【正文】 ........................................................... 29 附錄 1 電路設(shè)計(jì)總原理圖 ............................................... 31 附錄 2 程 序 清 單 .................................................... 32 點(diǎn)陣式漢字電子顯示屏 摘 要 隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)正在日益滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，在這一進(jìn)程中，單片機(jī)起到了重要作用。 單片微型計(jì)算機(jī)是微型計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要分支，也是一種非 ?；钴S且頗具生命力的機(jī)種。單片微型計(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱微控制器 ( MicroController Unit, MCU)，單片機(jī)由單塊集成電路芯片構(gòu)成，內(nèi)部包含有計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理器（ CPU）、存儲器（ MEM）、輸入 /輸出接口（ I/O）等。因此，單片機(jī)只需要有適當(dāng)?shù)能浖屯獠吭O(shè)備，便可組成為一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)。自 20 世紀(jì) 70 年代問世以來，已經(jīng)對人類社會的各個(gè)方面產(chǎn)生了巨大的影響。單片機(jī)技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用水平已經(jīng)成為一個(gè)國家工業(yè)化發(fā)展水平的重要標(biāo)志。近年來，由于單片機(jī)在國防、工業(yè) 、醫(yī)療、交通、通信、機(jī)器人等高精尖技術(shù)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了單片機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展。為了適應(yīng)廣泛要求，各種新型的速度快、體積小、功能全、功耗低的單片機(jī)不斷涌現(xiàn)出來。比較有代表性的主要有 Intel 公司的 MCS51 系列以及其他公司的基于 51 內(nèi)核的兼容機(jī)、 PIC公司的 PIC 系列單片機(jī)、 Atmel 公司的 AVR 系列單片機(jī)以及 32 位 ARM 單片機(jī)等等。 關(guān)鍵字 ：控制 、 微控制器、單片機(jī) 點(diǎn)陣式漢字電子顯示屏 第 1 章 、 設(shè)計(jì)內(nèi)容及設(shè)計(jì)方案 、 設(shè)計(jì)要求 以 MCS51 系單片機(jī)為核心器件，組成電陣式漢字電子顯示屏。顯示屏游16*16LED 點(diǎn)陣顯示器組成，可依次顯示 4 個(gè)漢字。通過編程可以對漢字修改。 、 總體設(shè)計(jì)方案和論證 、 LED 顯 示屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) LED 顯示屏控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)顯示信息的刷新技術(shù)有動態(tài)掃描和靜態(tài)鎖存兩種方式。 方案一： 動態(tài)掃描 ， 即一行發(fā)光二極管共用一行驅(qū)動寄存器，根據(jù)共用一行驅(qū)動寄存器的發(fā)光二極管像素?cái)?shù)目，分為 1/4,1/16 掃描等 ； 方案二： 靜態(tài)鎖存 ， 即每一個(gè)發(fā)光一極管都對應(yīng)有一個(gè)驅(qū)動寄存器，從而保證了每一個(gè)發(fā)光一極管的亮度占空比為 100%； 動態(tài)掃描法可以大大減少控制器的 I/O 口， 不但符合本設(shè)計(jì)的 要，求而且 應(yīng)用較廣 ， 因此 選用方案一。 LED 顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有串行和并行兩種。日前普遍采用串行控制技術(shù)，顯示屏每個(gè)單元內(nèi)部的不同驅(qū)動電路和各級聯(lián)單元之間，每個(gè)時(shí)鐘僅傳送一位數(shù)據(jù)。采用這種方式的驅(qū)動 IC 種類較多，不同顯示單元之間的聯(lián)線較少，可減少顯示單元的數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動元件，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和性價(jià)比，具體工程實(shí)現(xiàn)也較為容易。 因此 本設(shè)計(jì)采用串行控制技術(shù)。 點(diǎn)陣式漢字電子顯示屏 、 系統(tǒng)模塊化設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用單片機(jī) AT89C51 為 LED 顯示屏的控制核心，系統(tǒng)主要包括LED88 點(diǎn)陣顯示模塊、 74ls154 譯碼 器等。 圖 11總體硬件組成框圖 系統(tǒng)框圖如圖 11 所示，系統(tǒng)主要由三大模塊組成即 74ls154 譯碼器、AT89C51 單片機(jī)， 88 LED 點(diǎn)陣顯示模塊 。 第 2 章 、 系 統(tǒng)的功能概述 、 電路的基本概述 、 電路的基本組成 由 AT89C5 4 片 74LS273 及 LED 顯示屏為核心組成的點(diǎn)陣式 LED 漢字顯點(diǎn)陣式漢字電子顯示屏 示屏是主要由時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、 51 單片機(jī)、點(diǎn)陣陽極驅(qū)動電路、點(diǎn)陣陰極驅(qū)動電路、 1616 顯示屏 6 部分組成。 該電路采用 AT89C51 單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計(jì)， P0 口作為 I/O 口 ，輸出行數(shù)據(jù)和控制信號。 P2 口作為 I/O 口，與 “寫 ”控制信號配合，輸出列控制信號。 LED顯示采用動態(tài)掃描方式實(shí)現(xiàn)。控制電路部分由 4 片 74LS32 和 4 片 74LS273 傳輸信號，傳輸出來的信號通過 74LS273 輸出。通過編譯依次顯示漢字。該 LED 顯示屏用途廣泛，一般用于各種公共場所，作為宣傳和廣告的工具 [1]。 、 電路的特點(diǎn)及功能 該裝置通過點(diǎn)陣式 LED 漢字顯示屏來顯示輸出漢字，通過編程能夠隨時(shí)對漢字進(jìn)行修改、調(diào)整。本次設(shè)計(jì)以單片機(jī) AT89C51 為核心， 2鎖存器分別控制上 8 行和下 8 行， 4鎖存器分別控制左 8 列和右 8 列。通過軟件編譯，從而達(dá)到漢字顯示的目的。 通過此次設(shè)計(jì)讓我們能更深一層的了解 LED 漢字顯示屏的工作原理、各部分電路的功能作用以及整個(gè)電路的用途。該課題，要綜合應(yīng)用數(shù)字電路，模擬電路，單片機(jī)等方面的知識，并且還要學(xué)習(xí) protel、 prosys、 VW 軟件和新的器件，使我能進(jìn)一步鞏固加深所學(xué)的基本理論、基本技能和專業(yè)知識，使之系統(tǒng)化、綜合化。并且培養(yǎng)我收集加工各種信息與獲取新知識的能力以及動手制作的能力。該 LED 顯示屏用途廣泛，一般用于各種公共場所，作為宣傳和廣告的工具。對于公 共設(shè)施服務(wù)有著極為重要的意義。 、 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo) 、 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 用單片機(jī) AT89C51 及 LED 點(diǎn)陣顯示器為核心器件，制作一個(gè)點(diǎn)陣式漢點(diǎn)陣式漢字電子顯示屏 字電子顯示屏。 完成電路原理圖、印制電路板設(shè)計(jì)、元器件采購、裝配及調(diào)試工作。 完成該課題的程序設(shè)計(jì)、提交程序設(shè)計(jì)框圖及程序設(shè)計(jì)清單。 完成硬件與 軟件的綜合調(diào)試，能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能和主要技術(shù)指標(biāo)。 、 主要技術(shù)指標(biāo) （ 1）點(diǎn)陣式顯示器能依次顯示 4 個(gè)漢字。 （ 2）通過編程能夠隨時(shí)對漢字進(jìn)行修改、調(diào)整。 、 LED 顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 動態(tài)掃描 ， 即一行發(fā)光二極管共用一行驅(qū)動寄存器，根據(jù)共用一行驅(qū)動寄存器的發(fā)光二極管像素?cái)?shù)目，分為 1/4,1/16 掃描等 ， 動態(tài)掃描法可以大大減少控制器的 I/O 口， 不但符合本設(shè)計(jì)的要，求而且 應(yīng)用較廣 ， 因此 選用此方案。 LED 顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有串行和并行兩種。日前普遍采用串行控制技術(shù)，顯示屏每個(gè)單元內(nèi)部的不同驅(qū)動電路和各級聯(lián)單元之間，每個(gè)時(shí)鐘僅傳送一位數(shù)據(jù)。采用這種方式的驅(qū)動 IC 種類較多，不同顯示單元之間的聯(lián)線較少，可減少顯示單元的數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動元件，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和性價(jià)比， 具體工程實(shí)現(xiàn)也較為容易。 因此 本設(shè)計(jì)采用串行控制技術(shù)。 第 3 章 、 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 、 硬件電路組成及工作原理 點(diǎn)陣式漢字電子顯示屏 本產(chǎn)品采用以 AT89C51 單片機(jī)為核心芯片的電路來實(shí)現(xiàn)，主要由 AT89C51芯片、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、列掃描驅(qū)動電路 (74HCl54)、 1616LED 點(diǎn)陣 5 部分組成，如圖 1 所示。其中， AT89C51 是一種帶 4kB 閃爍可編程可擦除只讀存儲器 (Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory， FPEROM)的低電壓、高性能 CMOS 型 8 位微處理器 ，俗稱單片機(jī)。該器件采用 ATMEL 高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS 一 5l 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲器組合在單個(gè)芯片中，能夠進(jìn)行 1 000 次寫／擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間為 10 年。他是一種高效微控制器，為很多嵌人式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。因此，在智能化電子設(shè)計(jì)與制作過程中經(jīng)常用到 AT89C51 芯片。時(shí)鐘電路由 AT89C5l 的 18， 19 腳的時(shí)鐘端 (XTAI l 及 XTAL2)以及 12 MHz 晶振 X、電容 C C3 組成，采用片內(nèi)振蕩方式。復(fù)位電路采用簡易的上電 復(fù)位電路，主要由電阻 R， R2，電容 C，開關(guān) K 組成，分別接至 AT89C51的 RST 復(fù)位輸入端。 LED 點(diǎn)陣顯示屏采用 1616 共 256 個(gè)象素的點(diǎn)陣，可通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點(diǎn)陣的引腳分布。 我們把行列總線接在單片機(jī)的 I／ 0 口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線，就可以得到顯示的漢字了。但是若將 LED 點(diǎn)陣的行列端口全部直接接入89S5 1 單片機(jī)，則需要使用 32 條 I／ 0 口，這樣會造成 I／ 0 口資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴(kuò)充的余地。因此，我們在實(shí)際應(yīng)用中只是將 LED 點(diǎn)陣的 16 條行線直接接在 P0 口和 P2 口，至于列選掃描信號則是由 4—16 線譯碼器 74HCl54 來選擇控制，這樣一來列選控制只使用了單片機(jī)的 4 個(gè) I／ O 口，節(jié)約了很多 I／ O口資源，為單片機(jī)系統(tǒng)擴(kuò)充使用功能提供了條件。考慮到 P0 口必需設(shè)置上拉電阻，我們采用 4． 7 kΩ 排電阻作為上拉電阻。漢字掃描顯示的基本過程是這樣的：通電后由于電阻 R，電容 c1 的作用，使單片機(jī)的 RST 復(fù)位腳電平先高后低，從而達(dá)到復(fù)位；之后，在 C、 C X 以及單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路的作用下，單片機(jī)89C51按照設(shè)定的程序在 P0和 P2接口輸出與內(nèi)部漢字對應(yīng)的代碼電平送至 LED點(diǎn)陣的行選線 (高 電平驅(qū)動 )，同時(shí)在 P1． 1， P1． 2， P1． 3， P1． 4 接口輸出列選掃描信號 (低電平驅(qū)動 )，從而選中相應(yīng)的象素 LED 發(fā)光，并利用人眼的視覺暫留特性合成整個(gè)漢字的顯示。再改變?nèi)”淼刂穼?shí)現(xiàn)漢字的滾動顯示。 點(diǎn)陣式漢字電子顯示屏 V C C40P 27P 39P 33P 38P 37P 34P 35P 36P 32/E A31A L E30/P S E N29P 28P 26P 25P 24P 23P 22P 21P 1P 2P 3P 4P 5P 6P 7P 8R S T9P 10P 11P 12P 13P 14P 15P 16P 17X T A L 218X T A L 119V S S20A T 89C 51Y01Y1