是从前往后取数据，所以取字模时进行了上下反相。显示效果：

LED点阵屏实验5.jpg

程序代码：

fu_04.asm (3.1 KB, 下载次数: 654)

程序中列移位时用两个计数器，一个计算移的位数，一个计算移的字节数。此外还设置了一个行数据地址计数器，用来存储行数据与首址的字节偏移量。

改进的程序代码：

fu_05.asm (3.15 KB, 下载次数: 650)

后来考虑到已经有一个行扫描用的计数器，就直接用这个乘以每行字节数生成行数据首址，这样就是从后往前提数据，因此字模数据就不用上下反相了。这样可以节省一个用来存储行地址偏移量的寄存器，但每次计算首址要进行乘法运算，且计算的位置在列数据移位循环体内，实际是以付出计算时间为代价的。大约每行数据要多用十几个机器周期吧。

cosine · 发表于 2010-3-10 12:08

好了，熊的实验到此就基本结束了，因为滚动翻页等效果熊目前不需要，也就没打算学习，学会基本原理就OK了。最后显示一个笑脸作为结束。

LED点阵屏实验6.jpg

程序代码：

fu_06.asm (2.9 KB, 下载次数: 634)

图案可以到网上搜索16*16的黑白点阵图或是图标图（ICO），然后用取字模软件打开就行。双字屏显示单字时在移每行的数据前一定要对列驱动IC复位，不然右半边会有东西显示。

这是我 · 发表于 2010-3-10 12:09

从屏后的接口in,out来看，觉得沈老师原来的程序其实是倒过来显示的。

cosine · 发表于 2010-3-10 12:10

这个就是双层板的那个吧？
双层板的我有一块，单层板的有三块，另2块买时打算拆件用，回来一测是好的算了先 ...
社建电子发表于 2010-3-10 11:53 https://www.yleee.com.cn/images/common/back.gif

连一块不难，每块屏都有输出口的，时钟对时钟，数据对数据，就是列输入得是前一块屏的最后一片595的移出口。然后写程序时列移位多移一块屏的字节数就行，取数据时相应多取一块屏的字数。

这是我 · 发表于 2010-3-10 12:11

哈哈，熊新做的最小系统和USB下载线就用上了啊。一开始还没反应过来，这最小系统边上是个啥东西呢？

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