单片机课程设计报告-LED点阵显示

1、电气工程学院 微机原理 课程设计设计题目： LED点阵显示 学号： 姓 名： 同 组 人： 指导教师： 设计时间： 2014年3月20日27日 设计地点： 电气学院实验中心 微机原理 课程设计成绩评定表姓 名 学 号课程设计题目： LED点阵显示 课程设计答辩或提问记录：成绩评定依据：课程设计预习报告及方案设计情况（20）：课程设计考勤情况（5）：电路焊接情况（15%）课程设计调试情况（40）：课程设计总结报告与答辩情况（20）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字： 年 月 日 微机原理 课程设计任务书学生姓名： 指导教师： 一、课程设计题目： LED点阵显示二、课程设

2、计要求1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，独立进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；2. 查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真；3. 完成预习报告，报告中要有设计方案，设计电路图，还要有仿真结果；4. 进实验室进行电路调试，边调试边修正方案；5. 撰写课程设计报告最终的电路图、调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。三、进度安排1时间安排序 号内 容学时安排（天）1方案论证和系统设计12完成电路仿真，写预习报告13电路调试34写设计总结报告与答辩2合 计7设计调试地点：电气楼4102执行要求微机原理与接口技术课程成绩80分

3、以上的同学可以自拟题目，其余的同学都是指定题目。，每组不得超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详细电路（包括计算和器件选型）。严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。 目录第一章 系统方案设计 5第二章 仿真 7第三章 调试 11第四章 结论 13第五章 心得体会与建议 13参考文献 14附录：元件清单 15第一章 系统方案设计一、题目要求本次课设的题目要求是：应用51控制器加驱动（74LS245、UA2003或者74LS573）,控制8×8的led点阵显示模块显示数字与文字,显示的内容分为稳定显示和动画显示两种。显示的具体内容为：稳定显示部分为汉字“上”,动画显示为汉字“北京

4、交大”。二、LED点阵原理8×8点阵屏的内部电路原理图如下图所示，点阵有共阴和共阳两个类型，本次课程设计中实验室提供的是共阳极的点阵，下图给出了其内部电路原理及相应的管脚图。 LED点阵的显示方式是按显示编码的顺序，一行一行地显示。对于共阳型的点阵来说，当某一点所在的行对应高电平“1”并且其所在的列对应低电平“0”的时候，这一点就会被点亮。将每一行的显示时间进行一定的延时,由于人的视觉暂留现象，就会感觉到8行LED是在同时显示的。若显示的时间太短，则亮度不够，若显示的时间太长，将会感觉到闪烁。三、单片机控制点阵的原理利用51单片机来控制LED显示汉字，即考虑采用P0口和P2口分别输出

5、行和列的控制信号，经过驱动电路来驱动二极管发光，从而显示不同字形。同计算机一样，单片机控制点阵显示中的数据也是以“0”和“1”代码来表示的。一般地，根据编码的不同，最终会显示出不同的字符。对于8×8点阵来说，一个汉字需要64个点显示，一个字节对应8个点，所以一个汉字需要8个字节来存储。不同的汉字对应着不同的代码，将这些代码放入单片机存储器中，通过逻辑控制，最终可将代码读出到硬件驱动电路上，显示出不同的汉字。下面是本次课程设计要显示的“上”字和“北京交大”的字模代码。DB 01H,11H,11H,11H,0FFH,01H,01H,01H ;上 DB 0AFH,69H,28H,2CH,0

6、EAH,29H,28H,28H ;北DB 0B9H,05AH,18H,3CH,24H,3CH,0FFH,18H ;京DB 0C3H,24H,18H,099H,66H,24H,0FFH,18H ;交DB 81H,42H,24H,18H,18H,0FFH,18H,18H ;大晶振电路74ls245 P0STC89C52P28×8LED点阵复位电路 系统方案设计框图四、程序编写通过汇编语言编程对单片机的控制口进行控制操作，整个程序的详细流程大致如下：（1）PO，P2端口分别清零。为了避免其它的数据影响端口，首先对屏幕进行清屏；（2）输入延时时间，确保每一个字符都能够显示完毕；（3）选中点阵

7、的第一列进行扫描；（4）列选址信号选通，行数据开始输送Table中的数据给P0、P2端口；（5）读取下一列；（6）判断是否显示完一个汉字，若是，则继续下一个汉字；否则，继续读取；（7）当显示完一个汉字后，调用延时，字能够持续显示所设置的时间；（8）判断是否已显示完4个汉字，若是，则跳出；否则，继续下一个汉字的读取。第二章 仿真根据系统设计方案，利用Proteus软件进行电路仿真，电路图如下：源程序如下：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV 40H,#01H MOV 60H,#01HSTART: MOV 30H,#00H MOV DPTR,#TAB2 ;查

8、表地址 MOV R1,#01H MOV R4,#32 ;最后一个字码偏移量DISPLAY1: MOV R5,#5 MOV R3,#8 ;八列DISPLAY2: MOV R2,#00H DISPLAY3: MOV P2,#00H ;清屏 MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR ;查表 CPL A MOV P0,A INC R2 ;显示缓冲区地址加1 MOV A,R1 MOV P2,A ;第一行送“1”，亮 LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY ;延时 RLA MOV R1,A ;左移行 DJNZ R3,DIS

9、PLAY3 ;判断第一个字是否显示完 MOV R3,#8 DJNZ R5,DISPLAY2 INC DPL MOV A,#0FFH MOV P2,A MOV A,P1 JNB ACC.0,SHANG ;如果按键按下则跳转显示静态上字 DJNZ R4,DISPLAY1 LJMP START ;如果没有按键按下且“北京交大”都显示完成 DELAY:MOV R6,#0FFH MOV R7,#0FFH DJNZ R7,$ DJNZ R6,$ RET ;延时子程序SHANG: MOV 30H ,#00H MOV DPTR,#TAB1 MOV R1,#0FEH ;列控制码 MOV R3,#8 ;8列 MO

10、V R4,#100 MOV R5,#5SHANG1: MOV R3,#8 MOV R2,30HSHANG2:MOV P0,#0FFH ;清屏 MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR ;取当前列的显示字的一个字节 MOV P2,A INC R2 MOV A,R1 MOV P0,A ;列控制码 LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY RL A ;列控制码左移，显示下一列 MOV R1,A DJNZ R3,SHANG2 ;判断是否扫描完8 列 MOV A,P2 CJNE A,#0FFH,SHANG3 LJMP SHANG4SHANG3:

11、LJMP SHANG1SHANG4: LJMP MAINTAB1: DB 01H,11H,11H,11H,0FFH,01H,01H,01H ;上TAB2: DB 0AFH,69H,28H,2CH,0EAH,29H,28H,28H ;北 DB 0B9H,05AH,18H,3CH,24H,3CH,0FFH,18H ;京 DB 0C3H,24H,18H,099H,66H,24H,0FFH,18H ;交 DB 81H,42H,24H,18H,18H,0FFH,18H,18H ;大 DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H ;滚动最后的空屏段 END 第三章 调试从实验室领取

12、到了电路板和各种所需器件后，便开始了实物的焊接。首先按照老师的建议，对点阵进行测试，经测试二极管均能点亮，并且得知其管脚排列顺序如下：R5 （标有型号）C8R7 C7C2 R2C3 C1R8 R4C5 C6R6 C4R3 (标有1) R1 实际点阵的管脚图按照仿真电路图和点阵管脚图在电路板上进行布线焊接，完成实物如下：正面图：背面图：经检查，排除了漏焊和虚焊的点之后，焊接全部完成。接下来就是烧程序，经过再次确认仿真源程序无误后，把程序烧进了STC89C52中，插入电路板上的芯片座中，接通电源，观察结果。第一次的结果是功能基本实现，但滚动的“北京交大”四个字是反的，镜像对称的字，经过分析思考，我

13、们改变了读取字模的方向，重新编写了字形表，经过三次改变之后终于得到了正确方向的字。前面方案设计中的就是最终正确的字形码。最后功能都基本成功实现，但动态显示“北京交大”的时候字的亮度不够，并且亮度不同，比如“大”字的一横就比较暗，而其他部分比较亮，经过分析思考，得出以下几点：（1）二极管的保护电阻采用的是330，相对较大，限制了电流，使二极管的亮度较低；（2）不是程序延时的问题，经过几次试验，改变延时会改变字的滚动速度，并且程序中设计的每个点延时时间长度相同，而实际问题是不同点的亮度不同；（3）考虑是驱动的问题，因为电路中我们只在PO口接了排阻和74ls245驱动，而P2口并没有驱动，而是直接连

14、接点阵管脚，而出现的问题也恰好是行较亮而列较暗。 综合以上分析，我们在P2口加上了排阻，观察到列的亮度整体有所提高，由于最初布线没有考虑在P2口加74ls245驱动，所以最终没能有空间给74ls245。以下是我们改进后的系统结构框图： 第四章 结论本次课设我们利用STC89C52单片机芯片，设计了电路来通过P0口和P2口输出控制信号从而控制8×8LED点阵显示静态“上”字和滚动显示“北京交大”四个字，主程序滚动显示，当有按键按下时，跳转子程序显示静态的“上”字，功能基本成功实现，静态“上”字显示稳定清晰明显，但滚动显示的亮度不够，并且各点亮度有所差别，最终分析原因为列控制口未加排阻和

15、74ls245驱动，经处理效果有所改善。8×8LED点阵排阻74ls245 P0STC89C52P2晶振电路排阻74ls245复位电路 改进后的系统结构框图 第五章 心得体会与建议 经过一个星期的单片机课程设计，我有了很大的收获。首先，也是最大的收获，就是让我加深了对单片机的掌握和理解与应用。修了单片机这门课，学习了理论知识，尽管也做了实验，但也仅仅是在实验箱上进行的。如果没有这次课设，我不会知道什么叫点阵，什么叫烧芯片，怎么烧芯片，也不会知道单片机到底是怎样控制点阵，怎样应用在生活中的。所以说这次课设真的让我收获很大。并且我十分喜欢焊电路板，觉得通过自己的手把各种器件焊在板子上，思

16、考怎样能最完美的布线，就像小朋友玩积木一样，最终拼出一件整齐干净美观的作品，看着就高兴，然而没有功能的板子就像不会眨眼睛的布娃娃，当我为她编入程序通上电源，她才有了灵魂，看到字形闪动的那一刻真是太有成就感了！最后验收的时候我真的不舍得把她交给老师！同时我又一次感受到了合作与交流的重要性，一个人思考可能要花上一星期的事，两个人一起讨论就快得多了。我和我的同组人彭亮同学一起努力，从设计电路到仿真编程，再到焊板子，都合作的很愉快，尤其是在焊板子的时候我们配合的十分默契，轮流操作，有时候元件放不稳不好焊，就两人齐上阵，一个人用镊子扶住管脚，另一个人来焊接。就这样最后可以说是成功完成了这次课程设计。另外，我要感谢各位同学无私资助我焊锡。最后十分感谢老师的指导和点拨，让我懂得了科研要善于思考，追求严谨，认真解决问题，才会有更多的收获，谢谢老师！O(_)O 参考文献1胡汉才，单片机原理及其接口技术（第3版），清华大学出版社2王浩然，秦会斌，LED点阵屏显示单元的设计与驱动控制，电子器件，20103周诗虎，单片机控制LED点阵显示屏，科技信息，20084杨富强，朱利强，基于单片机的LED点阵动态显示系统，工