【正文】 負責(zé)人簽字： 2021 年 11 月 11 日 摘要 I 摘 要 本設(shè)計是 以單片機 AT89S51為控制的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)。 關(guān)鍵詞： AT89S51； LED 點陣顯示 Abstract II Abstract The design is based on AT89S51 microcontroller for the control of the lattice LED39。s panel display 目錄 III 目 錄 1 緒 論 ..............................................................................................1 課題背景 ................................................................................1 選題意義 ................................................................................1 課題設(shè)計目的 ........................................................................2 2 LED 點陣顯示屏系統(tǒng)需求分析 ...................................................3 系 統(tǒng)硬件方案 ......................................................................3 系統(tǒng)軟件方案 ......................................................................9 3 LED 點陣顯示屏系統(tǒng)設(shè)計 .........................................................12 硬件整體設(shè)計 ....................................................................12 譯碼電路設(shè)計 ......................................................................13 驅(qū)動電路設(shè)計 ......................................................................14 通信系統(tǒng)硬件設(shè)計 ..............................................................16 電源設(shè)計 ..............................................................................17 系統(tǒng)軟件設(shè)計 ......................................................................18 4 總結(jié) ..............................................................................................24 5 參考文獻 ......................................................................................25 附錄 ....................................................................................................26 1 緒論 1 1 緒 論 課題背景 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(dǎo)體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。（ 2）機場航班動態(tài)信息顯示。并且對大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的一些理論進行了實踐，使我們對所學(xué)過的理論知識有了新的認識。 （ 3）系統(tǒng)主要由單片機控制系統(tǒng)、通信電路、驅(qū)動顯示電路、譯碼電路與電源等部分組成。幾種設(shè)計方法比較各有其特點： （ 1） 單片機 單片機是集成了 CPU,ROM,RAM,和 I/O 口的微型計算機。使用 Atmel 公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造， 兼容標準 8051 指令系統(tǒng)及引腳。 （ 2） DSP 芯片 DSP 又叫數(shù)字信號處理器。由于FPGA/CPLD 可以通過軟件編程對該硬件的結(jié)構(gòu)和工作方式進行重構(gòu)，修改軟件程序就相當(dāng)于改變了硬件，軟件編寫可以采用自頂向下的設(shè)計方案，而且可以多個人分工并行工作這樣便縮短了開發(fā)周期和上市時間，有利于在激烈的市場競爭中搶占先機。 2 LED 點陣顯示屏系統(tǒng)需求分析 5 通信系統(tǒng) 通信部分要滿足的設(shè)計要求就是穩(wěn)定、快速、簡單易實現(xiàn)。反之，又必須將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)輸入計算機中。 LED 顯示屏是由一個一個的發(fā)光二極管點陣構(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。經(jīng)常采用 的端口擴展方法是用串并轉(zhuǎn)換芯片進行譯碼。也就是說采用動態(tài)掃描顯示需要不斷進行畫面的刷新。 圖 24 硬件設(shè)計方案 系統(tǒng)軟件方案 軟件的設(shè)計除了滿足設(shè)計功能外還必須要滿足易讀寫，方便下載和編譯。 C 語言結(jié)構(gòu)是以括號｛｝而不是子和特殊符號的語言。支持 MCS51用 C語言編程的編譯 器只要有兩種： Franklin C51編譯器和 KEIL C51 編譯器。兩種顯示方法相比較：實時顯示屏幕能及時反應(yīng)上位機內(nèi)容的變化，顯示的效果和內(nèi)容的實時性好多用于新聞播報、實況轉(zhuǎn)播用、但實時顯示硬件開銷大，對通信系統(tǒng)要求高，工藝復(fù)雜，成本高，存儲顯示雖實時性不高但硬件開銷小，成本低廉。 （ 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 3 LED 點陣顯示屏系統(tǒng)設(shè)計 3 必須滿足單片機以及驅(qū)動電路的要求。如果不采用譯碼電路完全依靠單片機的端口輸出來控制 1616 的 LED 點陣顯示屏，需要 32個端口。所以選擇鎖存器 74LS373來完成這一功能。故 8550 在驅(qū)動電路中起到提供驅(qū)動電流和 3 LED 點陣顯示屏系統(tǒng)設(shè)計 5 選通開關(guān)的作用。具體電路如圖 34 所示。在實際的大屏幕 LED 顯示屏設(shè)計中，用電腦 USB 供電明顯不切實際。中斷產(chǎn)生后由預(yù)先初始化時設(shè)定跳轉(zhuǎn)執(zhí)行中斷子程序。 (2)顯示程序的設(shè)計 顯示程序分為靜態(tài)顯示程序、左移顯示、右移顯示、上移顯示、下移顯示五種顯示方式。同理第 17至 32 個元素的第 8 至第 1 位 LED 顯示屏中的第 9 至第 16 行。 EA 為中斷允許總控制位， EA=1 時 CPU開 發(fā)中斷； EA=1 時。通信協(xié)議如表 32 所示： 表 32 串口通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) 第 1 個字節(jié) 第 2至第 33個字節(jié) 第 34 個字節(jié) 內(nèi)容 起始標志位?S? 顯示數(shù)據(jù) 控制指令 作用 判斷是否開 始接收數(shù)據(jù) LED 的顯示內(nèi)容 控制 LED顯示方式 具體串口中斷程序流程圖如圖 311 所示，在主程序中先進行了串行中斷的初始化，初始化內(nèi)容包括了串行工作方式選擇，波特率的設(shè)定，計數(shù)初值的設(shè)定?？梢詫崿F(xiàn)字體左邊運動顯示。 unsigned char point。 // 行移位時鐘 sbit CLEAR_H=P1^7。 unsigned char data ziku[32]。 if(point==0) { if(RECEIVR_buffer==39。 } //T1=0。k++) { SBUF=buffer[k]。 delay(5)。 L1=ziku[i+z]。 if(L1amp。 L2=1。 m=30。 for(k=0。 ziku[n+16]=temp。 } while(l)。n++) { temp=ziku[n]。 m++。 IT0=0。 PS=1。k++) ziku[k]=sort[k]。:while(x) { for(k=0。k++) ziku[k]=sort[k]。:while(x) { for(k=0。 } case 39。 } 附錄 10 else { for(k=0。 ET1=0。 //允許啟用外部中斷 EX0=0。 ziku[n]=temp。k++) { for(n=0。 m=0。 temp=temp|ziku[n+16]。 l=1。 CLEAR_H=1。 CLK_H=1。j18。 A2=H2[i]。 P21=1。 for(k=2。point35) 附錄 5 buffer[point++]=RECEIVR_buffer。 RI=0。 //分別暫存行（ H）列（ L）所要顯示的數(shù)據(jù) unsigned char L1,L2,i,mand,k,j。 // 列移位時鐘 上升沿觸發(fā) sbit CLEAR_L=P1^3。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。詳細程序見附錄 2。因為不同的中斷同時產(chǎn)生而 CPU響應(yīng)的順序取決于內(nèi)部查詢順序。 在編輯中斷程序時首先是將控制寄存器（ IE）初始化。如此循環(huán)則產(chǎn)生一幅穩(wěn)定運動的畫面。所以一幅畫面的數(shù)據(jù)量為32 字節(jié)。外部中斷源由按鍵的電平變化觸發(fā)，外部中斷主要功能是選擇 LED 點陣顯示屏的控制方式是由按鍵控制還是上位機控制和顯示狀態(tài)是靜態(tài)顯示還是動態(tài)顯示。在該顯示系統(tǒng)中， MAX232 為通信系統(tǒng)中最重要的硬件組成部分。 ULN2803 作為列驅(qū)動執(zhí)行的是列選的工作，當(dāng)選通的列輸入高電平平時其對應(yīng)的輸出低電平。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 Ic。結(jié)果就是顯示屏無法導(dǎo)通閃爍，不能顯示所需內(nèi)容。行譯碼所用器件為串并轉(zhuǎn)換器 74LS164 和鎖存器 74LS373。并且顯示要清晰。實 時顯示及上位機屏幕上的內(nèi)容同時顯示在 LED 顯示屏上，上位機上內(nèi)容變化 LED 顯示屏也跟著變化。 系統(tǒng)軟件編譯器介紹 C 語言編寫的程序并不能被單片機直接執(zhí)行還需要編譯為單片機可執(zhí)行的機器語言。其具有執(zhí)行速度快，占內(nèi)存空間少等優(yōu)點，但在編寫復(fù)雜程序是具有明顯的局限性，匯編語言依 賴于具體的機型，不能通用，也不能在不同機型之間移植。 2 LED 點陣顯示屏系統(tǒng)需求分析 8 圖 23 掃描顯示程序原理圖 硬件設(shè)計方案