课程设计说明书(点阵LED图文显示屏)

1、 嵌入式系统原理 课程设计说明书题 目： 点阵LED图文显示屏的设计 院 （系）： 计算机与电子系 专业班级： 电子0902 学生姓名： 万升 学 号： 20091185060 指导教师： 黄向宇 20 11 年 12 月 30 日至20 12 年 1 月 13 日华中科技大学武昌分校制 嵌入式系统原理 课程设计任务书一、设计题目点阵LED图文显示屏的设计二、设计主要内容（1） 广泛查找文献资料，认真研究，反复论证，精心设计技术方案。（2） 严格遵守各项纪律，勤奋学习，认真思考，敢于挑战困难并勇于创新。（3） 采用单片机作为控制核心，采用多块8x8点阵LED模块级联构成图文显示屏，能滚动显示显

2、示图形和文字。（4） 设计矩阵键盘或独立按键进行显示功能控制，要求可以通过键盘输入来选择显示内容、图形和文字的静止左移或右移的功能、左移或右移的频率等。（5） 显示图形和文字应清晰稳定无串扰，LED显示屏各点的亮度要均匀、充足。（6） 分析结果，独立撰写设计总结报告陈述自己的观点，格式应严格遵守学校规范。内容尽量翔实，其中必须要有自己独立的见解和认识。三、原始资料硬件资源：面包板或万用板、8*8LED点阵模块、PC机、烧片器、可调电源、数字示波器。文件：实验室元器件清单、课程设计管理方法、设计任务书、实验指导书。四、要求的设计成果（1）采用单片机作为控制核心，在万用板上采用多块8x8点阵LED

3、模块级联构成图文显示屏，能滚动显示图形和文字。（2）撰写课程设计说明书，要求简洁、通顺，格式规范，设计方案正确，实现技术路线明确，论述内容完整、清楚、规范，数据、资料真实可靠，软件程序运行良好。（3）要求有完整的电路设计原理图及软件源代码。五、进程安排（1）第 1 天：任务布置及相关知识讲解（2）第2-3天：资料查阅与方案制定（3）第4-8天：硬件设计、程序编制与调试阶段（4）第 9 天：撰写设计报告（5）第 10 天：答辩与考核阶段六、主要参考资料1 杨欣. 51单片机应用实例详解. 北京：清华大学出版社，20102 陈君霞，黄跃华. 大屏幕LED点阵显示系统. 可编程控制器与工厂自动化20

4、07，(3)3 段晨东. 单片机原理与接口技术. 北京：清华大学出版社，20084 戴佳. 51单片机C语言应用程序设计实例精讲（第二版）.北京：电子工业出版社，20085 边春元. C51单片机典型模块设计与应用. 北京：机械工业出版社，20086 侯坤，徐志永. MCS-51控制的LED点阵显示系统. 科技情报开发与经济. 2006，(16)指导教师（签名）： 20 年 月 日目 录1.设计概述 页码1.1设计目的与意义 页码1.2系统功能要求 页码2.方案设计 页码2.1设计思路 页码2.2设计选材 页码2.3点阵显示 页码3.硬件设计部分及功能 页码3.1最小系统3.2电路仿真图3.3

5、电路焊接4.软件设计部分及功能页码4.1程序初步思路4.2具体功能程序4.2.1独立按键识别程序4.2.2点阵的显示程序4.2.3点阵的左移程序4.2.4总体功能程序5.设计总结1.设计概述1.1设计目的与意义点阵LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。它具有亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定的众多优点。因此通过点阵显示屏的设计能非常好地将所学知识与实际应用结合起来，同时还能加强动手实践能力，为今后的工作打下扎实的基础。除此之外，这次的课程设计使我自己的

6、设计思想有了深刻的体会和变化，感觉到真是一份耕耘一分收获。1.2系统功能要求采用单片机作为控制核心，采用多块8x8点阵LED模块级联构成图文显示屏，能滚动显示显示图形和文字。设计矩阵键盘或独立按键进行显示功能控制，要求可以通过键盘输入来选择显示内容、图形和文字的静止左移或右移的功能、左移或右移的频率等。显示图形和文字应清晰稳定无串扰，LED显示屏各点的亮度要均匀、充足。 2.方案设计2.1设计思路采用四个8*8的点阵级联制作成一个6*16的点阵，单片机选用STC89C52,16*16的点阵有16条行选择线和16条列选择线，而单片机STC89C52的P0，P1，P2，P3总共可提供32个输出，而

7、后面IO口还要连接键盘，所以，不能够将行选与列选线都直接连在32个输出上，为节省端口，选用一个74LS154，即四十六线译码器，这样只需将单片机的四个输出与译码器的四个输入相连就可应控制16条线，扫描采用列扫描，所以译码器的16个输出与16条列选择线相连，而P1，P2与16条行选择线相连，因为点阵实际上是发光三极管的相连，要同时驱动多个发光三极管需要一定的电流，而单片机的一个引脚输出电流还不足够驱动多个发光三极管所以需要一个驱动电路，驱动电路可以用三极管的放大作用，也可以用反相器，本次实验中选用反相器。综上所述，需要的器材有一片STC89C52芯片，一片74LS154芯片，反相器选择74LS0

8、4，一个74LS04可以连接六条行选择线，所以需要三个74LS04，单片机的P1口还要连接一个排阻，同时为方便连线需要排阵和排插，还需要导线若干，最后还需要电木板两块，一块板子上焊接最小系统及外围的电路，一块板子上焊接点阵，两块板子使用排插和导线相连。2.2设计选材1. 万用电木板，2片；2. STC89C52芯片，1片；3. 74LS154芯片，1片；4. 74LS04芯片，3片；5. 40脚插座（配合STC89C52）一个，14脚插座3个（配合74LS04），24脚插座1个（配合74LS154）；6. 排阻1个；7. 排针，排插，导线若干；8. 8*8点阵4个。2.3点阵显示通过4个8*8

9、的的点阵级联形成一个16*16的点阵8*8的点阵的相关资料与引脚如图1图1由上图可以知道点阵的行线与列线引脚不是按顺序排列的，也不是单独在一边。所以连接要特别注意，级联的方式：将4个点阵按同一顺序排成一个大的16*16点阵。横向行线引脚相连，竖向列线引脚相连。3.硬件设计部分及功能3.1最小系统最小系统在整个电路中是极其重要的，最小系统如果出现问题，会导致整个电路出现严重问题，使真个电路完全不能工作。制作一个单片机最小系统，达到如下基本要求： 1.具有上电复位和手动复位功能。2.使用单片机片内程序存储器。3.具有基本的人机交互接口。按键输入、LED显示功能。4.具有一定的可扩展性，单

10、片机I/O口可方便地与其他电路板连接。最小系统需要具备复位电路，时钟电路，电源；最小系统电路图如图2所示:图2 3.2电路仿真图图33.3电路焊接 根据上面的电路模块将各个模块焊接起来。每焊接好一个模块就要将模块的功能测试一下，看一看这个模块的功能是否正常，如果不正常要马上检查，直到确认功能正常再焊接下一个模块，最后将所有的模块连接起来，形成整体的电路，再检查整体的功能是否正常，为下一步软件测试打下基础，相对来说这样的焊接方法可以节省很多的时间。4.软件设计部分及功能4.1程序初步思路实验的要求是采用单片机作为控制核心，采用多块8x8点阵LED模块级联构成图文显示屏，能滚动显示显示图形和文字。

11、设计矩阵键盘或独立按键进行显示功能控制，要求可以通过键盘输入来选择显示内容、图形和文字的静止左移或右移的功能、左移或右移的频率等。要显示图文就要不断地对点阵进行扫描，所以必须要有一个显示的函数，不断对行列进行扫描，但这样还只能够现实显示固定的图文，不能够显示动态的图文，要显示动态的图文，还要设计一个数据的缓冲区，通过按一定的规律不断地改变缓冲区内部的数据，再通过数据的扫描就可以显示出动态的图文，而如果要用键盘控制显示内容、图形和文字的静止左移或右移的功能、左移或右移的频率等，可以将键盘连接在单片机的P3口，通过不断查询的方式来接受控制显示信号。4.2具体功能程序4.2.1独立按键识别程序原理/

12、独立键盘的识别程序 #include<reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intsbit P24=P24;sbit P30=P30;sbit P31=P31;sbit P32=P32;/位重新定义void delay(uint i);uchar keydect(void);void main(void)while(1)P0=0xf0|keydect();void delay(uint i)while(i-);/独立键盘检测函数uchar keydect(void)uchar keytemp=0;P24=0

13、;/电路中将P24电平拉低if(P2&0x0f)!=0x0f)keytemp=P2&0x0f;delay(2000);/延时消抖if(P2&0x0f)=keytemp)return(keytemp);elsereturn(0xff);return(0xff);4.2.2点阵的显示程序void display(uchar * dat)uchar i;for(i=0;i<16;i+)P2=*dat+;P0=*dat+;delay(3);P1=i;delay(200);P1=0xff;4.2.3点阵的左移程序void moveleft(uint row)/uchar d

14、iaplaybuff32;uchar i;row=row*2;for(i=0;i<32;i+)if(row+1>maxrow)displaybuffi=displaydatarow+1-maxrow;else displaybuffi=displaydatarow+i;4.2.4点阵的上移程序void moveup(beginrow)uchar i,step;uint tmp;tmp=beginrow/16;step=beginrow%16;for(i=0;i<32;i=i+2)if(step<8) displaybuffi=(displaydatatmp*32+i&l

15、t;<step)| (displaydatatmp*32+i>>(8-step); displaybuffi+1=(displaydatatmp*32+i+1<<step)| (displaydatatmp*32+i+32>>(8-step);else displaybuffi=(displaydatatmp*32+i+1<<(step-8)| (displaydatatmp*32+i+32>>(16-step); displaybuffi+1=(displaydata(tmp+1)*32+i<<(step-8)|

16、(displaydatatmp*32+i+1>>(16-step); 4.2.5整体的程序#include<reg52.h>#defineuchar unsigned char#define uint unsigned int#define SEL P1 /行选线，P3 低四位#define UP8 P0 /点阵文字上8行IO#define DOWN8 P2 /点阵文字下8行IOuint k;uint count=1;uint keyvalue0;uint keyvalue1;sbit P31=P31;sbit P30=P30;uchar maxrow=160;ucha

17、r speed=8;uchar displaybuff32;uchar code hanzi32,hanzi132,hanzi232,hanzi332;uchar code hanzi432,hanzi532,hanzi632;uchar code fuhao32,fuhao132,fuhao232;uchar code displaydata= 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07,0xE0,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x00,0x80,0x77,0x77,0x77,0x77,0x77,0x77,0x77,0x77,0x07,

18、0x60,0xFF,0x7F,0xFF,0x0F,0xFF,0xFF,/*"电",0*/0x7F,0xFF,0x7D,0xFF,0x7D,0xFF,0x7D,0xFF,0x7D,0xFF,0x7D,0xBF,0x7D,0x7F,0x1D,0x80,0x5D,0xFF,0x6D,0xFF,0x75,0xFF,0x79,0xFF,0x7D,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0xFF,0xFF,/*"子",0*/0xDB,0xF7,0xDB,0xF9,0x5B,0xFE,0x01,0x00,0x5C,0xFF,0xDD,0xFE,0xFF,0x

19、FB,0xDD,0xFB,0x33,0xFB,0xFF,0xFB,0xFF,0xFB,0x00,0x00,0xFF,0xFD,0xFF,0xFD,0xFF,0xFD,0xFF,0xFF,/*"科",0*/ 0xBF,0xFB,0xCF,0xFB,0xEE,0xFB,0x69,0xFB,0x6F,0xFB,0x6F,0xBB,0x6E,0x7B,0x69,0x81,0x6F,0xF9,0x6F,0xFA,0x67,0xFB,0xEB,0xFB,0xEC,0xFB,0xAF,0xFB,0xCF,0xFB,0xFF,0xFF,/*"学",1*/0xFF,0xF

20、7,0xFF,0xF7,0x1F,0xF7,0x60,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xB7,0x77,0x7F,0x77,0xBF,0x77,0xC0,0xF7,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,/*"与",2*/ 0xEF,0xFB,0xEF,0xBB,0xEF,0x7D,0x00,0x80,0xEF,0xFE,0x6F,0x7F,0xF7,0x7F,0x77,0xBF,0x77,0xBC,0x77,0xD3,0x00,0xEF,0x77,0xD7,0x77,0xB

21、9,0x77,0x7E,0xF7,0x7F,0xFF,0xFF,/*"技",3*/ 0xFF,0xEF,0xEF,0xF7,0xEF,0xFB,0xEF,0xFD,0xEF,0xFE,0x2F,0xFF,0xCF,0xFF,0x00,0x00,0xCF,0xFF,0x2F,0xFF,0xED,0xFE,0xE3,0xFD,0xEF,0xFB,0xEF,0xF7,0xFF,0xEF,0xFF,0xFF,/*"术",4*/0xFF,0xFF,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0x07,0xC0,0x07,0xC0,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF

22、,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xCF,0xFF,0xF7,0xFF,0xFF,/*"L",0*/0xFF,0xFF,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0x07,0xC0,0x07,0xC0,0x77,0xDF,0x77,0xDF,0x77,0xDF,0x77,0xDF,0x77,0xDF,0x77,0xDF,0x17,0xDC,0xF7,0xCF,0xE7,0xCF,0xEF,0xF7,0xFF,0xFF,/*"E",1*/0xFF,0xFF,0

23、xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0x07,0xC0,0x07,0xC0,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0xE7,0xCF,0xEF,0xEF,0xCF,0xE7,0x1F,0xF0,0x3F,0xF8,0xFF,0xFF;void delay(uchar delaytime)while(delaytime-);void option1(void)uchar i;uint j;uint value=1;uchar code hanzi= 0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x07,0xE0,0x77,0xF7,0x

24、77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x00,0x80,0x77,0x77,0x77,0x77,0x77,0x77,0x77,0x77,0x07,0x60,0xFF,0x7F,0xFF,0x0F,0xFF,0xFF;/*"电",0*/uchar code hanzi1=0x7F,0xFF,0x7D,0xFF,0x7D,0xFF,0x7D,0xFF,0x7D,0xFF,0x7D,0xBF,0x7D,0x7F,0x1D,0x80,0x5D,0xFF,0x6D,0xFF,0x75,0xFF,0x79,0xFF,0x7D,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,

25、0xFF,0xFF,0xFF;/*"子",0*/uchar code hanzi2=0xDB,0xF7,0xDB,0xF9,0x5B,0xFE,0x01,0x00,0x5C,0xFF,0xDD,0xFE,0xFF,0xFB,0xDD,0xFB,0x33,0xFB,0xFF,0xFB,0xFF,0xFB,0x00,0x00,0xFF,0xFD,0xFF,0xFD,0xFF,0xFD,0xFF,0xFF;/*"科",0*/ uchar code hanzi3=0xBF,0xFB,0xCF,0xFB,0xEE,0xFB,0x69,0xFB,0x6F,0xFB,

26、0x6F,0xBB,0x6E,0x7B,0x69,0x81,0x6F,0xF9,0x6F,0xFA,0x67,0xFB,0xEB,0xFB,0xEC,0xFB,0xAF,0xFB,0xCF,0xFB,0xFF,0xFF;/*"学",1*/uchar code hanzi4=0xFF,0xF7,0xFF,0xF7,0x1F,0xF7,0x60,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xF7,0x77,0xB7,0x77,0x7F,0x77,0xBF,0x77,0xC0,0xF7,0xFF,0xFF,0xFF,0xF

27、F,0xFF;/*"与",2*/ uchar code hanzi5=0xEF,0xFB,0xEF,0xBB,0xEF,0x7D,0x00,0x80,0xEF,0xFE,0x6F,0x7F,0xF7,0x7F,0x77,0xBF,0x77,0xBC,0x77,0xD3,0x00,0xEF,0x77,0xD7,0x77,0xB9,0x77,0x7E,0xF7,0x7F,0xFF,0xFF;/*"技",3*/ uchar code hanzi6=0xFF,0xEF,0xEF,0xF7,0xEF,0xFB,0xEF,0xFD,0xEF,0xFE,0x2F,0x

28、FF,0xCF,0xFF,0x00,0x00,0xCF,0xFF,0x2F,0xFF,0xED,0xFE,0xE3,0xFD,0xEF,0xFB,0xEF,0xF7,0xFF,0xEF,0xFF,0xFF;/*"术",4*/uchar code fuhao=0xFF,0xFF,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0x07,0xC0,0x07,0xC0,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xDF,0xFF,0xCF,0xFF,0xF7,0xFF,0xFF;/

29、*"L",0*/uchar code fuhao1=0xFF,0xFF,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0x07,0xC0,0x07,0xC0,0x77,0xDF,0x77,0xDF,0x77,0xDF,0x77,0xDF,0x77,0xDF,0x77,0xDF,0x17,0xDC,0xF7,0xCF,0xE7,0xCF,0xEF,0xF7,0xFF,0xFF;/*"E",1*/uchar code fuhao2=0xFF,0xFF,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0x07,0xC0,0x07,0xC0,0xF7,0xDF,0xF7,0x

30、DF,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0xF7,0xDF,0xE7,0xCF,0xEF,0xEF,0xCF,0xE7,0x1F,0xF0,0x3F,0xF8,0xFF,0xFF;/*"D",2*/while(count)while(value)for(j=0;j<k;j+)for(i=0;i<16;i+)P0=hanzii*2;P2=hanzii*2+1;P1=i;delay(220);P1=0x9f;value=0;value=1; while(value)for(j=0;j<k;j+)for(i=0;i<16;i+)P0=hanzi1i*

31、2;P2=hanzi1i*2+1;P1=i;delay(220);P1=0x9f;value=0;value=1;while(value)for(j=0;j<k;j+)for(i=0;i<16;i+)P0=hanzi2i*2;P2=hanzi2i*2+1;P1=i;delay(220);P1=0x9f;value=0;value=1;while(value)for(j=0;j<k;j+)for(i=0;i<16;i+)P0=hanzi3i*2;P2=hanzi3i*2+1;P1=i;delay(220);P1=0x9f;value=0;value=1;while(val

32、ue)for(j=0;j<k;j+)for(i=0;i<16;i+)P0=hanzi4i*2;P2=hanzi4i*2+1;P1=i;delay(220);P1=0x9f;value=0;value=1;while(value)for(j=0;j<k;j+)for(i=0;i<16;i+)P0=hanzi5i*2;P2=hanzi5i*2+1;P1=i;delay(220);P1=0x9f;value=0;value=1;while(value)for(j=0;j<k;j+)for(i=0;i<16;i+)P0=hanzi6i*2;P2=hanzi6i*2+

33、1;P1=i;delay(220);P1=0x9f;value=0;value=1;count-;while(value)for(j=0;j<k;j+)for(i=0;i<16;i+)P0=fuhaoi*2;P2=fuhaoi*2+1;P1=i;delay(220);P1=0x9f;value=0;value=1; while(value)for(j=0;j<k;j+)for(i=0;i<16;i+)P0=fuhao1i*2;P2=fuhao1i*2+1;P1=i;delay(220);P1=0x9f;value=0;value=1;while(value)for(j=

34、0;j<k;j+)for(i=0;i<16;i+)P0=fuhao2i*2;P2=fuhao2i*2+1;P1=i;delay(220);P1=0x9f;value=0;value=1;/独立键盘检测函数/*uchar keydect0(void) uchar keytemp=0;/P24=0;/电路中将P24电平拉低if(P31&&1)!=1)keytemp=P31&&1;delay(2000);/延时消抖if(P31&&1)=keytemp)return(keytemp);elsereturn(1);return(1);*/uns

35、igned char code FontData 532 = /*- 文字: 生 -*/*- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 -*/0xff,0x7f,0xef,0x3f,0xef,0x7f,0xef,0x77,0xe0,0x03,0xdf,0x7f,0xdf,0x7f,0xbf,0x77,0x60,0x03,0xff,0x7f,0xff,0x7f,0xff,0x7f,0xff,0x7f,0xff,0x7b,0x80,0x01,0xff,0xff,/*- 文字: 日 -*/*- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 -*/0xff,0xff,0xe0,0x

36、0f,0xef,0xef,0xef,0xef,0xef,0xef,0xef,0xef,0xe0,0x0f,0xef,0xef,0xef,0xef,0xef,0xef,0xef,0xef,0xef,0xef,0xe0,0x0f,0xef,0xef,0xff,0xff,0xff,0xff,/*- 文字: 快 -*/*- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 -*/0xdf,0x7f,0x2f,0x7f,0xdf,0x7f,0xc8,0x07,0x57,0x77,0x57,0x77,0x5f,0x77,0xd0,0x01,0xdf,0x7f,0xde,0xbf,0xde,0xbf,0xde,0xdf,0xdd,0xef,0xdd,0xe7,0xdb,0xf1,0xd7,0xfb,/*- 文字: 乐 -*/*- 宋体12; 此字体下对应的点阵为：宽x高=16x16 -*/0xff,0xcf,0xef,