【導(dǎo)讀】基于51單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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。摘要：本文介紹了一款以單片機(jī)AT89S51為控制器的LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計。并且可以通過級連的方式來擴(kuò)大。顯示屏幕的尺寸以達(dá)到增加顯示內(nèi)容的目的。系統(tǒng)采用PC機(jī)作為上位機(jī)，上位機(jī)。除此之外，該系統(tǒng)只占用了單片機(jī)少量的I/O口和內(nèi)存，為系統(tǒng)留下了功。利用不同的材料可。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。純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更。機(jī)場航班動態(tài)信息顯示。港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。道路交通信息顯示。調(diào)度指揮中心信息顯示。商場購物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示。

　　

【正文】 （ A， B）可控制數(shù)據(jù)。當(dāng) A、 B 任意一個為低電平，則禁止新數(shù)據(jù)輸入 ，在時鐘端（ CLOCK）脈沖上升沿作用下 Q0為低電平。當(dāng) A、 B 有一個為高電平，則另一個就允許輸入數(shù)據(jù)，并在 CLOCK 上升沿作用下決定 Q0 的狀態(tài)。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 表 31 74LS164 工作參數(shù) 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 參數(shù) 最小值 標(biāo)準(zhǔn)值 最大值 單位 高電平輸入電壓 2 — — V 低電平輸入電壓 — — V 高電平輸出電壓 V 低電平輸出電壓 — V 時鐘頻率 0 — 25 MHZ 這就要求單片機(jī)的引腳輸出的高低電平要在芯片的識別范圍內(nèi)，由于采用了列選通行傳送顯示代碼的方法所以行譯碼電路上也加上了 74L373 鎖存芯片。這就要求 74LS164 芯片的輸出要滿足鎖存芯片的高低電平區(qū) 分范圍和頻率要求。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 鎖存器 74L373 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 由于 74LS164 芯片不具有鎖存功能，所 以在 74LS164 進(jìn)行八位數(shù)據(jù)的串并轉(zhuǎn)換時，串行數(shù)據(jù)的第一位會從 QA 依次移位到 QH,第二位數(shù)據(jù)會從 QA 依次移位到QG，依次類推在八位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換完成之前 74LS164 芯片的輸出會出現(xiàn)一段時間的亂序輸出，這一結(jié)果會通過驅(qū)動電路表現(xiàn)在顯示屏上。結(jié)果就是顯示屏無序?qū)ㄩW爍，不能顯示所需內(nèi)容。因此在串并轉(zhuǎn)換完成前就需要 74LS164 的輸出口不與驅(qū)動電路導(dǎo)通。所以選擇鎖存器 74LS373 來完成這一功能。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 74LS373 為八 D 鎖存器 (3S,鎖存允許輸入有回環(huán)特性 )。 373 為三態(tài)輸出的八 D透明鎖存器 ,共有 54/74S373 和 54/74LS373 兩種線路結(jié)構(gòu)形式當(dāng)三態(tài)允許控制端 OE為低電平時， O0~O7 為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動負(fù)載或總線。當(dāng) OE 為高電平時，O0~O7 呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端 LE 為高電平時， O 隨數(shù)據(jù) D 而變。當(dāng) LE 為低電平時， O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電 平。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 表 32 74LS373 工作參數(shù)表 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 參數(shù) 最小值 額定值 最大值 單位 電源電壓 5 V 輸入高電平電壓 2 — — V 輸入低電平電壓 — — V 輸出高電平電壓 — — － mA 輸出低電平電壓 — — 24 mA 由表與表比較可以看出， 74LS164 的輸出條件與 74LS373 的輸入條件相匹配，理論上可以實(shí)現(xiàn)鎖存器對譯碼器的數(shù)據(jù)鎖存。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 驅(qū)動電路設(shè)計 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 行驅(qū)動電路設(shè)計 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 發(fā)光二極管， LED(Light Emitting Diodes)，即是在在某些半導(dǎo)體材料的 PN 結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 PN 結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 LED。 行驅(qū)動采用 PNP 三極管 8550 接法如圖 34 示： 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 1 K5 VL E D 點(diǎn) 陣 屏 陽 極譯 碼 電 路 輸 出 圖 34 行驅(qū)動器件 8550 的接法 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 8550 為 PNP 型三極管，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 35 示。發(fā)射極 e 接 5V 電源，基極接譯碼信號輸出端，集電極接輸出驅(qū)動 LED 點(diǎn)陣屏。當(dāng)譯碼器端口輸出為低電平時，發(fā)射極與基極電勢差為 5V－ 0v 基極中帶負(fù)電的電子越過 PN 結(jié)擴(kuò)散到發(fā)射區(qū)。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 。當(dāng)譯碼器端口輸出高電平時發(fā)射極與基極之間的電勢差為 5V－ 0V － BV ，由于發(fā)射極與基極之間電勢差的減少基極電子向發(fā)射極擴(kuò)散的電子數(shù)量減少故集電極電流也隨之減少。故 8550 在驅(qū)動電路中起到提供驅(qū)動電流和選通開關(guān)的作用。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣 顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 P N P5 V譯 碼 器 輸 出 信 號輸 出 驅(qū) 動 L E D 屏eI0v 0v空 穴 空 穴電 子 圖 35 8550 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 列驅(qū)動電路設(shè)計 基于 51單片 機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 列驅(qū)動采用 ULN2803。 ULN2803 是一種高電壓大電流達(dá)林頓管陣列內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖，該陣列中的八個 NPN 達(dá)林頓連接晶體管是低邏輯電平數(shù)字電路（如TTL,CMOS 或 PMOS）和大電流高電壓的燈，繼電器，打印機(jī)錘和其他類似負(fù)載間的接口的理想器件。廣泛用于計算機(jī)，工業(yè)和消費(fèi)類產(chǎn)品中。所有器件有集電極開路輸出和用于瞬變抑 制的續(xù)流箝位二極管。集電極輸出功率可達(dá) 50V600mA[13]。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 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時其對應(yīng)的輸輸出低電平。相對應(yīng)的輸出取反，并能提供較大的灌電流來吸收行驅(qū)動流出進(jìn)過顯示屏后的電流。具體電路如圖 37 所示。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 圖 37 列驅(qū)動原理圖 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 通信系統(tǒng)硬件設(shè)計 基于 51 單片機(jī)的 LED 點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 AT89S51單片機(jī)具有全雙工串行 UART通道，支持單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的串行傳輸。除了單片機(jī)要與 PC 機(jī)制定通信協(xié)議，確定發(fā)送速率外還需要解決的問題就是信號電平問題。 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了 PC 機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)總線 TXD 和接收數(shù)據(jù)總線 RXD 采用 EIA 電平，即傳送數(shù)字 “1”時傳輸線上的電平在－ 3～－ 15V 之間；傳送數(shù)字 “0”時，傳輸線上的電平在＋ 3～＋ 15 之間。但單片機(jī)串行口采用正邏輯 TTL 電平，即數(shù) 字 “1”時為＋ 5V 數(shù)字 “0”時為 5V，所以單片機(jī)與計算機(jī)不能直接相連進(jìn)行通信必須將 RS232C 與 TTL 電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換 [14]。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 在通用的電平轉(zhuǎn)換芯片中 MAX232 系列的芯片以集成度高，單＋ 5V 電源工作，只需外接 5 個小電容即可完成 RS232C 與 TTL 電平之間的轉(zhuǎn)換而成為單片機(jī)系統(tǒng)中的常用芯片。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 [15]。電路如圖 38 所示： 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 C 1+1VDD2C 13C 2+4C 25V E E6T 2O U T7R 2I N8R 2O U T9T 2I N10T 1I N11R 1O U T12R 1I N13T 1O U T14GND15V C C165M A X 23 2A C P E12345678911101D C on ne c t or 9C1104C2104C3104C4104V C CP 3. 1 T XP 3. 0 R XV C C 圖 38 串口通信系統(tǒng)電路圖 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 電源設(shè)計 基于 51 單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 在系統(tǒng)中 MAX23 74LS16 74LS37 AT89S51 都需要 5V 的供電電壓，在系統(tǒng)開發(fā)過程中可以使用電腦 USB 供電。在實(shí)際的大屏幕 LED 顯示屏設(shè)計中，用電腦 USB 供電明顯不切實(shí)際。此時需要對民用的 220V 進(jìn)行降壓整流為 5V直流電壓為顯示系統(tǒng)供電。 電路圖如圖 39 所示。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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 如圖所示，用 220V 轉(zhuǎn) 12V 的變壓器進(jìn)行降壓后再通過一個橋式整流電路將交流電整流為直流電。最后通過 5V 三端穩(wěn)壓模塊 LM7805 得出穩(wěn)定的 5V 輸出。 基于 51單片機(jī)的 LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)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