同步直播：一步一步的把DIY搞起来！

yangcheng84

             595级联式电子屏钟表

                                                                                                     万里江山2011-10-16
    前段时间朋友送我一块LED屏幕，是16*32的点阵屏幕，是他公司开发产品时的样品余料，作为同为电子爱好者的好朋友，我欣然接下了，呵呵。

   现在准备把它安装成电子钟，准备开机现场直播.声明：以下是菜鸟级作品，还请前辈指教。先上图。


屏幕正面  有8个8X8 点阵拼接成16*32大屏




DIY的D1302时钟和DS1820温度小板块


暂时借用开发板的小系统调试一下


+5V电源


结构布置
说明：图中共有A,B,C,D,E,F,G,H共8块8X8点阵（组件）构成。对应每个组件的驱动芯片分别是U14，U13，U12，U11;U8，U7，U6，U5;均为贴片式8bit移位寄存器74HC595.计划采用“行扫描的方式”驱动（U9，U10)，扫描顺序是自右向左，从上到下。


试编程，确定一下点阵的硬件引脚排列是否是水平，垂直方向都是按顺序排列的？


首先设想是扫描一副三角图形(点亮的LED逐行增加1个）看看，哈哈，结果证明连接方式,是按顺序的。


尝试显示“电子”（绿色）两个字看看


尝试显示“技术”（红色）两个字看看


尝试显示简易图案（绿）看看


尝试显示简易图案（红）看看


再显示黑体“机电"看看.哇，是显示啦，但是朋友们注意到了吗？LED的笔画亮度视乎不均匀，水平方向点亮的点的越多，亮度就越低. 是不是行驱动（74HC595）能力不足引起的呢？


再次输入“三角”测试图样，观察水平方向亮度随点亮LED个数的变化情况，果然是验证74HC595行驱动能力有限（手册参数是输出电流20ma),水平点亮的LED越多，每个LED得到的电流就越小，难怪亮度不均。接下来准备解决一下亮度问题先.（待续）


10月16日23:21( 续):

从示意图可以看到，X0~X7是由74HC595作行驱动的，而芯片整体最大输出电流仅20mA左右，因此，如果某一行（比如X0）只亮一个点，那么这个点的
电流就是20mA,;而两外某行（比如X3），假如有10个点选中（点亮），那么这时候X3每个点的电流就只有20/10=2mA了，显然这两行的亮度不会一样的。
上述小分析通过电话得到朋友的确认：这个是他公司当时第一次开样板的，当时设计没考虑周全，因此才成了废料.

为了达到不改动硬件而使亮度均匀，把扫描方法改一下：
以前是“逐行，发送4个字节数据（因为水平方向是32点，是8*4bit)显示”；改成“逐行，发送32个点数据”。下图是分解示意图.

向水平32点的屏幕，小系统每行要发送32次数据.因为总共10个移位寄存器（4个Y/红 + 4个Y/绿 + 2个行驱动），并且所有数据是串联连接的，要显示一个点，数据格式就是 ADDR0+ADD1+ADDR2+ADD3+DATA0+DATA1+DATA2+DATA3  8个字节数据。由此看来，其实扫描一行就要分下面几个步骤：

将点阵的原来“一整行扫描”的内容数据拆分成32个字节数据.
将生成的数据分32次发送，每次得按ADDR0+ADD1+ADDR2+ADD3+XX+XX+XX+DATA形式发送

就这样，为了“简化硬件，逐点扫描，亮度均匀”，小系统每行拆分数据32字，共发送8*32=256个字节；而为了显示32*16（满屏），一帧数据总共要发送

256*16=4096个字节；实现整个过程的帧周期不能>20mS,f否则人眼看上去就有闪烁感了。呵呵，这么大的工作量，小小的单片机（STC89C52RC)看来快累死了。

不管了，先试试看。

哈哈，不出所料，单片机显示亮度是均匀了，但闪烁感十分强烈，几乎不能使用了。还好，开发板上可以切换到24MHZ晶振，但是，当扫描行数不大于8行
才不会产生闪烁感，满屏是效果还是不理想。有人可能说不如把时钟提到80MHZ，单个人认为这样还是不行，因为时钟仅提高4倍，但一行逐点扫描的数据量
是按整行扫描的32倍以上，相差太远了。看来不得不从硬件改造了.

第三集：2011-10-17  21:46



上图是10个74HC595级联示意图，因为行列线的扫描都是串联在一起，所以在软件扫描上增加了不少难度.。为了简单起见，增加了16只
PNP三极管作行线驱动，以加强驱动能力。（一只8850  0.15元，16只就是1斤空心菜的钱，呵呵）


8850作行驱动三极管



增加驱动后的效果改善了（待续）

jdlu

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残剑饮血

小系统每行拆分数据32字，共发送8*32=256个字节；而为了显示32*16（满屏），

这样是不对的. 你才16X32的,一行只发送8个字节就可以了.

一般把屏的刷新新到50Hz, 即每秒16行 X 50次,这样才不闪, 亮度不均的现象也好很多.
另外楼主应该看下每列有电阻没有.如果没有,扫描过慢就会烧.

如果要调亮度,可以PWM控制EN. 如果没有电阻的,还要注意停扫保护

yangcheng84

这样是不对的. 你才16X32的,一行只发送8个字节就可以了.

一般把屏的刷新新到50Hz, 即每秒16行 X 50次 ...
残剑饮血 发表于 2011-10-18 11:11

假如是“逐行，整行的扫描”每次发送8字节数据+2字节行地址就OK了，问题是：上述表达的不是“逐行，整行的扫描” 而是 “按行，逐点扫描”。

残剑饮血

按行,逐点扫描也是一次发送一行,每行32个点,也只要4个字节就够了吧.

yangcheng84

按行,逐点扫描也是一次发送一行,每行32个点,也只要4个字节就够了吧.
残剑饮血 发表于 2011-10-19 10:35

这个是双色管，更重要的是：行数据和列数据就是串联在一起发送的. 为区分颜色，列数据部分是8字节，行数据是2字节；原本按整行发送的话，数据量确实就是8字节，而按点后，每行32点共32组8字节数据（注意：行数据和列数据就是串联在一起发送的），单片机的处理速度跟不上了，扫描16行的话很闪！

lxa000

这样一来
电路结构就复杂了
造价也上去了
你直接用三极管驱动不好吗？

yangcheng84

这样一来
电路结构就复杂了
造价也上去了
你直接用三极管驱动不好吗？
lxa000 发表于 2011-10-19 23:41

没错，直接使用三极管是可以的。在这里我是给自己增加难度，这个样对以后搞东西有好处。现在数据只需要 3根线就OK了，如果使用“并行法发送，那至少11根吧。

lxa000

上一个完整的扫描驱动部分电路看看？
我感觉你的扫描驱动电路部分有问题

yangcheng84

近来工作事务繁杂，影响正常的帖子回复了。作品还没有完全完工，今晚本想用相机录像的，但是相机电

池没电了，将就的就用手机拍一下，拍摄效果不是很理想。特别是遇到快速显示的"校时设置完成“和”

2011年“字样尤为明显，实际肉眼看好多了。

revox007

好详细的过程

kgje

谢谢楼主的直播教学。