【正文】 武漢理工大學(xué)《單片機課程設(shè)計》實驗報告 設(shè)計題目：基于 51 單片機的點陣式漢字電子顯示屏的設(shè)計 摘要： LED 顯示屏作為一種新型的顯示器件，是由多個發(fā)光二極管按矩陣形式排列封裝而成，通常用來顯示時間、圖文等信息，由點陣 LED 組成的漢字顯示屏在工工程所應(yīng)用非常廣泛。本設(shè)計是基于 MCS51 單片機的 16x16 顯示屏，其中包含了硬件、軟件、調(diào)試等方案的設(shè)計。此外、該設(shè)計只需簡單的級聯(lián)就能實現(xiàn)顯示屏的擴展，但級聯(lián)時要注意不要超過驅(qū)動負載范圍。 關(guān)鍵字： LED，點陣式，顯示屏， AT89C51 第一部分：課程設(shè)計的目的 掌握 單片機應(yīng)用系統(tǒng) 的一般過程和方法 綜合運用 單片機原理與接口技術(shù) 課程和其它有關(guān)先修課程的理論及方法，分析和解決單片機應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計、分析和實驗開發(fā)等相關(guān)問題，進一步鞏固和加深對所學(xué)知識的理解。通過課程設(shè)計實踐，掌握單片機應(yīng)用系統(tǒng)的一般過程和方法，培養(yǎng)分析和解決實際問題的能力。 培養(yǎng)設(shè)計的基本技能 通過課程設(shè)計，學(xué)會運用相關(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)計流程、硬件及軟件技術(shù)平臺的基本操作使用方法，培養(yǎng)分析和設(shè)計的基本技能。 第二部分：設(shè)計要求 以 MCS51 系列的單片機為核心器件，組成一個點陣式漢字顯示屏。 顯示屏由一塊 16x16 LED 點陣顯示器組成，可以依次顯示 10 個漢字。 通過編程能夠隨時對漢字進行修改、調(diào)整。 第三部分：硬件電路的設(shè)計 一． 設(shè)計思路 根據(jù)設(shè)計要求，初步確定設(shè)計方案如下： 1． 選擇 4 片 74LS273 作為 16*16 點陣 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； 4． P2 口作為 I/O 口，與“寫”控制信號相配合，輸出列控制信號； 5． 通過編程依次顯示漢字“歡迎光臨武漢理工大 學(xué)”等十個漢字。 武漢理工大學(xué)《單片機課程設(shè)計》報告 二、實驗器材 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。 三、硬件電路設(shè)計框圖 根據(jù)設(shè)計要求與設(shè)計思路，硬件電路框圖如圖 所示。硬件電路結(jié)構(gòu)有六個部分組成：時鐘電路、復(fù)位電路、點陣顯示器陽極驅(qū)動電路、陰極驅(qū)動電路和 16*16 點陣顯示器電路。 圖 圖 為各部分硬件電路的原理圖 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115U18 0 C 5 13 0 p3 0 p （ a） 振蕩電路 時鐘電路 復(fù)位電路 單片機 點陣顯示器陽極驅(qū)動電路 16*16 點陣LED 顯示器 點陣顯示器陰極驅(qū)動電路 武漢理工大學(xué)《單片機課程設(shè)計》報告 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29R S T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I N T 012P 3 .3 /I N T 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115U18 0 C 5 13 0 p1k2 2 u （ b）復(fù)位電路 四、 16*16 點陣 LED 顯示器漢字顯示的工作原理 16*16 點陣 LED 顯示器有兩種接線形式，即共陰極接法和共陽極接法。共陽極接法的原理圖如圖 （ a）所示，途中只畫出了 4*4 點陣的二極管。每一行發(fā)光二極管的陽極接在一起，有一個引出端 r，每一列發(fā)光二極管的陰極接在一起，有一個引出端 c。當給發(fā)光二極管陽極引出端 r1 高電平時，陰極引出端c1 加低電平時，左上角的二極管點亮。因此，對行和列的電平進行掃描控制時，可以實現(xiàn)顯示不同漢字的目的。 r1r2r3r4c1 c2 c3 c4 武漢理工大學(xué)《單片機課程設(shè)計》報告 圖 16*16 點陣 LED 顯示器原理圖及引腳排列 （ a） 16*16 點陣 LED 原理圖 （ b） 4 個 8*8 點陣 LED 引腳排列 五、如何將 4 片 8x8 的 LED 拼接成一片 16x16 的 LED 顯示屏（顯示屏的擴展） 首先選定 4 片 MATRIX8X8RED（顏色自選）并將它們左轉(zhuǎn) 90 度以實現(xiàn)對應(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，將對應(yīng)的行線和列線連接起來，如圖； 武漢理工大學(xué)《單片機課程設(shè)計》報告 拖動左右兩邊的顯示器拼接在一起，然后拖動上下的顯示器拼接在一起，結(jié)果如圖； 對于 4 片 8x8 的顯示屏也可以通過總線的方法連接； 六、點陣 LED 顯示器與單片機的接口 16*16 點陣 LED 顯示器引腳排列如圖 （ b）所示。當采用單片機進行控制時，連接 16*16 點陣 LED 顯示器需要接入四片 74LS273 鎖存器。在編程控制時，將 16*16 點陣 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。每一列由兩個字節(jié)組成，數(shù)據(jù)分成兩次送入掃描一列，顯示一個字需要掃描 16 次。 “歡迎光臨”顯示如圖 ，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。 武漢理工大學(xué)《單片機課程設(shè)計》報告 “歡迎”顯示字樣 圖 “光臨”顯示字樣 武漢理工大學(xué)《單片機課程設(shè)計》報告 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 / A 821P 2 .1 / A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427P 1 . 01P 1 . 12P 1 . 23P 1 . 34P 1 . 45P 1 . 56P 1 . 67P 1 . 78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 / R D17P 3 . 6 / W R16P 3 .5 /T 115U18 0 C5 1D03D14D27D38D413D514D617D718CL K11MR1Q02Q15Q26Q39Q412Q515Q616Q719U27 4 L S 2 7 3D03D14D27D38D413D514D617D718CL K11MR1Q02Q15Q26Q39Q412Q515Q616Q719U37 4