点阵LED显示设计单片机实验论文(共15页)

1、 课 程 设 计 报 告课程名称 点阵(din zhn)LED显示设计 系 别： 物理(wl)与电气工程学院专业(zhuny)班级： 电气工程及其自动化学 号： 131103049 姓 名： 魏道福 马江峰 贾永波 完成日期： 2015-12-3 指导老师： 李研达 一、绪论(xln)单片机（Single-Chip-Microcomputer）又称微控制器（Microcontroller），最基本的结构是将CPU和计算机外围(wiwi)功能单元，如存储器、I/O口、定时器/计数器、中断系统等集成在一个芯片上构成的。虽然单片机只是一个芯片，但无论从成还是功能上来看，它都具有了微机系统的特征。1.

2、AT89C52单片机简介(jin ji)AT89C52是一个低电压，高性能 HYPERLINK /view/22318.htm t /_blank CMOS8位 HYPERLINK /view/1012.htm t /_blank 单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的 HYPERLINK /view/7641.htm t /_blank Flash只读 HYPERLINK /view/421016.htm t /_blank 程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（ HYPERLINK /view/3558.htm t /_blank RAM），器件采用 HYPERLINK

3、 /view/110906.htm t /_blank ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51 HYPERLINK /view/178189.htm t /_blank 指令系统，片内置通用8位 HYPERLINK /view/14045.htm t /_blank 中央处理器和Flash HYPERLINK /view/1223079.htm t /_blank 存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出(I/O)端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2 个

4、读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。AT89C52有DIP、TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。2.主要工作任务本文的设计是单片机系统基本模块的一部分，即利用单片机驱动显示屏工作。其中点阵行扫描由单片机直接驱动，列扫描由单片机驱动的74LS245直接驱动，通过程序写入代码从而实现点阵的显示。这部分电路在单片机的学习中很重要，我们要知道点阵的显示原理，了解行扫描和列扫描是怎么一回事，以及用什么来驱动行扫描和用什么来驱动列扫描，这里我们使用了7

5、4ls245来驱动列扫描，通过这个设计，我们可以更加明白74ls245的使用方法以及它的一些功能特性。对点阵显示屏及其他的一些显示屏也能有更多的了解。方案(fng n)静态显示方式(fngsh)：当显示器显示某一字符的时候，发光二极管的位选始终被选中。在这种方式里，每一个LED数码管显示器都需要一个8位的输出口进行控制。但是单片机本身提供的I/O口却是有限的，实际使用中，通常通过扩展I/O口的形式解决输出口数量不足的问题。静态显示主要的优点是显示稳定，在发光二极管导通电流一定的情况下显示器的亮度大，系统运行(ynxng)过程中，在需要更新显示内容时，CPU才去执行显示更新子程序，这样既节约了C

6、PU的时间，又提高了CPU的工作效率。其不足之处是占用硬件资源较多，每个LED数码管需要独占8条输出线。随着显示器位数的增加，需要的I/O口线也将增加。1.系统硬件电路的设计硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。2.总体设计图2-2 显示屏电路框图如图2-1所示，本产品拟采用以AT89C52单片机为核心芯片的电路来实现，主要由AT89C52芯片、电源、行驱动器、列驱动器、8x8 LED点阵5部分组成。从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些(zhxi)图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各

7、个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式采用扫描方式进行显示时，每一行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按8位一个字节的形式顺序排放。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以(ky)采用并列方式或串行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并列传输的方案是不可取的。（1）系统硬件(yn jin)选择由图2-2可知此次设计的硬件选择如下：AT89C52芯片、LED、74LS245、晶振、红外接收器、电阻等一些单片机外围应

8、用电路组成。（2）硬件电路实现经分析本设计的电路原理图如下图2-3所示图2-3 88点阵显示原理图3.单片机系统及外围电路单片机采用AT89C52或其兼容系列芯片，采用11MHZ晶振，以获得较高的刷新频率，时期显示更稳定。单片机的串口与列驱动器相连，用来显示数据。P1口低4位与行驱动器相连，送出行选信号；P1.5P1.7口则用来发送控制信号。P0口和P2口空着，在有必要的时候可以扩展系统的ROM和RAM。88的点阵显示屏的硬件原理图如图所示（在附录A）。（1）列驱动(q dn)电路列驱动电路(dinl)有集成芯片(xn pin)74LS245构成。74LS245是我们常用的芯片，它是8路同相三

9、态双向总线收发器，可双向传输数据。74LS245还具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。当8051单片机的P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器。（2）行驱动器行驱动直接用单片机p1接口驱动，由P1.0P1.7驱动点阵第一到第八行。4.系统程序的设计显示屏软件的主要功能是向屏体提供显示数据，并产生各种控制信号，使屏幕按设计的要求显示。根据软件分层次设计的原理，可以把显示屏的软件系统分为两层；第一层是底层的显示驱动程序，第二层是上层的系统应用程序。显示驱动程序负责向屏体送显示数据，并负责产生行扫描信号和其他控制信号，配合完成LED显示屏的扫描显示工

10、作。显示驱动器程序由定时器T0中断程序实现。系统应用程序完成系统环境设置（初始化）、显示效果处理果处理等工作，由主程序来实现。从有利于实现较复杂的算法（显示效）和有利于程序结构化考虑，显示屏程序适宜采用C语言编写。（1）显示驱动程序显示驱动程序在进入中断后首先要对定时器T0重新赋初值，以保证显示屏刷新率的稳定，2-5为显示驱动程序（显示屏扫描函数）流程图。定时器赋初值读取行号并增加1送新行显示数据消 隐切换显示数据发送新行号，打开显示退出中断 图2-5 显示(xinsh)驱动程序流程图（2）系统(xtng)主程序本文(bnwn)设计的系统软件能使系统在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，

11、可显示图形和文字，显示图形和文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。系统主程序开始以后，首先是对系统环境初始化，包括设置串口、定时器、中断和端口；然后出现数字9，当红外接收器接收到开始信号时，开始倒计时，最后以0结束.5.单个点阵显示基本原理一般的点阵都是8*8的，即横竖都有8个发光二极管，观察二极管正负极，我们可以很容易发现，如果赋予P0=0 xff；P2=0 x00；那么所有的发光二极管将被点亮，从而点阵就可以实现全亮。类似的，如果需要实现某一列或者某一行全亮，也可以进行类似的赋值。比如，我们要实现第一列全亮，第一列全亮就要求P20=0;其他为1，则代码为P0=0

12、 xff；P2=0 xfe；但是如果需要让点阵显示一个字符的话，上述赋值则不能达到目的，这里，我们需要先知道扫描的概念。所谓扫描，就是每隔一个时间段，发送一组代码，当然，这个时间段要足够小。由于(yuy)人眼有视觉暂留效应，人的肉眼无法分辨，因此，经过多次扫描，点阵上就能稳定的显示一个字符。那么程序上如何实现扫描呢？扫描包括行扫描和列扫描，我们可以任意使用其中一种。假设我们使用行扫描，就是首先令P07为1，即P00=0 x80；然后观察在这一行上有哪些二极管被点亮，点亮的那一列所对应的端口就为0，不亮的就为1，记下此时P2数值，短暂延时过后，令P06=1，即P00=0 x40；然后观察在这一行

13、上有哪些二极管被点亮，点亮的那一列就为0，不亮的就为1，记下此时P2数值，同理如此重复下去，直到P00=0 x01；那么(n me)所有的P0和P2的数值就构成了两个长度为8的数组，我们可以在程序中每个一段时间按顺序发送一组代码，只要时间段足够短，那么我们就可以在点阵上看到稳定的字符了。三、过程(guchng)论述1.取得代码。现在针对点阵的取字模软件很多，我们只需要打开软件，写入需要取字模的字，然后注意取字模的顺序，是横向还是纵向就行了。我们这里采用纵向取模，设置字模为C51格式。这样当写入的字确定后，我们就可以直接复制字模到程序中来实现相应功能。如“9”的字模就为：0 x0,0 x3C,0

14、 x24,0 x24,0 x3C,0 x4,0 x4,0 x3C,.实现(shxin)倒计时和中断(zhngdun)while(1) for(i=0;i19) time1_num=0; num- ; if(num 0) num = 9; 五、结论本次设计(shj)的基于单片机的8*8点阵的循环显示经测试仿真结果良好，。有时会出现字符显示不完整的现象，我认为这是程序在时间的控制上做的不够(bgu)好。但程序思想还是很正确的，电路也很容易就看明白了。在最后的硬件设计时，我们要认真画原理图和PCB，尤其是在PCB布线时，我们要考虑板子的大小要适宜，太大了会浪费资源，太小了对于元件就不好摆放，还要注意

15、元件的摆放位置要适宜布线，不要造成多处飞线的情况，最后，还要设置线宽，线太细的话容易断。最后再完成调试检测工作。通过这次的设计(shj)，我明白了点阵的工作原理，对单片机以及其他外部器件有了更深的理解，对市场上的元器件价格有了了解，也对各式各样的点阵广告牌等电子显示屏的工作原理有了更深的认识同时，在考虑问题方面对于这部分的设计一定要结合所有的部分综合考虑，在我们初始设计的时候就应该有大致的整体框架。致谢(zh xi)本论文(lnwn)是在我的指导老师李研达讲师(jingsh)的亲切关怀和悉心指导下完成的。感谢李老师对本论文从选题、构思、资料收集到最后定稿的各个环节给予细心的指引和教导，使我对于

16、单片机的8*8点阵显示设计有较好的认识，并最终得以完成课程实践。对此我表示衷心的感谢。李老师严谨的治学态度、渊博的知识、敏锐的学术思维、精益求精的工作态度、积极进取的科研精神以及诲人不倦的师者风范是我学习的楷模，此外还得到其他众多老师的关心支持和帮助，在此，谨向老师们致以衷心的感谢和崇高的敬意!最后，我要向在百忙之中抽时间对本文进行审阅、评议和参加本人论文答辩的各位老师表示衷心的感谢！参考文献【1】李全利. 单片机原理(yunl)及接口技术. 高等教育出版社【2】钟洪声. 电子电路设计(shj)技术基础. 电子科技大学出版社【3】谭浩强. C语言设计(shj). 清华大学出版社附录相关源程序#

17、include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define Imax 14000#define Imin 8000#define Inum1 1450#define Inum2 700#define Inum3 3000uchar idata Im4=0 x00,0 x00,0 x00,0 x00;sbit D1 = P10 ;sbit D2 = P11 ;uchar f;unsigned long m,Tc;uchar IrOK;uchar time1_num;char num = 9 ;uchar code dat

18、ashuzi80=0 x0,0 x3C,0 x24,0 x24,0 x24,0 x24,0 x24,0 x3C, / 0 0 x0,0 x4,0 x4,0 x4,0 x4,0 x4,0 x4,0 x4,/ 10 x0,0 x3C,0 x4,0 x4,0 x3C,0 x20,0 x20,0 x3C, / 2 0 x0,0 x3C,0 x4,0 x4,0 x3C,0 x4,0 x4,0 x3C, / 30 x0,0 x24,0 x24,0 x24,0 x3C,0 x4,0 x4,0 x4, / 40 x0,0 x3C,0 x20,0 x20,0 x3C,0 x4,0 x4,0 x3C, / 50

19、x0,0 x3C,0 x20,0 x20,0 x3C,0 x24,0 x24,0 x3C,/ 60 x0,0 x3C,0 x4,0 x4,0 x4,0 x4,0 x4,0 x4,/70 x0,0 x3C,0 x24,0 x24,0 x3C,0 x24,0 x24,0 x3C,/ 80 x0,0 x3C,0 x24,0 x24,0 x3C,0 x4,0 x4,0 x3C, / 9 ;uchar code tabwx=0 x80,0 x01,0 x02,0 x04,0 x08,0 x10,0 x20,0 x40;/*延时子程序*/void delayms(unsigned int xms)unsigned char i;while(xms-)for(i=125;i0;i-);/按键(n jin)扫描void keyscan()if(IrOK=1) /解码(jim)成功switch(Im