【正文】 1632 點(diǎn)陣 LED 電子顯示屏系統(tǒng)硬件部分的各功能模塊分述，經(jīng)過合理的設(shè)計(jì)論證后和就可以整體結(jié)合在一起，再根據(jù)設(shè)計(jì)配備好各元器件實(shí)物，通過組裝后等在單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器里放入編制好的程序即可成為一個(gè)完整的應(yīng)用系統(tǒng)。行信號(hào) A、 B、 C、 D 的順序變化范圍從 0000、 00000至 l111，來(lái)一個(gè)選通信號(hào)，行信號(hào)順序就變化一次，其頻率由掃描電路決定。 SCLR 信號(hào)是移位寄存器的清零輸入端，當(dāng)其為低時(shí)移位寄存器的輸出全部為零。單片機(jī)振蕩器反相 放大器的輸入端（ XTAL1）和輸出端（ XTAL2）之間接上 12MHz 或更高頻率的晶振，以獲得較高的刷新頻率，使顯示更穩(wěn)定。當(dāng) EA保持低電平時(shí)，則只訪問外 ROM，不管芯片內(nèi)有否內(nèi) ROM。當(dāng) ALE 信號(hào)有效時(shí)， P0 口傳送的是低 8 位地址信號(hào)； ALE 信號(hào)無(wú)效時(shí)， P0 口傳送的是低 8 位地址信號(hào)。全靜態(tài)擦寫周期： 0Hz— 33Hz 系統(tǒng) 硬件部分電路大致上可以分成穩(wěn)壓電源、單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動(dòng)器電路、行驅(qū)動(dòng)器電 路和 LED 顯示屏電路五部分。顯然，采用并行方式時(shí)，從控制電路到列驅(qū)動(dòng) 器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。 LED。 19 參考文獻(xiàn) 10 2. 5 LED 顯示屏電路 4 2. 2. 1 單片機(jī)的選擇 評(píng)分人 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容 滿分 得分 評(píng) 閱 教 師 1. 論文選題的價(jià)值與合理性 15 2. 論文的難度、工作量大小和創(chuàng)新性 30 3. 論證過程的合理性與結(jié)果的正確性 25 4. 文字表達(dá)水平、文章的邏輯性與寫作規(guī)范 30 合 計(jì) 100 是否同意答辯： 評(píng)閱教師簽字： 年 月 日 評(píng)分人 評(píng) 價(jià) 內(nèi) 容 滿分 得分 答 辯 小 組 1. 內(nèi)容的科學(xué)性、創(chuàng)新性或應(yīng)用性 35 2. 論文寫作水平及知識(shí)掌握程度 25 3. 語(yǔ)言表達(dá)能力、邏輯思維能力、 回答問題的正確性 40 合 計(jì) 100 答辯是否通過： 答辯小組組長(zhǎng)簽字： 年 月 日 評(píng)定成績(jī) 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)（ 40%） 論文評(píng)閱成績(jī)（ 30%） 論文答辯成績(jī)（ 30%） 總成績(jī) 論文等級(jí) 系部畢業(yè)論文領(lǐng)導(dǎo)小組負(fù)責(zé)人簽字（系部公章）： 年 月 日 學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定表 題 目 基于單片機(jī)的 LED 點(diǎn)陣電子顯示屏設(shè)計(jì) 姓 名 黃慧敏 學(xué)號(hào) 20xx540330110 系 部 電子信息工程系 專 業(yè) 電子信息工程技術(shù) 指導(dǎo)教師 彭高豐 職稱 講師 20xx 年 11 月 17 日 長(zhǎng)沙師范專科學(xué)校教務(wù)處制 中文摘要： 電子顯示屏的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，它作為一個(gè)重要的宣傳平臺(tái)，已經(jīng)受到全社會(huì) 的普遍認(rèn)可。但同時(shí)應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到我國(guó)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。因此此課題不論是對(duì)自己的就業(yè)還是對(duì)我國(guó) LED 顯示技術(shù)的發(fā)展都有非?，F(xiàn)實(shí)與積極的意義。本課題以單片機(jī)為控制核心，通過 8 8LED 電子顯示屏及相關(guān)的外圍電路，設(shè)計(jì)制作了一個(gè) 16 32 點(diǎn)陣 LED 電子顯示屏。 7 2. 3 列驅(qū)動(dòng)電路 20 附錄 Lattice display。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并行傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹? 2． 1 電源設(shè)計(jì) 穩(wěn)壓電源的功能是把來(lái)自電網(wǎng)的 220V 交流電壓轉(zhuǎn)變?yōu)樗璧?、穩(wěn)定的直流電壓。三級(jí)加密程序存儲(chǔ)器 在 ALE 信號(hào)的下降沿，鎖定 P0 口傳送的內(nèi)容，即低 8 位地址信號(hào)。 （ 2） VPP 功能：片內(nèi)有 EPROM 的芯片，在 EPROM 編程期間，此引腳用于施加編程電源。電容 C C5 是晶振的負(fù)載電容，主要起頻率微調(diào)和穩(wěn)定的作用。由于 SCK 和 RCK 兩個(gè)信號(hào)是互相獨(dú)立的，所以能夠 做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。 由于行驅(qū)動(dòng)電路一條行線上要帶動(dòng) 16 列的 LED 進(jìn)行顯示，按每一 LED 器件20mA 電流計(jì)算， 16 個(gè) LED 同時(shí)發(fā)光時(shí)，就需要 1620=320mA 的驅(qū)動(dòng)電流，選用三極管 8550 作為驅(qū)動(dòng)管可以在邏輯功能和驅(qū)動(dòng)能力上符合 LED 的驅(qū)動(dòng)要求。系統(tǒng)綜合電路原理圖見附錄一。根據(jù)總體結(jié)構(gòu)，可將程序劃分為幾個(gè)功能化模塊：串行口中斷服務(wù)程序、 多字滾動(dòng)顯示子程序、單字顯示子程序、掃描程序 。但編制好的程序或焊接好的線路不能按預(yù)計(jì)的那樣正常工作是常見的事，多少會(huì)出現(xiàn)一些硬件、軟件上的錯(cuò)誤。 根據(jù)實(shí)踐證明， 這個(gè)方案設(shè)計(jì)的 1632 點(diǎn)陣 LED 圖文顯示屏， 結(jié)構(gòu)合理 ，成本較低，且較容易擴(kuò)展成更大的顯示屏；顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足；顯示圖形或文字穩(wěn)定、清 晰無(wú)串?dāng)_；可用靜止、移入移出等多種顯示方式顯示圖形或文字。電子設(shè)計(jì)競(jìng)賽實(shí)訓(xùn)教程 [M]．北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [2]繆思恩 .LED 大屏幕顯示電路設(shè)計(jì) [J]。 LED點(diǎn)陣的應(yīng)用很廣，對(duì)于不同的應(yīng)用環(huán)境和應(yīng)用要求，可以有各種各樣的應(yīng)用方式 ，在這里就不做詳盡敘述。調(diào)試可分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。這樣可方便程序調(diào)用，程序整 體層次清晰，結(jié)構(gòu)一目了然，方便 開 始 系統(tǒng)初始化 顯示時(shí)間溫度 “左滾屏”顯示效果循環(huán) 圖 31 系統(tǒng)主程序的總體結(jié)構(gòu) KEY4 個(gè)按鍵 K1 切換 K2 調(diào)整 K3 加 K4 減 顯示數(shù)據(jù) 顯示 退出中斷 圖 32 顯 示驅(qū)動(dòng)程序流程圖 閱讀。軟件的設(shè)計(jì) 是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序。在掃描驅(qū)動(dòng)方式下可以按行掃描按列控制，當(dāng)然也可以按列掃描按行控制。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)聯(lián)輸出。移位數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收均以 8 位為一幀，不設(shè)起始位和停止位，無(wú)論輸入 /輸出，均低位在前高位在后。 P0口是一組 8 位漏級(jí)開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。但是，當(dāng)CPU 執(zhí)行 MOVX 指令時(shí)， ALE 將跳過一個(gè) ALE 脈沖。 32 個(gè)可編程 I/O 口線 圖中變壓器 T 將來(lái)自電網(wǎng)的 220V 交流電壓變換為整流電路所需要的 交流電壓，再經(jīng)整流電橋（ 4 個(gè)二極管） D1 將交流電壓變換成脈動(dòng)的直流電壓，隨后電解電容器 C1 將脈動(dòng)直流電壓中的大部分紋波加以濾除，以得到較 為平滑的直流電壓。但 是，串行傳輸過程較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行的各 列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿恢螅@一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。 Assembly language. 第一章 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案 需要實(shí)現(xiàn)的功能 設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)用 1632 點(diǎn)陣 LED 圖文顯示屏，要求在目測(cè)條件下 LED 顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯 示圖形或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。 1 1． 2 設(shè)計(jì)方案論證 論文重點(diǎn)闡述了顯示模塊及相關(guān)驅(qū)動(dòng)模塊等的模塊設(shè)計(jì)思路與制作方法。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示 方式。并且通過該設(shè)計(jì)課題掌握了 51 單片機(jī)的的軟硬件開發(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)。 未完成的工作： 寫出系統(tǒng)軟件代碼； 后期調(diào)試和測(cè)試； 畢業(yè)答辯。一份裝入學(xué)生檔案；一份按此表、開題報(bào)告、中期檢查表、成績(jī)?cè)u(píng)定表、論文正文的順序裝訂成冊(cè)，留院（系）存檔。 11 第三章 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì) 關(guān)鍵詞： AT89C55 單片機(jī)； LED；點(diǎn)陣顯示；動(dòng)態(tài)顯示；匯編語(yǔ)言。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)膯栴}。單片機(jī)及相應(yīng)軟件，主要負(fù)責(zé)存儲(chǔ)（或生成）顯示數(shù)據(jù)、安排控制信號(hào)的定時(shí)與順序等。 20K 字節(jié)可重擦寫 Flash 閃速存儲(chǔ)器 （ 1） ALE 功能：用來(lái)鎖存 P0 口送出的低八位地址。 AT89C55 單片機(jī) ROM 尋址范圍為 64KB，其中 20KB在片內(nèi)， 60KB 在片外。 P3 口是帶內(nèi)部上拉電阻的雙向 I/O口，向 P3口寫入 1時(shí) P3口被內(nèi)部上拉為高電平可用作輸入口，當(dāng)作為輸入腳時(shí)被外部拉低的 P3口會(huì)因?yàn)閮?nèi)部上拉而輸出電流 。 RCK 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。如 0Y 端輸出低電平，此信號(hào) 傳至相應(yīng)的 PNP 型三極管 Q1，此時(shí)，三極管的基極為低電平，因此，發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，三極 管導(dǎo)通，其集電極再將高電平加于 LED 陣列的對(duì)應(yīng)的行上，即將此行選通；而同時(shí) 74HC154 的其它端輸出高電平而致使該行對(duì)應(yīng)的 三極管截止，從而所對(duì)應(yīng) LED行線不被選通。例如：如果想使屏幕左上角 LED 點(diǎn)亮，左下角 LED 熄滅的話，在掃描到第一行時(shí)，第一列的電位就應(yīng)該為低，而掃描到第八行 時(shí)第一列的電位就應(yīng)該為高。首先是顯示時(shí)間，按鍵有 4 個(gè)。系統(tǒng)程序清單見附錄二。 從理論上來(lái)說， 24Hz 以上的刷新率就能看到連續(xù)穩(wěn)定的顯示，刷新率越高，顯示越穩(wěn)定，同時(shí)刷新率越高，顯示驅(qū)動(dòng)程序占用的 CPU 時(shí)間也越多。在此，謹(jǐn)向彭高豐老師以及幫助過我的同學(xué)以誠(chéng)摯 的謝意！ 最后，衷心感謝在百忙之中抽出寶貴時(shí)間對(duì)此論文進(jìn)行評(píng)閱與審議的老師們。從課題選擇、方案論證到具體設(shè)計(jì)，每一步對(duì)我來(lái)說無(wú)疑是巨大的嘗試和挑戰(zhàn)，我不斷地給自己提出新的問題，然后去論證、推翻，不懂就請(qǐng)教老師 或同學(xué)，再接著提出新的問題，在這個(gè)往復(fù)的過程中，我這篇稚嫩的設(shè)計(jì)日趨完善。在對(duì)各個(gè)硬件模塊進(jìn)行測(cè)試時(shí)，要保證軟件正確的情況下去測(cè)試硬件，要不然發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，不知道到底是哪一方出錯(cuò)了。顯示驅(qū)動(dòng)程序在進(jìn)入中斷后首先要對(duì)定時(shí)器 T0 重新賦初值，以保證顯示屏刷 新率的穩(wěn)定， 1/16 掃描顯示屏的刷新率（幀頻）計(jì)算公式如下： 刷新率（幀頻） = 161 T0 溢出率 =321)65536(12 0tfosc ? 其中 fosc 為晶振頻率， t0 為定時(shí)器 T0 初值（工作在 16 位定時(shí)器模式）。本設(shè)計(jì)的 LED 顯示屏軟件的主要功能是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。 88 LED 點(diǎn) 陣是最基本的點(diǎn)陣顯示模塊，理解了 88 LED 點(diǎn)陣的工作原理就可以基本掌握 LED 點(diǎn)陣顯示技術(shù)。 74HC154 為 變量譯碼器，也稱二進(jìn)制譯碼器，它是一種 四線 — 十六線譯碼器 , 譯碼的輸入端有 4 個(gè)，輸出端有24=16 個(gè)， 并有兩個(gè)選通端（使能端），它的管腳形式如圖 26 所示，當(dāng)選通端 E E 2 均為低電平時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)，可將地址輸入端（ A0～ A3）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 P1 口的低 4 位與行驅(qū)動(dòng)器相連，送出二進(jìn)制的行選信號(hào)； ～ 口則用來(lái)發(fā)送控制信號(hào)。在 Flash 編程時(shí)， P0 端口接收指令字節(jié)；而在驗(yàn)證程序時(shí)，則輸出指令字節(jié)。 89C51 讀外 ROM 時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期內(nèi) PSEN 兩次有效輸出。低功耗空閑和掉電模式 功能特性概述： 這個(gè) AT89C55 的是一種低功耗，高性能 8 位 CMOS 單片機(jī)，具有 20K 字節(jié)可重擦寫 Flash閃速存儲(chǔ)