【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 ............................................................................................................................... 13 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 14 致 謝 ............................................................................................................................................. 15 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2020 級(jí)課程設(shè)計(jì) 第 1 頁(yè) 共 16 頁(yè) 1 緒論 設(shè)計(jì)目的 學(xué)習(xí)模擬 LED 的方法；掌握外部中斷技術(shù)的基本使用方法；掌握處理程序的編程方法。 設(shè)計(jì)內(nèi)容和要求 本次設(shè)計(jì)我們小組利用雙色 8 8LED 點(diǎn)陣制作簡(jiǎn)易電子廣告牌。為了實(shí)現(xiàn)課程設(shè)計(jì)的 基本要求，我們利用紅色 LED 點(diǎn)陣顯示 “ 中 ” 字樣，利用黃色 LED 點(diǎn)陣實(shí)現(xiàn)迅速變化的流水燈邊框，廣告語(yǔ)中每個(gè)字符顯示的時(shí)間由 8253 定時(shí)器控制，定時(shí)時(shí)間到顯示下一個(gè)字符，設(shè)置每個(gè)字符顯示的時(shí)間為數(shù)秒 不等，可以自行設(shè)置；若鍵盤輸入 “ R” 則返回 DOS，結(jié)束程序。 LED 概述 LED 電子顯示屏（ Light Emitting Diode Panel）是由幾百 幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的像素點(diǎn)，按矩陣均勻排列組成。利用不同的半導(dǎo)體材料可以制造不同色彩的 LED像素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色 LED 的開(kāi)發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。 LED 顯示屏是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的亮度的方式，來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。 LED 顯示屏分為圖文顯示屏 和條幅顯示屏，均由 LED 矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；而條幅顯示屏則適用于小容量的字符信息顯示。 LED 顯示屏因?yàn)槠湎袼貑卧侵鲃?dòng)發(fā)光的，具有亮度高，視角廣、工作電壓低、功耗小、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因而被廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。 LED 顯示屏的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高氣候耐受性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2020 級(jí)課程設(shè)計(jì) 第 2 頁(yè) 共 16 頁(yè) 2 顯示原理及控制方式 LED 點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu) 八十年代以來(lái)出現(xiàn)了組合型 LED 點(diǎn)陣顯示器 模塊，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹(shù)脂和塑模封裝而成。 這種一體化封裝的點(diǎn)陣 LED 模塊， 具有高亮度、引腳少、視角大、壽命長(zhǎng)、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)。 LED 點(diǎn)陣規(guī)模常見(jiàn)的 有 4 4 5 5 8 1616 等等。 根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙 基色、三基色等。像素顏色不同，所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同。單色點(diǎn)陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點(diǎn)亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點(diǎn)亮?xí)r間，則可實(shí)現(xiàn) 256 或更高級(jí)灰度顯示，即可實(shí)現(xiàn)真彩色顯示。 圖 示出最常見(jiàn)的 88 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(hào)點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)與引腳可試驗(yàn)獲得。 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理 LED 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示 兩種。靜態(tài)顯示原理簡(jiǎn)單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)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(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。 點(diǎn)陣式 LED 漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺(jué)暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于 24 幀 /秒，人眼看起來(lái)就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng) 域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線數(shù)量，因此在 LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。 以 88 點(diǎn)陣模塊為例，說(shuō)明一下其使用方法及控制過(guò)程。圖 中，紅色水平線 Y0、Y1……Y7 叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極，每一行 8 個(gè) LED 的陽(yáng)極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線 X0、 X1……X7 叫做列線，接內(nèi)部每列 8個(gè) LED 的陰極，相鄰兩列線間絕緣。 在這種形式的 LED 點(diǎn)陣模塊中，若在某行線上施加高電平（用 “1”表示），在某列線上施加低電平（用 “0”表示）。則行線和列線的交叉點(diǎn)處的 LED 就會(huì)有電流流過(guò)而發(fā)光。圖 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2020 級(jí)課程設(shè)計(jì) 第 3 頁(yè) 共 16 頁(yè) 比如， Y7 為 1， X0 為 0,則右下角的 LED 點(diǎn)亮。再如 Y0 為 1， X0 到 X7 均為 0，則最上面一行 8 個(gè) LED 全點(diǎn)亮。 現(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符 “B”的過(guò)程。其過(guò)程如圖 圖 用動(dòng)態(tài)掃描顯示字符 “B”的過(guò)程 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2020 級(jí)課程設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 16 頁(yè) 3 硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)主要硬件概述 整個(gè)電路由單片機(jī) 89C51， 8 個(gè) 74LS373， 1 個(gè) 74HC154， 1 個(gè) 74LS138,4 個(gè) 1616的 LED。 該電路所設(shè)計(jì)的電子屏可顯示 多 個(gè)漢字，需要 4 個(gè) 1616 LED 點(diǎn)陣模塊，可組成 1664 的 條 形點(diǎn)陣。 AT89C51 是一種帶 4KB 可編程可擦除 只讀存儲(chǔ)器 的低電壓，高性能微處理器，俗稱單 片機(jī) 。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除 100 次。該器件采用 ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 MCS51 指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能 8 位 CPU 和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中， ATMEL 的 AT89C51是一種高效微控制器， AT89C2051 是它的一種精簡(jiǎn)版本。 AT89C51 單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。 AT89C51 引腳即外觀如圖 所示。 圖 AT89C51 的管腳圖 譯碼器是組合邏輯電路的一個(gè)重要的器件， 74LS138 的輸出是低電平有效，故實(shí)現(xiàn)邏輯功能時(shí)，輸出端不可接或門及或非門 ， 74LS138 與前面不同，其有使能端，故使能端必須加以處理，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)需要的邏輯功能。發(fā)光二極管點(diǎn)亮只須使其正向?qū)纯桑鶕?jù) LED 的公共極是陽(yáng)極還是陰極分為兩類譯碼器，即針對(duì)共陽(yáng)極的低電平有效的譯碼器 ； 針對(duì)共陰極 LED 的高電平輸出有效的譯碼器 。 74LS373 是低功耗肖特基 TTL8D 鎖存器，內(nèi)有 8 個(gè)相同的 D 型 (三態(tài)同相 )鎖存器，由兩個(gè)控制端 (11 腳 G 或 EN； 1 腳 OUT、 CONT、 OE)控制。當(dāng) OE 接地時(shí)，若 G 為高電中國(guó)地質(zhì)大學(xué)長(zhǎng)城學(xué)院 2020 級(jí)課程設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 16 頁(yè) 平， 74LS373 接收