安徽工程科技学院机电学院 R1VCCC630PFC7Y112MHZ1234567891011121314151617181920P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RST3.0/RXD3.1/TXDP3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0P3.5/T1P3.6/WRP3.7/RDXTAL1XTAL2VssAT89C52VCCP0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7EAALEPSENP2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.04039383736353433323130292827262524232221VCCVCCX1X230PF 图3-4 单片机最小系统 3.3 LED 显示电路 在播放器的设计中要显示曲目的序号，在这里就要用到显示电路。我们采用LED显示电路。LED显示电路有七段和八段之分，也有共阳和共阴之分，下面笔者做具体的介绍。 3.3.1 LED显示的原理[6] LED数码管机构简单，价格便宜。八段LED显示管由八个发光二极管组成，编号为a,b,c,d,e,f,g和SP，分别与同名管脚相连。七段LED数码管显示比八段少一只发光管SP，其他与八段LED相同。 八段LED数码显示管原理很简单，是通过同名管脚上所加电平的高低来控制发光二极管是否点亮从而显示不同的字形的。例如，若在共阴LED管的SP,g,f,e,d,c,b,a管脚上分别加上7FH控制电平（即SP上为0伏，不亮；其余为TTL高电平，全亮），则LED显示管显示字符为―8‖。7FH是按SP，g,f,e,d,c,b,a顺序排列后的十六进制编码（0为TTL低电平，1为TTL高电平），长称为字形码。因此，LED显示的字形不同，相应的字形码也不同。由于B和8，D和0字形相同，故B和D均以小写字母B和d显示。 对于八段LED管来书所有发光二极管阴极共连后接到引脚G上，G脚为控制端，用于控制LED是否点亮。若G脚接地，则LED被点亮；若G脚接TTL高电平，则它被熄灭。对于共阳八段LED数码显示管来说，若所有发光二极管阳极共连后接到G脚。正常显示时，G脚接+5V，个发光二极管是否点亮取决于a~SP各引脚上是否是低电平0- 11 - 颜静：基于单片机的音乐播放器的设计
伏。因此，共阴共阳所需的字形码恰好相反。
51系列单片机对LED管的显示分为静态和动态两种。静态显示的特点是各LED管能够稳定地同时显示各字形；动态显示是指各LED管能够轮流一遍一遍地显示各自字符，人由于视觉器官惰性，从而看到的是LED似乎在同时显示不同字形。且动态显示是采用软件的办法把欲显示的十六进制数或BCD码转换成相应的形码地址和偏移量，故它通常需要在RAM区建立一个显示缓冲区。显示缓冲区内包含的存储单元个数常和系统中LED显示器个数相等。显示缓冲区的起始地址很重要，它决定了显示缓冲区在RAM中的位置。显示缓冲区中的每个存储单元用于存放相应的LED显示管欲显示字符的字形码的地址偏移量，故CPU可以根据这个地址偏移量通过查字形码表找出所显示字符的字形码，以便送到字形口显示。图a)为八段共阴LED显示管原理图，图b)为八段共阳LED显示管原理图，八段LED数码管的原理图如图3-5所示：
图a) 八段共阴LED显示管原理图 图b) 八段共阳LED显示管原理图
图3-5 八段LED显示管原理图[7]
3.3.2 LED显示模块
在单片机系统中，通常用LED数码显示器来显示各种数字或符号。由于它具有显示清晰、亮度高、使用电压低、寿命长的特点，因此使用非常广泛。这是本次系统设计选用它的原因。
八段LED显示器由8个发光二极管组成。基中7个长条形的发光管排列成“日”字形，另一个贺点形的发光管在显示器的右下角作为显示小数点用，它能显示各种数字及部份英文字母。LED显示器有两种不同的形式：一种是8个发光二极管的阳极都连在一起的，称之为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管的阴极都连在一起的，称之为共阴极LED显示器。
八段LED显示器如图3-6所示：
共阴和共阳结构的LED显示器各笔划段名和安排位置是相同的。当二极管导通时，相应的笔划段发亮，由发亮的笔划段组合而显示的各种字符。8例如，对于共阴LED显
示器，当公共阴极接地（为零电平），而阳极hgfedcba各段为0111011时，显示器
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显示\字符，即对于共阴极LED显示器，“P”字符的字形码是73H。如果是共阳LED显示器，公共阳极接高电平，显示“P”字符的字形代码应为10001100（8CH）。
图3-6 八段LED显示器
3.3.3 LED显示电路的设计[8]
作者选择的是共阳结构的LED显示器，这样只要在公共端接高电平就可以了，若用共阴结构的LED显示器还要加驱动芯片，这样不仅增加了成本，又降低了稳定性。
LED显示有静态扫描和动态扫描两种，在方案比较中已经介绍过，由于论文要显示八位LED，所以选择的是动态扫描方式。
动态扫描显示接口是单片机中应用最为广泛的一种显示方式之一。其接口电路是把所有显示器的8个笔划段a-h同名端连在一起，而每一个显示器的公共极COM是各自独立地受I/O线控制。CPU向字段输出口送出字形码时，所有显示器接收到相同的字形码，但究竟是那个显示器亮，则取决于COM端，而这一端是由I/O控制的，所以我们就可以自行决定何时显示哪一位了。而所谓动态扫描就是指采用分时的方法，轮流控制各个显示器的COM端，使各个显示器轮流点亮。在轮流点亮扫描过程中，每位显示器的点亮时间是极为短暂的（约1ms），但由于人的视觉暂留现象及发光二极管的余辉效应，尽管实际上各位显示器并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，不会有闪烁感。播放器显示电路模块设计的电路图如图3-7所示：
设计选用的是八段共阳数码管，在电路中，P0口传送的是显示段码，P2口传送的是显示位码。
设计的关键点：动态电流的计算，动态扫描周期的确定，所谓动态驱动实际就是分时点亮不同位置的数码管，由于人眼的惰性，当亮度熄灭的时间小于1/25秒时，给人们感觉是亮度没变。每位数码管点亮时间T=25ms/数码管位数；T=25/8=3.25ms，在这取2ms。
数码管每段平均电流I=段静态显示的驱动电流*数码管的位数；I=5mA*8位=40mA；每位数码管的平均电流Ia=每段的电流*数码管的段数；Ia=20mA*8段=160mA；R=(5-1.5-0.1)/0.04=0.085KΩ。所以在此处R1~R3取2KΩ，组排选择每个电阻为4.7KΩ。
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颜静：基于单片机的音乐播放器的设计
图3-7 音乐播放器LED显示电路设计
3.4 电源部分
系统工作需要电源，本设计所需电源电压为+5V，而所提供的为+24V电压，所以本文也要对电源电路进行设计，以满足系统的工作要求，LM2575产生的为+5V电压，以下作详细介绍。
人们常用7805稳压块产生5V电压。但7805的一个明显缺点，是当输入电压大于12伏时，发热会很厉害，最大的输入电压也只能到15伏左右。原因在于7805属于线性稳压。即如果输入 12V，就有7V电压是完全的发热浪费掉。解决这个问题的有效方法是改用开关式的电源IC。[9]LM2575的系统主要特性如下：
1. 有3.3、5、12、15伏，及可以调整输出电压的版本可供选择。比如本文介绍的 LM2575 , 就是固定+5V的输出。
2．可调整输出的电压版本输出电压为1.37V到37V (HV版本可达到57V)。 3．最大输出电流为1A。
4．最大输出电压为40V （HV版本可达60V）。 5．只需要4只外围原件。 6．内部振荡频率为52K。
7．TTL关闭功能，待机状态极低功耗。 8．使用高可靠的标准电感 (330uH)。 9．温度及电流限制保护。
10．版本提供增加的测试功能。
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3.4.1 概述
LM2575系列开关稳压集成电路是美国国家半导体公司生产的1A集成稳压电路，它内部集成了一个固定的振荡器，只须极少外围器件便可构成一种高效的稳压电路，可大大减小散热片的体积，而在大多数情况下不需散热片；内部有完善的保护电路，包括电流限制及热关断电路等；芯片可提供外部控制引脚。是传统三端式稳压集成电路的理想替代产品。[10]
该系列分为LM1575、LM2575及LM2575HV三个系列，其中LM1575为军品级产品，LM2575为标准电压产品，LM2575HV为高电压输入产品。每一种产品系列均提供3.3V、5V、12V、15V及可调（ADJ）等多个电压档次产品。除军品级产品外，其余两个系列均提供TO-200直脚、TO-220弯脚、塑封DIP-16脚、表面安装DIP-24脚、表面安装T）-263-5脚等多种封装形式，并分别用后缀T、Flow LB3、N、M、S表示。对于5V输出的LM2575产品，不同的封装形式，其完整表示分别为LM2575T-5.0、LM2575T-5.0 Flow LB03、LM2575N-5、M2575M-5.0、 M2575S-5.0。 3.4.2 引脚图
图3-8是LM2575集成稳压器的两种引脚图： 其引脚功能如下：
1. VIN 稳压电压输入端。
2. OUTPUT 开关电压输出端接电感或快速恢复二极管。 3. GND 公共端。
4. FEEDBACK 反馈输入端。
图3-8 LM2575集成稳压器的两种引脚图
路停止。
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5. ON\\OFF 控制输入端，接公共端时，稳压电路工作；接高电平时，稳压
3.4.3 工作原理
LM2575的内部框图如图3-9所示，该框图对应于TO-220封装的引脚。其中
R1=1kΩ（ADJ时开路），R2分别为1.7kΩ（3.3V）、3.1kΩ（5V）、8.8kΩ（12V）、11.3kΩ（15V）和0（ADJ），可以看出LM2575内含52kHz振荡器、基准电路、热关断电路、
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