【正文】 ，在實際應(yīng)用中一般采用動態(tài)顯示方式，動態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動，從上到下逐次不斷地對顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。圖 示出最常見的 8 8 單色 LED 點(diǎn)陣顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外型規(guī)格，其它型號點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)與引腳可試驗獲得。 LED 點(diǎn)陣 規(guī)模常見的 有 44 、 48 、 57 、 58 、 88 、 1616 等 。 在系統(tǒng)可編程 ISP(InSystem Programmable)，指電路板上的空白器件可編程寫入最終用戶代碼，而無需從電路板取下器件，已編程的器件也可用 ISP 方式擦除或再編程。其缺點(diǎn)是頻繁的拔插器件容易損壞器件的引腳；如果頻繁的調(diào)試程序，必須重復(fù)拔插，大大降低了開發(fā)效率。 工作順序：單片機(jī)先送 1 個 8 位數(shù)據(jù)到第一個 595 的內(nèi)部移位寄存器 然后數(shù)據(jù)會送到內(nèi)部的輸出寄存器 輸出 ,當(dāng) MR（ 10 引腳）為高電平， OE（ 13 引腳）為低電平時，數(shù)據(jù)在 SH_CP 上升沿進(jìn)入移位寄存器，在 ST_CP 上升沿輸出到并行端口。如果兩個時鐘連在一起，則移位寄存器總是比存河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)硬件設(shè)計 16 儲寄存器早一個脈沖。除非 E1 和 E2 置低且 E3 置高，否則 74HC138 將保持所有輸出為高。而采用了譯碼電路后僅僅需要7～ 9 個端口便可實現(xiàn)控制顯示。行譯碼所用器件為串并轉(zhuǎn)換器74HC138 譯碼器。復(fù)位電路通常采用上電自動復(fù)位和按鈕復(fù)位兩種，如圖 和 所示。為減少線間的寄生電容，晶振和電容應(yīng)盡能安裝得與單片機(jī)靠近，保證晶振穩(wěn)定可靠的工作。 時鐘電路簡介 在 STC89C52 單片機(jī)片內(nèi)有一個高增益的反相放大器，反相放大器的輸入端為 XTAL1，輸出端為 XTAL2，由該放大器構(gòu)成的振蕩電路和時鐘電路一起構(gòu)成了單片機(jī)的時鐘方式。 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)電路， Power Down 模式可 由外部中斷低電平觸發(fā) 中斷方式 喚醒。 7. ISP（在系統(tǒng)可編程） /IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用 編程器 ，無 需專用 仿真器 ，可通過串口（ RXD/,TXD/）直接下載用戶程 序，數(shù)秒即可完成一片。 范圍： 0～ 40MHz，相當(dāng)于普通 8051 的 0～ 80MHz，實際工作 頻率可達(dá) 48MHz。掉電保護(hù)方式下， RAM 內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個中斷或硬件復(fù)位為止。在單芯片上，擁有靈 巧的 8 位 CPU 和在系統(tǒng)可編程 Flash，使得 STC89C52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 XTAL1：反向振蕩 放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。但在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，這兩次有效的 /PSEN 信號將不出現(xiàn)。另外，該引腳被略微拉高。因此它可用作對外部輸出的脈沖或用于定時目的。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時，要保持 RST 腳兩個機(jī)器周期的高電平時間。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。這 是由于內(nèi)部上拉河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)硬件設(shè)計 10 的緣故。 P1 口管腳寫入 1 后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。當(dāng) P1 口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 STC89C52 單片機(jī) 的最小系統(tǒng)包括了外界時鐘電路和復(fù)位電路，選定一定數(shù)量的 IO 口作為控制口控制外部的各種器件和數(shù)據(jù)的輸出 ， 根據(jù)功能選擇一定的單片機(jī)端口添加外圍的器件。從控制電路到列驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并列方式或串行方式。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒 24 次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。 16*32 的點(diǎn)陣共有 512 個發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒有這么多的端口，這個數(shù)字很龐大，在實際應(yīng)用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖存器上 STC89C52 單片機(jī) 復(fù)位電路 時鐘電路 獨(dú)立鍵盤電路 行驅(qū)動電路 列驅(qū)動電路 16*32LED 點(diǎn)陣 顯示屏 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 系統(tǒng)硬件設(shè)計 9 花的成本將是一個很龐大的數(shù)字。 （ 3） 譯碼電路的高低電平的區(qū)分能力以及譯碼的輸入輸出頻率必須滿足單片機(jī)以及驅(qū)動電路的要求。 根據(jù)硬件的功能結(jié)構(gòu)圖選取合適器件，器件不但要求能實現(xiàn)所要求的功能還要能兼容至整個系統(tǒng)之中。目前在單片機(jī)開發(fā)中普遍都是使用 KEIL C51來進(jìn)行編譯。 基于以上理由決定采用 C 語言為該顯示系統(tǒng)的編程語言。 C 可以進(jìn)行許多機(jī)器級函數(shù)控制而不用匯編語言。 匯編語言 (Assembly Language)是面向機(jī)器的程序設(shè)計語言，是一種功 能很強(qiáng)的程序設(shè)計語言，也是利用計算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件的語言。編寫軟件之前得首先選擇一種合適的語言以及配套的編輯器和編譯軟件。常用的串并轉(zhuǎn)換芯片有 74LS154（ 4 線 16 線譯碼器）、 74HC138（ 8 位串并轉(zhuǎn)換器）、74HC595 等。為了避免模塊的缺點(diǎn)，選擇點(diǎn)陣數(shù)較小的模塊來減小出現(xiàn)這一問題的風(fēng)險。 LED 顯示屏是由一個一個的發(fā)光二極管點(diǎn)陣構(gòu)成的，要構(gòu)成大屏幕的 LED 顯示屏就需要多個發(fā)光二極管。當(dāng)該腳作輸出腳使用時，則為高電平或低電平均可。 單片機(jī)的技術(shù)門檻較低開發(fā)成本也較低非常適合初學(xué)者進(jìn)行學(xué)習(xí)和鍛煉使用。它們的價格也高低不等，這樣極大地滿足了開發(fā)者的選擇自由。 圖 系統(tǒng)硬件組成框圖 控制部分方案選擇 控制部分是整個系統(tǒng)的核心部分，其功能 為通過按鍵部分來使控制部分 發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制指令 ，經(jīng)過 處理過后 使 顯示部分顯示 相應(yīng)的 內(nèi)容 和所要執(zhí)行的命令 。 系統(tǒng)硬件方案 選擇 大多數(shù)的 LED 顯示屏都在戶外，所以對硬件的質(zhì)量要求非常的高。 （ 5）結(jié)論 設(shè)計完成后對設(shè)計中所遇到的問題、經(jīng)驗教訓(xùn)、以及自己的想法進(jìn)行總結(jié)。 河南城建 學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 3 （ 4）驗證與測試 調(diào)試分為硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試幾步來進(jìn)行。根據(jù)選擇的 方案設(shè)計出本設(shè)計的整體電路圖。 論文主要內(nèi)容 針對設(shè)計題目的特點(diǎn)，作者對論文的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)將做如下安排： （ 1）初步方案的論證和選擇 搜集 題目的有關(guān)資料，并參照目前通用的設(shè)計思想和設(shè)計方法擬定幾套設(shè)計方案進(jìn)行分析比較。大批量、小型化的標(biāo)準(zhǔn)系列 LED 點(diǎn)陣顯示屏的種類會更加突出，如中文 LED 電子胸卡就廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品展銷會、商 場、數(shù)碼城、服裝展示會、 KTV 酒吧等工作人員配帶，也適用于政府部門窗口工作人員的形象展示、酒店迎賓。但 是同時應(yīng)該清楚的認(rèn)識到我國的 LED 技術(shù)雖然發(fā)展迅速但和世界先進(jìn)水平還有一定的差距。 選題 目的 該設(shè)計課題能夠使我們掌握 LED 點(diǎn)陣 顯示屏的基本顯示原理和設(shè)計方法，對LED 點(diǎn)陣 顯示屏這個行業(yè)有了較為深刻的了解和認(rèn)識。它的廣泛應(yīng)用，不僅僅體現(xiàn)在工業(yè)控制、機(jī)電應(yīng)用、智能儀表、實時控制、航空航天、尖端武器等行業(yè)和領(lǐng)域的智能化、高精度化，而且在人類日常生活中也隨處可見它的身影。對點(diǎn)陣LED 點(diǎn)陣顯示屏的制作與改進(jìn)也成為了一項熱門的技術(shù)，而隨著電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，單片機(jī)的功能越來越豐富與強(qiáng)大，如何更加節(jié)約成本、更好的控制、更加的智能化也成為開發(fā)者和使用者十分關(guān)注的問題。（ 6）調(diào)度指揮中心信 息顯示。（ 2）機(jī)場航班動態(tài)信息顯示。 附錄 2： 系統(tǒng) 設(shè)計程序 ....................................................... 30 河南城建學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 緒論 1 第一章 緒論 現(xiàn)實意義 LED 點(diǎn)陣 顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、 電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。由串并轉(zhuǎn)換器 74HC138 譯碼器實現(xiàn)點(diǎn)陣 16 行控制，74HC595 為驅(qū)動電路器件，實現(xiàn)點(diǎn)陣顯示 32 列控制。 LED 行業(yè)已成為一個快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，市場空間巨大，前景廣闊。 LED 點(diǎn)陣顯示屏作為一種新興的顯示器件 ,是由多個獨(dú)立的 LED 發(fā)光二極管封裝而成。該電子工作牌可以顯示各種文字或單色圖像，全屏能顯示 2 個漢字，顯示采用動態(tài)顯示，通過按鍵控制使圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)左移、右移、上移、下移等多種顯示方式，并且可以通過按鍵控制動態(tài)顯示的速度。 現(xiàn)實意義 ............................................................. 1 選題目的 ............................................................ 1 論文主要內(nèi)容 ........................................................ 2 第 二 章 功能要求和 方案選擇 .................................................. 4 功能要求 ............................................................. 4 系統(tǒng)硬件方案選擇 .................................................... 4 控制部分方案選擇 ................................................. 4 顯示 部分方案選擇 ............................................... 5 系統(tǒng)軟件方案選擇 ................................................... 6 單片機(jī)編程語言選擇 ............................................ 6 系統(tǒng)軟件編譯工具選擇 .......................................... 6 第 三 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 ........................................................ 8 硬件整體設(shè)計概述及功能分析 ......................................... 8 控制單元設(shè)計 ....................................................... 9 控制系統(tǒng)設(shè)計 .................................................. 9 STC89C52簡介 .................................................. 11 時鐘電路 簡介 ................................................... 12 復(fù)位電路 簡介 ................................................... 12 行驅(qū)動單元設(shè)計 .................................................... 13 行驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計 ................................................ 13 串并轉(zhuǎn)換器 74HC138 譯碼器 ...................................... 14 . 列驅(qū)動單元設(shè)計 .................................................... 15 單片機(jī) ISP 下載編程器 .............................................. 17 LED點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理 .......................................... 18 LED點(diǎn)陣內(nèi)部結(jié)構(gòu) ................................................ 18 LED點(diǎn)陣的工作原理 ............................................... 19 第 四 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ........................................................ 20 系統(tǒng) 主程序設(shè)計