LED阵列数字显示屏设计

目录一、课程设计目的二、课程设计正文2.1总体论述2.2方案选型2.2.1总体方案各单元电路方案及集成电路2.3程序代码设计三、系统实现与测试-7-四、课程设计总结五、参考文献LED阵列的数字显示屏设计一、课程设计目的LED是发光二极管LIGHTEMINTTINGDIODE的英文缩写，是一种直接能将电能转化为可见光的半导体。LED点阵是由发光二极管排列组成的显示器件，在日常生活中随处可见，其发光类型属于冷光源，效率及发热量是普通发光器件难以比较的。它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、本钱低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、可靠耐用、应用灵活、平安、响应时间短、绿色环保、控制灵活等特点。在日常生活中，我们会经常用到LED数码显示管组成的电子器件，用以显示我们想要的数据。因此制作一个驱动LED数码显示的电路是很有实际意义的。二、课程设计正文2.1总体论述本次设计题目：LED阵列的数字显示屏设计技术设计要求：①器件选择：利用单片机8*8LED阵列等器件设计②系统电路的设计：正确设计单片机控制电路及外围驱动电路，在一块8x8共阳极LED阵列上显示数字③显示方式：LED阵列显示屏能正常显示数字并能进展09数字的循环显示〜2.2方案选型总体方案限_______________图阵列的数字显:驱原理框图2.2.章0i屏数LEDK码片元电路方案及集成路路设显2.2.机r-9C51单片机控制电路示控输制出电图⑵51片机控制电路图AT89电骚限路流电MCS51兼容路10年数据保存时间：全静态工作：0Hz〜24Hz三级程序存储器锁定一个8位微处理器CPU4KB部程序存储器，最大可扩大至64KB8个126Bytes部数据存储器，最大可扩大至64KB32根可编程I/O线片振荡器和时钟电路低功耗的闲置和掉电模式具有逻辑代数运算功能2个16位的定时/计数器：TO、T15个中断源：INTO、INT1、T0/T1、R*D/T*D，可编程为两个优先级1个全双HUART串行，可多级通信AT89C51的引脚功能：Vss〔20脚〕：接地端；VCC〔40脚〕：芯片电源，接+5V;注：用万用表测试单片机引脚电流一般为0V或者5V，这是标准的TTL电平，但是有时候在单片机程序正在工作时，测试结果并不是这个值，而是介于0V-5V之间。其实这只是万用表反映没有则快而已，在一瞬间单片机引脚电流还是保持在0V或者5V的。*TAL1〔19脚〕：接外部晶体震荡电路反相的输入端，在片它是震荡电路反相放大器的输入端。在采用外部时钟时，对于HMOS单片机，该端引脚必须接地；对于CHMOS单片机，此引脚作为驱动端。*TAL2〔18脚〕：接外部晶体反相的输出端。在片它是一个振荡电路反相放大器的输出端，振荡电路的频率是晶体振荡频率。假设需采用外部时钟电路，对于HMOS单片机，该引脚输入外部时钟脉冲；对于CHMOS单片机，此引脚应悬浮。RST〔9脚〕：单片机刚接上电源时，其部各存放器处于随机状态，在该引脚输入24个时钟周期宽度以上的高电平将使单片机复位〔RESET〕，即10ms以上才可正常复位。PSEN〔29脚〕：在片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。CPU在向片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。不过，在片外数据存储器时，这两次有效PSEN信号不出现°PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。我们根据PSEN、ALE和*TAL2输出端是否有信号输出，可以判别80C51是否在工作。ALE/PROG〔30脚〕：在片外程序存储器时，此端输出负脉冲作为存储器读选通信号。CPU在向片外存储器取指令期间，PSEN信号在12个时钟周期中两次生效。不过，在片外数据存储器时，这两次有效PSEN信号不出现°PSEN端同样可驱动8个LSTTL负载。我们根据PSEN、ALE和*TAL2输出端是否有信号输出，可以判别80C51是否在工作。⑴ALE功能：用来锁存P0送出的低8位地址/EPROM编程输入端。当CPU片外存储器时，用于锁存P08位地址因为P0作为地址/数据复用，P0上的信息终究是地址还是数据完全由ALE定义）。当单片机上电正常工作后，此端周期性地以时钟振荡频率的1/6的固定频率向外输出正脉冲信号。所以，ALE信号可用作对外输出时钟或定时信号。检查单片机芯片的好坏，可用示波器查看ALE端是否有脉冲信号输出°ALE端的负载能力为8个LS型TTL。⑵PROG功能：片有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲EA/VPP〔31脚〕：当EA端输入高电平时，CPU从片程序存储器地址H单元开场执行程序。当地址超出4KB时，将自动执行片外程序存储器的程序。当EA输入低电平时，CPU只片外程序存储器。在对87C51EPROM编程时，此引脚用于施加编程电压VPP。输入/输出引脚：P0〜P3是4个存放器，也称为4个端，是80C51单片机与外界联系的4个8位双向并行I/O。由于在数据的传输过程中，CPU需要对接电路中输入输出数据的存放器进展读写操作，所以在单片机中对这些存放器像对存储单元一样进展编址。通常把接电路中这些已编址并能进展读写操作的存放器称为端（PORT）或简称。〔1〕〔39脚-32脚〕一个8位的准双向I/O。在片外存储器时，它分时作为8位地址线和8位双向数据线；不作总线使用时，可作普通I/O；其每位的负载能力为8个LSTTL。〔2〕〔1脚-8脚〕一个带部上拉电阻的8位准双向I/O。其每位的负载能力为4个LSTTL。〔3〕〔21脚-28脚〕一个带部上拉电阻的8位准双向I/O。其每位的负载能力为4个LSTTL。其每位的负载能力为4个LSTTL。〔4〕〔10脚-17脚〕一个带部上拉电阻的8位准双向I/O；P3除了作为一般准双向使用外，每脚还具有第二功能见表1）；其每位的负载能力为4个LSTTL。P3

线的第二功能：线P3.0P3.1

第二功能R*D〔串行输入〕T*D〔串行输出〕P3.2〔外部中断0输入〕P3.3〔外部中断1输出〕P3.4T0〔定时器0的外部输入〕P3.5T1〔定时器1的外部输出〕P3.6片外数据存储器写选通控制输出P3.7片外数据存储器读选通控制输出表（1）P3线的第二功能表2.2.2.2AT89C51单片机驱动电路图（3）AT89C51单片机驱动电路图74LS245的主要特征：具有双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据用来驱动LED或其他的设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传输数据当8051单片机的P0总线负载到达或超过P0最大负载能力时，必须接入74LS245等总线驱动器当片选端/CE低电平有效时，DIR="0，信号由B向A传输；〔接收〕DIR="1，信号由A向B传输；〔发送〕当CE为高电平时，A、B均为高阻态LED驱动模块是LED显示屏设计的关键局部。驱动电路设计的好坏直接关系到LED显示屏的亮度、稳定度等重要指标。本次设计中的LED的驱动是采用74LS245双向总线驱动器，其中排阻负责给信号线提供一个驱动电压，使之传输更稳定。2.2.2.2LED阵列的数字显示屏电路原理图图（4）AT89C51单片机LED数字显示屏电路原理图2.2.2.38x8点阵LED8x8点阵为单色共阳模块，单点的正向工作电压为〔Vf〕=1.8V，正向电流是〔If〕=8〜10mA。静态点亮器件时〔64点全亮〕的总电流是640mA，总电压是1.8V，总功率为1152mW。动态时取决于扫描频率〔1/8或1/16s〕，单点瞬间电流可达80〜160mA。点阵部构造及外形如下，8*8点阵共由64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的穿插点上，当对应的*一行置1电平，*一列置0电平，则相应的二极管就亮;如要将第一个点点亮，则9脚接高电平13脚接低电平，则第一个点就亮了；如果要将第一行点亮，则第9脚要接高电平，而〔13、3、4、10、6、11、15、16〕这些引脚接低电平，则第一行就会点亮；如要将第一列点亮，则第脚接低电平，而〔9、14、8、12、1、7、2、5〕接高电平，则第一列就会点亮。1 控制第五行显示 接高 9 控制第一行显示 接高2控制第七行显示接高10控制第四行显示接低3控制第二行显示接低11控制第六行显示接低4控制第三行显示接低12控制第四行显示接高5控制第八行显示接高13控制第一行显示接低6控制第五行显示接低14控制第二行显示接高7控制第六行显示接高15控制第七行显示接低8控制第三行显示接高16控制第八行显示接低表(2)8x8点阵控制表3程序代码设计*include<reg52.h>*include<intrins.h>*defineucharunsignedchar*defineuintunsignedintucharcodeTable_OF_Digits[]={0*,0*3e,0*41,0*41,0*41,0*3e,0*,0*,//00*,0*,0*,0*21,0*7f,0*01,0*,0*,//10*,0*27,0*45,0*45,0*45,0*39,0*,0*,//20*,0*22,0*49,0*49,0*49,0*36,0*,0*,//30*,0*0c,0*14,0*24,0*7f,0*04,0*,0*,//40*,0*72,0*51,0*51,0*51,0*4e,0*,0*,//50*,0*3e,0*49,0*49,0*49,0*26,0*,0*,//60*,0*40,0*40,0*40,0*4f,0*70,0*,0*,//70*,0*36,0*49,0*49,0*49,0*36,0*,0*,//80*,0*32,0*49,0*49,0*49,0*3e,0*,0*,//9)；uchari=0,t=0,Num_Inde*=0;voidmain(){P3=0*80;Num_Inde*=0;TMOD=0*;〃采用定时器0方式0TH0=(8192-20)/32;//2ms定时，实现每2ms显示一行TL0=(8192-20)%32;TR0=1;〃开启定时器0IE=0*82;while(1);}//定时器T0中断子程序/2ms定时/实现每2ms显示一行voidLED_Screen_Display()interrupt1{TH0=(8192-20)/32;〃恢复初值TL0=(8192-20)%32;P3=_crol_(P3,1);P0=Table_OF_Digits[Num_Inde**8+i];if(++i==8)i=0;if(++t==250)t=0*;if(++Num_Inde*==10)Num_Inde*=0; 〃显示下一个数字三、系统实现与测试8x8点阵LED代码实现运行显示过程:送显示代码到P2端，同时置第一行线为“0 其他行线为“1 延时2mS左右，送第二列线代码到P2端，同时置第二行线为“0 其他行线为“1 延时2mS左右，如此下去，直到送完最后一列代码，又从头开场送。如图（5）所示，假设显示数字“0图（5）8x8点阵LED数字显示“0其显示代码为：0*,0*3e,0*41,0*41,0*41,0*3e,0*,0* 只需将这些代码分别送到相应的列线上面，即实现“0的数字显示。如图（6）所示，假设显示数字“1图（6）8x8点阵LED数字显示“1其显示代码为：0*,0*,0*,0*21,0*7f,0*01,0*,0*, 只需将这些代码分别送到相应的列线上面，即实现“1的数字显示。如图（7）所示，假设显示数字“2图（7）8x8点阵LED数字显示“2其显示代码为：0*,0*27,0*45,0*45,0*45,0*39,0*,0*, 只需将这些代码分别送到相应的列线上面，即实现“2的数字显示。如图（8）所示，假设显示数字“3图（8）8x8点阵LED数字显示“3其显示代码为：0*,0*22,0*49,0*49,0*49,0*36,0*,0*, 只需将这些代码分别送到相应的列线上面，即实现“3的数字显示。如图（9）所示，假设显示数字“4图（9）8x8点阵LED数字显示“4其显示代码为：0*,0*0c,0*14,0*24,0*7f,0*04,0*,0*, 只需将这些代码分别送到相应的列线上面，即实现“4的数字显示。如图（10）所示，假设显示数字“5图（10）8x8点阵LED数字显示“5其显示代码为：0*,0*72,0*51,0*51,0*51,0*4e,0*,0*,只需将这些代码分别送到相应的列线上面，即实现"5的数字显示。如图（11）所示，假设显示数字“6图（11）8x8点阵LED数字显示“6其显示代码为：0*,0*3e,0*49,0*49,0*49,0*26,0*,0*,只需将这些代码分别送到相应的列线上面，即实现“6的数字显示。如图（12）所示，假设显示数字“7图（12）8x8点阵LED数字显示“7其显示代码为：0*,0*40,0*40,0*40,0*4f,0*70,0*,0*,只需将这些代码分别送到相应的列线上面，即实现“7的数字显示。如图（13）所示，假设显示数字“8图（13）8x8点阵LED数字显示“8其显示代码为:0*,0*36,0*49,0*49,0*49,0*36,0*,0*,只需将这些代码分别送到相应