【文章內(nèi)容簡介】 成本較低，缺點在于連接線路復(fù)雜；而點陣模塊構(gòu)成的方法卻正好與之相反，模塊構(gòu)成省約了大量的連線，不過當(dāng)一個 LED 出現(xiàn)問題時同在一個模塊的所有 LED 都必須被更換。這就加大了維修的成本。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯 妥炮十略役渡猙喊疥 兩種方法相比較，決定采取模塊構(gòu)成的方法來制作一個 LED 點陣顯示屏。為了避免模塊的缺點，選擇點陣數(shù)較小的模塊來減小出現(xiàn)這一問題的風(fēng)險。所以構(gòu)建一個 1616 的 LED 點陣屏選用四塊 88 點陣模塊。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 圖 22 LED 點陣圖 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生 畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 一個 1616 的 LED 顯示屏行和列各有 16 支引腳，不能單靠 51 單片機(jī)的端口驅(qū)動所以必須要對單片機(jī)的端口個數(shù)進(jìn)行擴(kuò)展。經(jīng)常采用的端口擴(kuò)展方法是用串并轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行譯碼。常用的串并轉(zhuǎn)換芯片有 74LS154（ 4 線 16 線譯碼器）、 74LS164（ 8 位串并轉(zhuǎn)換器）、 74HC595 等。 51 系列單片機(jī)端口低電平時，吸入電流可達(dá)２０ｍＡ，具有一定的驅(qū)動能力；而為高電平時，輸出 電流僅數(shù)十 μＡ甚至更?。娏鲗嶋H上是由腳的上拉電流形成的），基本上沒有驅(qū)動能力，所以單片機(jī)不能直接驅(qū)動 LED 顯示屏顯示。在單片機(jī)和顯示屏之間還需要增加以功能放大位目的的驅(qū)動電路 [7]。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 硬件設(shè)計方案 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良 既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 最終方案如圖 23 所示，以 PC 機(jī)作為上位機(jī)存儲和處理顯示內(nèi)容用串行通信的方式將顯示內(nèi)容和控制指令傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)根據(jù)上位機(jī)傳輸來的內(nèi)容和指令通過端口譯碼擴(kuò)展后驅(qū)動 4 塊 88LED 點陣模塊構(gòu)成的 1616 的 LED 點陣顯示屏。題目將以此方案為指導(dǎo)思想展開具體的硬件電路設(shè)計。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭 旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 單片機(jī)譯碼電路1 6 1 6 L E D顯 示 屏顯示驅(qū)動電路串行通信P C 機(jī) 圖 23 硬件設(shè)計方案 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 系統(tǒng)軟件方案 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊 昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 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。設(shè)計目標(biāo)和硬件總體結(jié)構(gòu)確定的情況下，軟件可以分為主程序，顯示子程序，各種特效顯示子程序，通信程序三個主要部分組成。 具體結(jié)構(gòu) 如圖 24 所示。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 通 信 程 序控 制 程 序主 程 序靜 態(tài) 顯 示 程 序特 效 顯 示 程 序 圖 24 軟件功能結(jié)構(gòu)框圖 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 軟件的編寫需要借助軟件編輯器和編譯軟件，編譯完成后還需要下載到單片機(jī)中執(zhí)行。編寫軟件之前得首先選擇一種合適的語言以及配套的編輯器和編譯軟件。最后還要選擇一款與所選單片機(jī)的下載器或下載軟件來把編寫的程序下載到單片機(jī)中執(zhí)行。 基于 51單 片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 單片機(jī)編程語言 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 現(xiàn)在主要運用的單片機(jī)編程語言為匯編語言和 C 語言。兩種語言相比較各有優(yōu)點。 基 于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 匯編語言 (Assembly Language)是面向機(jī)器的程序設(shè)計語言，是一種功能很強(qiáng)的程序設(shè)計語言，也是利用計算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件的語言。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)雜程序時具有明顯的局限性，匯編語言依賴于具體的機(jī)型，不能通用，也不能在不同機(jī)型之間移植 [8]。 基于 51單 片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 上位機(jī)控制傳輸軟件 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 其中系統(tǒng)采用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍的 PC 機(jī)作為上位機(jī)，這樣對該顯示系統(tǒng)的硬件 要求便降低了，增加了系統(tǒng)的通用性。上位機(jī)的作用是存儲并處理顯示內(nèi)容，然后通過通信系統(tǒng)傳送到控制系統(tǒng)驅(qū)動顯示。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 LED 顯示上位機(jī)的內(nèi)容一般有實時顯示和存儲顯示兩種方法。實時顯示及上位機(jī)屏幕上的內(nèi)容同時顯示在 LED 顯示屏上，上位機(jī)上內(nèi)容變化 LED 顯示屏也跟著變化。存儲顯示是將顯示內(nèi)容處理過后存儲在上位機(jī)中通 過通信系統(tǒng)傳輸?shù)斤@示屏顯示 [9]。兩種顯示方法相比較：實時顯示屏幕能及時反應(yīng)上位機(jī)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。課題設(shè)計題目對顯示的實時性要求較低且所設(shè)計的顯示屏尺寸不大同時顯示的內(nèi)容不多，所以實時顯示就沒有必要。所以上位機(jī)選擇存儲顯示的方法，控制 LED 顯示屏的顯示內(nèi)容 [10]。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟 奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 硬件整體設(shè)計概述及功能分析 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II 本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊 昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 顯示系統(tǒng)具體設(shè)計主要由上位機(jī)，通信系統(tǒng)，單片機(jī)系統(tǒng)，譯碼電路，顯示驅(qū)動電路和 1616 的點陣屏六部分組成。具體工作流程為：上位 PC 機(jī)通過通信系統(tǒng)向單片機(jī)發(fā)送控制指令和顯示代碼內(nèi)容，單片機(jī)接收后執(zhí)行控制指令處理顯示代碼將顯示內(nèi)容通過 I/O 口串行輸出并且控制譯碼電路完成串并轉(zhuǎn)換并行輸出，最后由顯示驅(qū)動電路進(jìn)行電壓和電流的處理以達(dá)到 LED 顯示屏的顯示電流，電壓要求進(jìn)而使顯示屏顯示內(nèi)容 [11]。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 根據(jù)硬件的功能結(jié)構(gòu)圖選取合適器件，器件不但要求能實現(xiàn)所要求的功能還要能兼容至整個系統(tǒng)之中。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 該系統(tǒng)所 要實現(xiàn)的功能和要求有以下幾點： 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 1） LED 顯示屏的面積必須滿足至少顯示一個漢字的標(biāo)準(zhǔn)。并且顯示要清晰。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役 渡猙喊疥 （ 2）驅(qū)動電路要能提供 LED 顯示所需范圍內(nèi)的電壓和電流要求。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 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必須滿足單片機(jī)以及驅(qū)動電路的要求。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成 杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 4）單片機(jī)要能接收上位機(jī)的指令和顯示內(nèi)容且能夠處理后控制 LED 顯示屏的顯示，并且端口驅(qū)動能力要足以驅(qū)動譯碼電路。執(zhí)行頻率要能達(dá)到掃描顯示的最低要求。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 5）單片機(jī)由 ISP 下載線下載程序和供電，可不設(shè)立專用供電電源。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 （ 6）由串口完成單片機(jī)與上位機(jī)的通信，通信速度和數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃砸_(dá)到顯示要求。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 控制單元設(shè)計 基于 51單 片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1II本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 控制單元是整個顯示系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)中采用 51 系列單片機(jī)為核心器件，用來和上位機(jī)通信處理上位機(jī)發(fā)送的控制指令和顯示內(nèi)容。并且直接輸出數(shù)據(jù)通過譯碼電路控制 LED 顯示屏的顯示內(nèi)容和顯示狀態(tài)。 基于 51單片機(jī)的 LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 1I I本科生畢業(yè)論文 課程設(shè)計 盟奮漂告身良既濰緝尸吱障怎疇品鰓菊昭旭磚障窿疥 原軒撻嬸推擬娃成杜肝澡賂惶粗吠戍冬謗舟咆枷性撰蠢靶激像耶手矢馭斯妥炮十略役渡猙喊疥 在 51 系列單片機(jī)中選定一款合適的機(jī)型來作為控制單元的主控芯片。根據(jù)題目的要求該芯片必須要具有的就是方便的編程能力，因為在軟件設(shè)計時方便的程序下載對程序的驗證和編寫非常有用。還有就是為了提高 LE