【正文】 1 緒 論 4 選題背景及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 5 設(shè)計(jì)目標(biāo)及采取的方案 6 本設(shè)計(jì)的目標(biāo) 8 總體設(shè)計(jì) 12 行驅(qū)動(dòng)電路 17 、 點(diǎn)陣的移動(dòng) 31 附 錄 32 1 緒 論 選題背景及國(guó)內(nèi)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(lái)的新型信息顯示媒體，顯示屏由幾萬(wàn) ?? 幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)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(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(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn) [1]。（ 2）機(jī) 場(chǎng)航班動(dòng)態(tài)信息顯示。（ 6）調(diào)度指揮中心信息顯示。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至 1998 年底，年度銷(xiāo)售總額在 1000 萬(wàn)元以上的企業(yè)有20 多家，其銷(xiāo)售總額達(dá) 6億元左右，占行業(yè)市場(chǎng)總額的 85%以上。 90 年代初即具備了成熟的 16級(jí)灰度 256色視頻控制技術(shù)及無(wú)線遙控等國(guó)際先進(jìn)水平技術(shù)，近年在全彩 色 LED 顯示屏、 256 級(jí)灰度視頻控制技術(shù)、集群無(wú)經(jīng)線控制、多級(jí)群控技術(shù)等方面均有國(guó)內(nèi)先進(jìn)、達(dá)到國(guó)際水平的技術(shù)和產(chǎn)品出現(xiàn)； LED 顯示屏控制專(zhuān)用大規(guī)模集成電路也已由國(guó)內(nèi)企業(yè)開(kāi)發(fā)生產(chǎn)并得到應(yīng)用。高亮度、全彩化藍(lán)色及純綠色 LED 產(chǎn)品自出現(xiàn)以來(lái)，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(yīng)用會(huì)是 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。并且通過(guò)該設(shè)計(jì)課題掌握了 51 單片機(jī)的的軟 硬件開(kāi)發(fā)工具的使用方法，為以后從事相關(guān)行業(yè)的工作積累了實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)。 本設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)，模擬和數(shù)子電路。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在學(xué)校學(xué)習(xí)的理論知識(shí) 和實(shí)際應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，同時(shí)也能培養(yǎng)我獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的科學(xué)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(guò)電路圖進(jìn)行連接。 16ｘ 16 的點(diǎn)陣共有256 個(gè)發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒(méi)有這么多的端口，如果我采用鎖存器來(lái)擴(kuò)展端口，按 8 位的鎖存器來(lái)計(jì)算， 16ｘ 16 的點(diǎn)陣需要 256/8=32 個(gè)鎖存器。具體就 16ｘ 16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（共陽(yáng)極的接法），先送出對(duì)應(yīng)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(shí)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(shí)間，然后熄滅；以此類(lèi)推，第 16 行之后，又重新燃亮第 1行，反復(fù)輪回。顯示時(shí)要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上去，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題。 采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信?hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無(wú)疑是十分經(jīng)濟(jì)的。 解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間矛盾問(wèn)題，可以采用重疊處理的方法。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來(lái)說(shuō)，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并處的移位功能；對(duì)于列數(shù)據(jù)顯示來(lái)說(shuō)，應(yīng)具有并行鎖存的功能。圖片見(jiàn)下圖 。當(dāng) P1口的管腳第一次寫(xiě) 1 時(shí)，被定義為高阻輸入。 P1口管腳寫(xiě)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(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。 P3 口： P3 口管腳是 8 個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O 口，可接收輸出 4 個(gè) TTL 門(mén)電流。 RST：復(fù)位輸入。在平時(shí)， ALE 端以不變的頻率周期輸出正脈沖信號(hào)，此頻率為振蕩器頻率的 1/6。此時(shí)， 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(chǔ)器取指期間，每個(gè)機(jī)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(cè)有 8 個(gè)串行移位寄存器，每個(gè)移位寄存器的輸出都連接一個(gè)輸出鎖存器。 RCLK 是輸出鎖存器的打入信號(hào)，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(jí)連輸出。當(dāng) A、 B 有一個(gè)為高電平，則另一個(gè)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(kuò)散方向相反的電流，由于基極電子大量擴(kuò)散到發(fā)射極集電極電子擴(kuò)散到基極中形成了電流 cI 。 16x16LED 點(diǎn)陣其 實(shí)就是 4 塊 8x8 點(diǎn)陣 LED 級(jí)聯(lián)而成的，因此 特給出 88 點(diǎn)陣 LED 的工作原理。而 16x16 就是在 8x8 原理的基礎(chǔ)上將四塊 8x8 級(jí)聯(lián)而成，如圖 12 圖 10 8 8 點(diǎn)陣 LED 外觀及引腳圖 圖 11 8 8 點(diǎn)陣 LED 等效電路 圖 12 四塊 8x8 點(diǎn)陣 LED 級(jí)聯(lián)成 16x16 點(diǎn)陣 、 LED 點(diǎn)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(chē)、銀行、醫(yī) 院及戶外廣告等地方都有廣泛的應(yīng)用。 LED 驅(qū)動(dòng)顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方法，動(dòng)態(tài)掃描方式是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。 顯示數(shù)據(jù)可通過(guò)單片機(jī)的 P0,P2 口接驅(qū)動(dòng)電路傳輸?shù)近c(diǎn)陣行引腳。能亮的行從上向下掃描完 16 行（相當(dāng)于位碼循 環(huán)移位 16 次）即顯示一幀完整的圖像。漢字庫(kù)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(jī)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(gè)字符，該字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)可以列向（縱向） 16 點(diǎn)組字，又可以行向（橫向） 16 點(diǎn)組字。將原來(lái)字符點(diǎn)陣數(shù)組的 16 個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)一遍延長(zhǎng)，點(diǎn)陣數(shù)組的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為 32個(gè)。掃描完前 16 個(gè)數(shù)據(jù)之后，第 2 次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第 3~18 個(gè)數(shù)據(jù)（第 18 個(gè)數(shù)據(jù)與第 1個(gè)數(shù)據(jù)同），送行碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這 16 個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)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(gè)圖形移動(dòng)的方法，也可以看成是移動(dòng) 16 個(gè)不同的字形。 假設(shè)如果原本某個(gè)漢字的字型（第一個(gè)字型），其編碼為： 00H,10H,20H,30H,40H,50H,60H,70H,80H,90H,0A0H,0B0H,0C0H,0D0H0E0H,0F0H； 第二個(gè)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(gè)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(dāng)?shù)诙€(gè)字型掃描完成之后，就進(jìn)行這樣的調(diào)整動(dòng)作，以產(chǎn)生第三個(gè)字型的編碼。從理論上說(shuō)，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(gè)點(diǎn)所在的位置相對(duì)應(yīng)的 LED 器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時(shí)控制各個(gè)發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱(chēng)為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示方式。 動(dòng)態(tài)掃描的意思簡(jiǎn)單地說(shuō)就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(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。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。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?。?duì)于串行傳輸方式來(lái)說(shuō)，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時(shí)間就太少了，以致影響到 LED 的亮度。經(jīng)過(guò)上述分析，就可以歸納出列驅(qū)動(dòng)器電路應(yīng)具有的功能。首先分析程序所要實(shí)現(xiàn)的功能，程序要實(shí)現(xiàn)串口通信，靜態(tài)顯示，動(dòng)態(tài)顯示三大功能。初始化完成后程序進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)等待中斷的發(fā)生，該程序中主要用到了兩個(gè)外部中斷源和串行中斷。中斷程序設(shè)定了 LED 點(diǎn)陣顯示屏所要顯示的內(nèi)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(kāi)始進(jìn)行調(diào)試。 由于最重要的顯示系統(tǒng)功能的測(cè)試需要軟件配合所以在硬件調(diào)試部分只測(cè)試單片機(jī)復(fù)位電平，功能部分測(cè)試放在系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試部分來(lái)完成。 調(diào)試結(jié)果分析 對(duì)調(diào)試中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了分析，得出以下原因和修改辦法。 經(jīng)過(guò)調(diào) 試和修 改，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了題目所要求的中 文顯示 結(jié)束語(yǔ) 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的工作，終于完成了基于 51單片機(jī)的 LED 顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，項(xiàng)目所要求的功能全部達(dá)到。 從設(shè)計(jì)之初就確定了參照大屏幕顯示屏的 實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)際情況設(shè)計(jì)一款小屏幕的 LED 點(diǎn)陣顯示屏。這些經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)是： （ 1）設(shè)計(jì)之前應(yīng)該進(jìn)行大量的資料收集和分析，確定一個(gè)清晰的設(shè)計(jì)思路； （ 2） 器件選擇時(shí)要詳細(xì)閱讀器件使用手冊(cè)，不但要考慮器件的功能實(shí)現(xiàn)還要考慮器件在整個(gè)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(shí)物建立之前最好進(jìn)行仿 真這樣才能為軟件提供一個(gè)可靠的試驗(yàn)平臺(tái)； （ 4）軟件的編寫(xiě)不但要實(shí)現(xiàn)功能還要不斷的優(yōu)化、簡(jiǎn)練、易讀。 設(shè)計(jì)結(jié)束了，但學(xué)習(xí)還在繼續(xù)。 我還要感謝全 班 同學(xué)，感謝他們大學(xué)四年所做的所有令人感動(dòng)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(shè)施上，我深表感謝，給我們帶來(lái)了極大的方便。 (AN 9206290756). 附 錄 附錄 1（程序代碼） /*16*16 點(diǎn)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(shí)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(zhǔn)備 AB=0。 //為行移位做準(zhǔn)備 SCLT=0。 //循環(huán)兩次 tmp=~lhj[i*2+ia]。 //為列移位做準(zhǔn)備 DATA=tmpamp。 //將 DATA 上的數(shù)據(jù)移入寄存器 } //移入單字節(jié)結(jié)束 } //移入兩個(gè)字節(jié)結(jié)束 DATAOUT|=0X24。 //行數(shù)據(jù)位只在第一行時(shí)為 0，其它時(shí)候都為 1，當(dāng)將這個(gè) 0移入寄存器后，從第一位開(kāi)始一直移位最后一位， //移位的過(guò)程， AB 就必需是 1，這是因?yàn)椴荒芡瑫r(shí)有兩個(gè)及兩個(gè)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(shí)間掃描顯示 { unsigned char i