【正文】 1 緒 論 4 選題背景及國內外研究現(xiàn)狀 5 設計目標及采取的方案 6 本設計的目標 8 總體設計 12 行驅動電路 17 、 點陣的移動 31 附 錄 32 1 緒 論 選題背景及國內外研究現(xiàn)狀 選題背景 LED 顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，顯示屏由幾萬 ?? 幾十萬個半導體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。 LED 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 [1]。（ 2）機 場航班動態(tài)信息顯示。（ 6）調度指揮中心信息顯示。據(jù)不完全統(tǒng)計，至 1998 年底，年度銷售總額在 1000 萬元以上的企業(yè)有20 多家，其銷售總額達 6億元左右，占行業(yè)市場總額的 85%以上。 90 年代初即具備了成熟的 16級灰度 256色視頻控制技術及無線遙控等國際先進水平技術，近年在全彩 色 LED 顯示屏、 256 級灰度視頻控制技術、集群無經(jīng)線控制、多級群控技術等方面均有國內先進、達到國際水平的技術和產(chǎn)品出現(xiàn)； LED 顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路也已由國內企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)并得到應用。高亮度、全彩化藍色及純綠色 LED 產(chǎn)品自出現(xiàn)以來，成本逐年快速降低，已具備成熟的商業(yè)化條件。全彩色 LED 顯示屏的廣泛應用會是 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個新的增長點。并且通過該設計課題掌握了 51 單片機的的軟 硬件開發(fā)工具的使用方法，為以后從事相關行業(yè)的工作積累了實際工作經(jīng)驗。 本設計的理論基礎是單片機技術基礎，模擬和數(shù)子電路。 通過這次畢業(yè)設計使我在學校學習的理論知識 和實際應用有機地結合起來，同時也能培養(yǎng)我獨立思考、勇于創(chuàng)新的科學態(tài)度和鉆研精神，為我將要踏上工作崗位做一次提前的鍛煉。 4） 確定所需的元器件，然后通過電路圖進行連接。 16ｘ 16 的點陣共有256 個發(fā)光二極管，顯然單片機沒有這么多的端口，如果我采用鎖存器來擴展端口，按 8 位的鎖存器來計算， 16ｘ 16 的點陣需要 256/8=32 個鎖存器。具體就 16ｘ 16的點陣來說，把所有同 1行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同 1 列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽極的接法），先送出對應第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第 1行 使其燃亮一定時間，然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第 2行使其燃亮相同的時間，然后熄滅；以此類推，第 16 行之后，又重新燃亮第 1行，反復輪回。顯示時要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應的列驅動器上去，這就存在一個顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。 采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信號線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟的。 解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。對于列數(shù)據(jù)準備來說，它應能實現(xiàn)串入并處的移位功能；對于列數(shù)據(jù)顯示來說，應具有并行鎖存的功能。圖片見下圖 。當 P1口的管腳第一次寫 1 時，被定義為高阻輸入。 P1口管腳寫入 1 后，被內部上拉為高，可用作輸入， P1 口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內部上拉的緣故。這是由于內部上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個帶內部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個 TTL 門電流。 RST：復位輸入。在平時， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時， ALE 只有在執(zhí)行 MOVX， MOVC 指令是 ALE 才起作用。在由外部程序存儲器取指期間，每個機器周期兩次 /PSEN 有效。在 FLASH 編程期間，此引腳也用于施加 12V 編程電源（ VPP）。它的輸入側有 8 個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。 RCLK 是輸出鎖存器的打入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出打入到輸出鎖存器。但因 QH 受輸出鎖存器打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出了 QH′，作為與移位寄存器完全同步的級連輸出。當 A、 B 有一個為高電平，則另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 CLOCK 上升沿作用下決定 Q0 的狀態(tài)。發(fā)射極產(chǎn)生和電子擴散方向相反的電流，由于基極電子大量擴散到發(fā)射極集電極電子擴散到基極中形成了電流 cI 。 16x16LED 點陣其 實就是 4 塊 8x8 點陣 LED 級聯(lián)而成的，因此 特給出 88 點陣 LED 的工作原理。而 16x16 就是在 8x8 原理的基礎上將四塊 8x8 級聯(lián)而成，如圖 12 圖 10 8 8 點陣 LED 外觀及引腳圖 圖 11 8 8 點陣 LED 等效電路 圖 12 四塊 8x8 點陣 LED 級聯(lián)成 16x16 點陣 、 LED 點陣的顯示文字圖形原理 漢字顯示屏用于顯示漢字、字符及圖像信息，在公共汽車、銀行、醫(yī) 院及戶外廣告等地方都有廣泛的應用。 LED 驅動顯示采用動態(tài)掃描方法，動態(tài)掃描方式是逐行輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以實現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅動器。 顯示數(shù)據(jù)可通過單片機的 P0,P2 口接驅動電路傳輸?shù)近c陣行引腳。能亮的行從上向下掃描完 16 行（相當于位碼循 環(huán)移位 16 次）即顯示一幀完整的圖像。漢字庫從該位置起的 32 字節(jié)信息記錄了該字的 字模信息。在本例中單片機首先顯示的是左上角的第一列的部分，即第 0 列的P00~P07 口。 9DH ECH 2DH F7H B5H F9H 39H BEH BDH 7FH 3FH 80H FFH FFH FFH FFH。要顯示一個字符，該字符的點陣數(shù)據(jù)可以列向（縱向） 16 點組字，又可以行向（橫向） 16 點組字。將原來字符點陣數(shù)組的 16 個數(shù)據(jù)重復一遍延長，點陣數(shù)組的數(shù)據(jù)個數(shù)為 32個。掃描完前 16 個數(shù)據(jù)之后，第 2 次掃描從點陣數(shù)組中取第 3~18 個數(shù)據(jù)（第 18 個數(shù)據(jù)與第 1個數(shù)據(jù)同），送行碼輸出口，對應于這 16 個數(shù)據(jù)，同時用列碼輸出口輸出列碼，仍分別控制掃第 1~16 列。 以上完成一個圖形移動的方法，也可以看成是移動 16 個不同的字形。 假設如果原本某個漢字的字型（第一個字型），其編碼為： 00H,10H,20H,30H,40H,50H,60H,70H,80H,90H,0A0H,0B0H,0C0H,0D0H0E0H,0F0H； 第二個字型的編碼為： 20H,30H,40H,50H,60H,70H,80H,90H,0A0H,0B0H,0C0H,0D0H0E0H,0F0H, 00H，10H 也就是把第 一個字型的編碼中，第 1列顯示數(shù)據(jù)，變?yōu)榈?2列顯示數(shù)據(jù)；第2 列顯示數(shù)據(jù)，變成第 3 列顯示數(shù)據(jù)；第 3 列顯示數(shù)據(jù)，變成第 4 列顯示數(shù)據(jù)；第 4 列顯示數(shù)據(jù)，變成第 5 列顯示數(shù)據(jù)同樣的，當?shù)诙€字型掃描完成之后，就進行這樣的調整動作，以產(chǎn)生第三個字型的編碼。從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各 個點所在的位置相對應的 LED 器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅動顯示方式。 動態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以 實現(xiàn)多行（比如 16行）的同名列共用一套驅動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中，按 8 位一個字節(jié)的形式順序排放。當列數(shù)很多時，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準備時間可能相當長，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時間就太少了，以致影響到 LED 的亮度。經(jīng)過上述分析，就可以歸納出列驅動器電路應具有的功能。首先分析程序所要實現(xiàn)的功能，程序要實現(xiàn)串口通信，靜態(tài)顯示，動態(tài)顯示三大功能。初始化完成后程序進入待機狀態(tài)等待中斷的發(fā)生，該程序中主要用到了兩個外部中斷源和串行中斷。中斷程序設定了 LED 點陣顯示屏所要顯示的內容和顯示的方式，最后執(zhí)行的是各種顯示程序。軟件硬件完成后開始進行調試。 由于最重要的顯示系統(tǒng)功能的測試需要軟件配合所以在硬件調試部分只測試單片機復位電平，功能部分測試放在系統(tǒng)聯(lián)合調試部分來完成。 調試結果分析 對調試中出現(xiàn)的問題進行了分析，得出以下原因和修改辦法。 經(jīng)過調 試和修 改，系統(tǒng)實現(xiàn)了題目所要求的中 文顯示 結束語 經(jīng)過一段時間的工作，終于完成了基于 51單片機的 LED 顯示系統(tǒng)的設計，項目所要求的功能全部達到。 從設計之初就確定了參照大屏幕顯示屏的 實現(xiàn)方法和實際情況設計一款小屏幕的 LED 點陣顯示屏。這些經(jīng)驗和教訓是： （ 1）設計之前應該進行大量的資料收集和分析，確定一個清晰的設計思路； （ 2） 器件選擇時要詳細閱讀器件使用手冊，不但要考慮器件的功能實現(xiàn)還要考慮器件在整個系統(tǒng)中的兼容性； （ 3） 硬件的系統(tǒng)的建立必須合理和穩(wěn)定，實物建立之前最好進行仿 真這樣才能為軟件提供一個可靠的試驗平臺； （ 4）軟件的編寫不但要實現(xiàn)功能還要不斷的優(yōu)化、簡練、易讀。 設計結束了，但學習還在繼續(xù)。 我還要感謝全 班 同學，感謝他們大學四年所做的所有令人感動的、幽默的、滑稽的、荒誕的事情。不管是從師資 還是其它的輔助設施上，我深表感謝，給我們帶來了極大的方便。 (AN 9206290756). 附 錄 附錄 1（程序代碼） /*16*16 點陣屏的顯示 */ include include define DATAOUT P2 //指定 P2 口做為輸出 sbit DATA=DATAOUT^0。 //行數(shù)據(jù)輸出位 sbit SCK=DATAOUT^5。//指定時間掃描顯示 code unsigned char lin[32]={ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x1F,0xF0,0x12,0x20,0x12,0x20,0x12,0x20,0x12,0x20,0xFF,0xFC, 0x12,0x22,0x12,0x22,0x12,0x22,0x12,0x22,0x1F,0xF2,0x00,0x02,0x00,0x0E,0x00,0x00/*電 ,0*/ }。 code unsigned char LY[32]={//圖案數(shù)據(jù) 0x08,0x20,0x08,0x30,0xFF,0xE0,0x08,0x42,0x08,0x4C,0x1F,0xF0,0x12,0x10,0x12,0x1A, 0x13,0xF2,0x10,0x04,0xFF,0xC8,0x10,0x30,0x50,0xCC,0x37,0x02,0x12,0x1C,0x00,0x00/*城 ,6*/ }。i++) lhj[i]=LY[i]。i++) lhj[i]=lin[i]。i++) lhj[i]=yang[i]。i++) lhj[i]=dian[i]。i++) lhj[i]=zi[i]。i++) lhj[i]=ch[i]。 //置位高電平做準備 AB=0。 //為行移位做準備 SCLT=0。 //循環(huán)兩次 tmp=~lhj[i*2+ia]。 //為列移位做準備 DATA=tmpamp。 //將 DATA 上的數(shù)據(jù)移入寄存器 } //移入單字節(jié)結束 } //移入兩個字節(jié)結束 DATAOUT|=0X24。 //行數(shù)據(jù)位只在第一行時為 0，其它時候都為 1，當將這個 0移入寄存器后，從第一位開始一直移位最后一位， //移位的過程， AB 就必需是 1，這是因為不能同時有兩個及兩個以上 0 的出現(xiàn)，否則顯示出亂 } j=64。 //將最后一行數(shù)據(jù)移出 } void displayS(unsigned int timer) //指定時間掃描顯示 { unsigned char i