【正文】 學(xué) 號(hào)： 0121018700318課 程 設(shè) 計(jì)題 目4個(gè)8x8點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)學(xué) 院物流學(xué)院專 業(yè)物流工程班 級(jí)物流ZY1001姓 名宋金龍指導(dǎo)教師朱宏輝2013年6月25日32 / 36摘 要 本設(shè)計(jì)是基于MCS51的16ｘ16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)，16ｘ16的點(diǎn)陣共有256個(gè)發(fā)光二極管，我們采用動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法，更節(jié)省鎖存器也就節(jié)省了成本。掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行（比如16行）的同名列共用一套驅(qū)動(dòng)器。具體就16ｘ16的點(diǎn)陣來(lái)說(shuō)，把所有同1行的發(fā)光管的陽(yáng)極連在一起，把所有同1列的發(fā)光管的陰極連在一起（即我們采用共陽(yáng)極的接法）。采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每一行和每一列都有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列和各列的同名行共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。我們采用四個(gè)74LS273鎖存器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，按8位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。編寫點(diǎn)陣顯示程序，利用proteus畫出電路原理圖并裝入程序仿真調(diào)試，仿真成功后完成電路焊接并裝入程序完成實(shí)物設(shè)計(jì)。整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程讓我們學(xué)到許多實(shí)踐知識(shí)!LED顯示屏作為一種新型的顯示器件，是由多個(gè)發(fā)光二極管按矩陣形式排列封裝而成，通常用來(lái)顯示時(shí)間、圖文等信息，由點(diǎn)陣LED組成的漢字顯示屏在工工程所應(yīng)用非常廣泛。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏由于成本和可靠性的因素常采用一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。本文設(shè)計(jì)的是一個(gè)室內(nèi)用16ｘ16的點(diǎn)陣LED圖文顯示屏，圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。本設(shè)計(jì)是基于MCS51單片機(jī)的16x16顯示屏，其中包含了硬件、軟件、調(diào)試等方案的設(shè)計(jì)。此外、該設(shè)計(jì)只需簡(jiǎn)單的級(jí)聯(lián)就能實(shí)現(xiàn)顯示屏的擴(kuò)展，但級(jí)聯(lián)時(shí)要注意不要超過(guò)驅(qū)動(dòng)負(fù)載范圍。關(guān)鍵字：LED，點(diǎn)陣式，顯示屏，AT89C51 目錄摘 要 2第一章 ：緒論 1 1：設(shè)計(jì)要求 1第二章：硬件電路的設(shè)計(jì) 1 1 1 鎖存器74LS273介紹 2 2 16*16點(diǎn)陣LED顯示器漢字顯示的工作原理 3 如何將4片8x8的LED拼接成一片16x16的LED顯示屏（顯示屏的擴(kuò)展） 5 點(diǎn)陣LED顯示器與單片機(jī)的接口 6第三章 ：系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 8第四章：系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) 9ORG 0000H 10總結(jié)： 24參考文獻(xiàn)： 26附：元件清單及仿真圖 27 第1章 ：緒論綜合運(yùn)用單片機(jī)原理與接口技術(shù)課程和其它有關(guān)先修課程的理論及方法，分析和解決單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、分析和實(shí)驗(yàn)開(kāi)發(fā)等相關(guān)問(wèn)題，進(jìn)一步鞏固和加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。通過(guò)課程設(shè)計(jì)實(shí)踐，掌握單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的一般過(guò)程和方法，培養(yǎng)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。培養(yǎng)設(shè)計(jì)的基本技能通過(guò)課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)運(yùn)用相關(guān)技術(shù)資料和電子技術(shù)常用設(shè)備和工具，掌握有關(guān)的設(shè)計(jì)流程、硬件及軟件技術(shù)平臺(tái)的基本操作使用方法，培養(yǎng)分析和設(shè)計(jì)的基本技能。：設(shè)計(jì)要求 以MCS51系列的單片機(jī)為核心器件，組成一個(gè)點(diǎn)陣式漢字顯示屏。 顯示屏由一塊16x16 LED點(diǎn)陣顯示器組成，可以依次顯示10個(gè)漢字。 通過(guò)編程能夠隨時(shí)對(duì)漢字進(jìn)行修改、調(diào)整。第二章：硬件電路的設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)要求，初步確定設(shè)計(jì)方案如下：1． 選擇4片74LS273作為16*16點(diǎn)陣LED顯示器的數(shù)據(jù)鎖存器；2． 2鎖存器分別控制上八行和下八行，4鎖存器分別控制左八列和右八列；3． P0口作為I/O口，輸出行數(shù)據(jù)和控制信號(hào)；4． P2口作為I/O口，與“寫”控制信號(hào)相配合，輸出列控制信號(hào)；5． 通過(guò)編程依次顯示漢字“歡迎光臨武漢理工大學(xué)”等十個(gè)漢字。AT89C51芯片，鎖存器74LS273，4片8x8的LED顯示器組合而成的16x16LED顯示屏，電阻、電容、晶振片、電源、門電路等。 鎖存器74LS273介紹 74LS273是一種帶清除功能的8D觸發(fā)器， D0～D7為數(shù)據(jù)輸入端，Q0～Q7為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作8位地址鎖存器。引腳介紹：1腳是復(fù)位CLR,低電平有效,當(dāng)1腳是低電平時(shí),輸出腳2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部輸出0,即全部復(fù)位。當(dāng)1腳為高電平時(shí), 11腳CP（CLK）觸發(fā)端 ，鎖存控制端,并且是上升沿觸發(fā)鎖存,當(dāng)11腳有一個(gè)上升沿,立即鎖存輸入腳11118的電平狀態(tài),并且立即呈現(xiàn)在輸出腳2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)上。根據(jù)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)思路。硬件電路結(jié)構(gòu)有六個(gè)部分組成：時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、點(diǎn)陣顯示器陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路、陰極驅(qū)動(dòng)電路和16*16點(diǎn)陣顯示器電路。時(shí)鐘電路復(fù)位電路單片機(jī)點(diǎn)陣顯示器陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)電路16*16點(diǎn)陣LED顯示器點(diǎn)陣顯示器陰極驅(qū)動(dòng)電路 （a） 振蕩電路 （b）復(fù)位電路 16*16點(diǎn)陣LED顯示器漢字顯示的工作原理我們以UCDOS中文宋體字庫(kù)為例，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國(guó)標(biāo)漢字庫(kù)中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來(lái)表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素。我們以顯示漢字“大”為例，來(lái)說(shuō)明其掃描原理：在UCDOS中文宋體字庫(kù)中，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。如果用8位的AT89C51單片機(jī)控制，由于單片機(jī)的總線為8位，一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分。一般我們把它拆分為上部和下部，上部由8*16點(diǎn)陣組成，下部也由8*16點(diǎn)陣組成。在本例中單片機(jī)首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的p00p07口。方向?yàn)閜00到p07 ,顯示漢字“大”時(shí)，p05點(diǎn)亮,由上往下排列，, , , , 滅。即二進(jìn)制00000100，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制為04h。依照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個(gè)8位，即可以得出漢字“大”的掃描代碼。由這個(gè)原理可以看出，無(wú)論顯示何種字體或圖像，都可以用這個(gè)方法來(lái)分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。 16*16點(diǎn)陣LED顯示器有兩種接線形式，即共陰極接法和共陽(yáng)極接法。（a）所示，途中只畫出了4*4點(diǎn)陣的二極管。每一行發(fā)光二極管的陽(yáng)極接在一起，有一個(gè)引出端r，每一列發(fā)光二極管的陰極接在一起，有一個(gè)引出端c。當(dāng)給發(fā)光二極管陽(yáng)極引出端r1高電平時(shí)，陰極引出端c1加低電平時(shí)，左上角的二極管點(diǎn)亮。因此，對(duì)行和列的電平進(jìn)行掃描控制時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)顯示不同漢字的目的。 16*16點(diǎn)陣LED顯示器原理圖及引腳排列（a）16*16點(diǎn)陣LED原理圖 （b）4個(gè)8*8點(diǎn)陣LED引腳排列 如何將4片8x8的LED拼接成一片16x16的LED顯示屏（顯示屏的擴(kuò)展） 首先選定4片MATRIX8X8RED（顏色自選）并將它們左轉(zhuǎn)90度以實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的行線和列線連接； 將顯示器分成上下兩部分，左右兩部分，將對(duì)應(yīng)的行線和列線連接起來(lái)，如圖； 拖動(dòng)左右兩邊的顯示器拼接在一起，然后拖動(dòng)上下的顯示器拼接在一起，結(jié)果如圖； 對(duì)于4片8x8的顯示屏也可以通過(guò)總線的方法連接； 點(diǎn)陣LED顯示器與單片機(jī)的接口 16*（b）所示。當(dāng)采用單片機(jī)進(jìn)行控制時(shí)，連接16*16點(diǎn)陣LED顯示器需要接入四片74LS273鎖存器。在編程控制時(shí)，將16*16點(diǎn)陣LED顯示器分成上下兩部分，上半部分8行16列和下半部分8行16列。2鎖存器分別控制上八行和下八行，4鎖存器分別控制左八列和右八列。每一列由兩個(gè)字節(jié)組成，數(shù)據(jù)分成兩次送入掃描一列，顯示一個(gè)字需要掃描16次。 “歡迎光臨”，可以按照從左到右，先下后上的順序以此寫出“歡迎光臨武漢理工大學(xué)”等字的編碼。“歡迎”顯示字樣 “光臨”顯示字樣 整體電路圖第3章 ：系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)“歡迎光臨武漢理工大學(xué)”10個(gè)字的編碼表如下：TAB1: DB 00H,00H,10H,00H,34H,08H,44H,04H ；“歡”字編碼數(shù)據(jù) DB 04H,03H,7CH,04H,06H,28H,38H,10H DB 0FH,0CH,89H,03H,0F8H,03H,08H,0CH DB 28H,18H,1CH,30H,08H,20H,00H,00HTAB2: DB 00H,00H,40H,10H,40H,30H,06EH,1FH ；“迎”字編碼數(shù)據(jù) DB 06CH,18H,00H,10H,00H,24H,0FEH,23H DB 02H,21H,82H,20H,0FFH,3FH,02H,21H DB 02H,23H,0FFH,21H,02H,20H,00H,00HTAB3: DB 00H,00H,40H,00H,44H,20H,48H,20H