【導(dǎo)讀】抄襲他人的論文或成果。如有剽竊、抄襲，本人愿意為由此引起。的后果承擔(dān)相應(yīng)責(zé)任。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）的研究成果歸屬學(xué)校所有。行業(yè)有了較為深刻的了解和認(rèn)識(shí)。并且對(duì)大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的一些理論進(jìn)行了實(shí)踐，使我們對(duì)。所學(xué)過(guò)的理論知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)。并且通過(guò)該設(shè)計(jì)課題掌握了51單片機(jī)的的軟硬件開(kāi)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)。目前我國(guó)的信息行業(yè)發(fā)展迅。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。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)_。止、移入移出等顯示方式。B搜尋實(shí)驗(yàn)用的文件文檔集和研究過(guò)程中用到的各種工具軟件。C根據(jù)已有的資料并借助PROTEUS對(duì)系統(tǒng)各模塊進(jìn)行分析、設(shè)計(jì)、測(cè)試。20xx年9月-20xx年10月領(lǐng)題、審題、搜集資料，查閱文獻(xiàn)，完成開(kāi)題報(bào)告。20xx年10月中旬完成論文初稿，總體方案的擬定。本課題以單片機(jī)為控制核心，通過(guò)8×8LED電子顯示屏及相關(guān)的外圍

　　

【正文】 行選通信號(hào)從 74HC154 的 0Y ～ 15Y 端輸出，某一端 輸出低電平即為有效，而其它端輸出均為高電平的信號(hào)無(wú)效。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。 行選通按順序從 0Y ～ 15Y ， 全部各行都 選通 一 遍 之后 又重新開(kāi)始，這就是行驅(qū)動(dòng)電路的逐行掃描過(guò)程。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。 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。 2． 5 LED 顯示屏電路 LED 顯示屏是將發(fā)光二極管按行按列布置的，驅(qū)動(dòng)時(shí)也就按行按列驅(qū)動(dòng)。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。 LED 顯示屏現(xiàn)多采用多塊 88 點(diǎn)陣顯示單元拼接而成。本文就是 使用 4 塊 SBM1388 型號(hào)的 實(shí)驗(yàn)?zāi)K組成 1616 點(diǎn)陣，以滿足漢字顯示的要求 。 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)。 88 點(diǎn)陣 LED 結(jié)構(gòu)如圖 28 所示，其等效電路如圖 29 所示： 圖 27 行驅(qū)動(dòng)電路原理 從圖中（本圖的 LED 陣列采用共陽(yáng)的接法）可以看出， 88 點(diǎn)陣共需要 64 個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點(diǎn)上。要實(shí)現(xiàn)顯示圖形或字體，只需考慮其顯示方式， 通過(guò)編程控制各顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng) LED 陽(yáng)極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點(diǎn)的亮滅。 當(dāng)采用按行掃 描按列控制的驅(qū)動(dòng)方式時(shí)，LED 顯示屏 8 行的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。行驅(qū)動(dòng)器一行的行線連接到電源的一端，列驅(qū)動(dòng)器一列的列線連接到電源的另一端。應(yīng)用時(shí)還應(yīng)在各條行線或列線上接圖 29 8 8點(diǎn)陣 LED 等效電路圖 圖 210 88 點(diǎn)陣 LED 結(jié)構(gòu)圖 圖 28 8 8點(diǎn)陣 LED 結(jié)構(gòu)圖 上限流電阻。掃描中控制電路將行線的 1 到 8 輪流接通高電位，使連接到各該行的全部 LED 器件接通正電源，但具體那一個(gè) LED 導(dǎo)通，還要看它的負(fù)電源是否接通，這就是列控制的任務(wù)了。當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一列置 0 電平，則相應(yīng)的二極管就亮；反之則不亮。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。這樣行線上只管一行一行的輪流導(dǎo)通，列線上進(jìn)行通斷控制，實(shí)現(xiàn)了行掃描列控制的驅(qū)動(dòng)方式。 以上就是 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(guò)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(guò)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)。系統(tǒng)綜合電路原理圖見(jiàn)附錄一。 第三章 系統(tǒng)軟件部分設(shè)計(jì) 在單片機(jī)系統(tǒng)中，硬件是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，軟件則是在硬件的基礎(chǔ)上對(duì)其合理的調(diào)配和使用，從而完成應(yīng)用系統(tǒng)所要完成的任務(wù)。軟件的設(shè)計(jì) 是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序。其任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定程序結(jié)構(gòu)，分配內(nèi) RAM 資源，劃分功能模塊，然后進(jìn)行主程序和各模塊程序的設(shè)計(jì)，最后連接起來(lái)成為一個(gè)完整的應(yīng)用程序。 在進(jìn)行系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)時(shí)，曾經(jīng)規(guī)劃過(guò)軟件結(jié)構(gòu)，但由于硬件系統(tǒng)尚未仔細(xì)確定，軟件結(jié)構(gòu)框圖十分粗糙，當(dāng)硬件設(shè)計(jì)接口擴(kuò)展及各功能模塊與 CPU 連接關(guān)系確定后，就能夠具體明確對(duì)軟件設(shè)計(jì)的要求。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。根據(jù)軟件分層次設(shè)計(jì)的原理，可把顯示屏的軟件系統(tǒng)分成兩 大層：第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其它控制信號(hào)，配合完成 LED 顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)程序由定時(shí)器 T0 中斷程序?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）、顯示效果處理等工作，由主程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。 從有利于實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言的直觀，易于記憶和檢查，可讀性較好和使語(yǔ)言程序占用較少的單片機(jī)存儲(chǔ)空間，實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)可以快速的執(zhí)行指令的角度考慮，本設(shè)計(jì)中顯示屏程序采用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)。 3． 1 系統(tǒng)主程序 系統(tǒng)主程序的總體結(jié)構(gòu)如圖 31 所示。 系 統(tǒng)的主程序開(kāi)始以后，首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，包括設(shè)置串口、定時(shí)器、中斷和端口；然后 LED 顯示屏進(jìn)入開(kāi)機(jī)狀態(tài)，轉(zhuǎn)入正常的顯示。首先是顯示時(shí)間，按鍵有 4 個(gè)。 選擇，調(diào)試，加，減；有時(shí)間，鬧鐘設(shè)置，溫度，文字顯示 4 種選擇；時(shí)間調(diào)整（加，減），文字走動(dòng)（快，慢）。 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)屬中斷方式，絕大多數(shù)功能在中斷服務(wù)子程序中完成。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 。各個(gè)模塊可進(jìn)行獨(dú)立設(shè)計(jì)、調(diào)試和查錯(cuò)，最終再連接成一個(gè)整體。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(kāi) 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。 3． 2 顯示驅(qū)動(dòng)程序 圖 32 為顯示驅(qū)動(dòng)程序（顯示屏掃描函數(shù)）流程圖。根據(jù)流程圖可以編寫(xiě)出相應(yīng)的顯示程序。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）。 T0 初值 =2 N － 機(jī)周時(shí)間定時(shí)時(shí)間 其中 N 與工作方式有關(guān)，本設(shè)計(jì)定時(shí) /計(jì)數(shù)器工作于方式 1，如圖 33 所示，方式 1 構(gòu)成一個(gè) 16 位定時(shí)計(jì)數(shù)器，即 N=16。 方式 1 最大計(jì)數(shù)值為 216=65536 ，若 fo sc=12MHz，則定時(shí)時(shí)間范圍為 1～ 65536 μ s。 機(jī)周時(shí)間與 主振頻率有關(guān)，機(jī)器周期是時(shí)鐘周期的 12 倍，因此，機(jī)周時(shí)間 =12/ fosc。當(dāng) fo sc=12MHz 時(shí)， 1 機(jī)周 =1μ s。 然后顯示驅(qū)動(dòng)程序查詢當(dāng)前燃亮的行號(hào)，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過(guò)串口發(fā)送給移位寄存器。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)程序先要關(guān)閉顯示屏，即消隱，等顯示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號(hào)，重新打開(kāi)顯示。顯示程序給出了各控制信號(hào)和顯示數(shù)據(jù)，其作用及相互配合關(guān)系均已在硬件部分作過(guò)介紹，相應(yīng)的程序部分在清單的注釋區(qū)內(nèi)分別進(jìn)行了說(shuō)明 ，在此不再一一詳述。系統(tǒng)程序清單見(jiàn)附錄二。 第四章 調(diào)試及性能分析 一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)總體設(shè)計(jì)，完成了硬件和軟件設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)。元器件安裝后，在系統(tǒng)的程序存儲(chǔ)器中寫(xiě)入編制好的應(yīng)用程序，系統(tǒng)即可運(yùn)行。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(jiàn)的事，多少會(huì)出現(xiàn)一些硬件、軟件上的錯(cuò)誤。這就需要通過(guò)調(diào)試來(lái)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤并加以改正。調(diào)試可分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。在允許的條件下，根據(jù)本設(shè)計(jì)系統(tǒng)的需求性首先采用在 PC 機(jī)上用模擬開(kāi)發(fā)軟件進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)試，然后進(jìn)行硬件的組裝與調(diào)試。 系統(tǒng)調(diào)試 調(diào)試 主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試： 硬件調(diào)試：在焊接電路板的時(shí)候，應(yīng)該從最基本的最小系統(tǒng)開(kāi)始，分模塊，逐個(gè)進(jìn)行焊接測(cè)試。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。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也存在著失誤和不足。 軟件調(diào)試：軟件部分是先參考書(shū)上的例子，然后自己根據(jù)硬件電路寫(xiě)程序，由于以前所學(xué)是 C 語(yǔ)言，所以這個(gè)系統(tǒng)在編寫(xiě)程序過(guò)程中都采用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)。剛剛開(kāi)始，編寫(xiě)不會(huì)一次性通過(guò)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析修改最后編譯成功。但是，在實(shí)際寫(xiě)如 S51中 ， LED 顯示屏出現(xiàn)各種各樣的亂碼，通過(guò)再次認(rèn)真仔細(xì)分析多次修改程序后，程序能夠正常運(yùn)行。 4． 2 性能分析 系統(tǒng)通過(guò)調(diào)試組裝后一般即可正常工作。 LED 顯示屏的刷新頻率及顯示顯示效圖 33 定時(shí) /計(jì)數(shù)器 T0 工作方式 1邏輯電路結(jié)構(gòu)圖 果是主要的性能指標(biāo)。顯示屏刷新率由定時(shí)器 T0 的溢出率和單片機(jī)的晶振頻率決定，表 41 給出了顯示屏采用的頻率及其對(duì)應(yīng)的定時(shí)器 T0 初值。 從理論上來(lái)說(shuō)， 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。實(shí)驗(yàn)證明，在目測(cè)條件下刷新率 40Hz 以下的畫(huà)面看起來(lái)閃爍較嚴(yán)重，刷新率 50Hz 以上的已基本覺(jué)察不出畫(huà)面閃爍，刷新率達(dá)到 85Hz 以上時(shí)再增加畫(huà)面閃爍沒(méi)有明顯改善。 顯示效果處理的內(nèi)容和方法非常廣泛，根據(jù)需求可做變動(dòng)，在這里不做具體討論。 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。 結(jié)束語(yǔ) 以上僅對(duì) LED顯示屏的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)、顯示電路原理作一詳細(xì)介紹和分析。 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。 由于自己知識(shí)水平的局限和時(shí)間的倉(cāng)促，設(shè)計(jì)中或還存在著一些不足 ， 我真誠(chéng)的接受老師們的批評(píng)和指正 .。 經(jīng)過(guò)了幾周的努力學(xué)習(xí)和工作 ， 我終于完成了論文。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(shuō)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(wèn)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(wèn)題，在這個(gè)往復(fù)的過(guò)程中，我這篇稚嫩的設(shè)計(jì)日趨完善。每一次改進(jìn)我都收獲良多，雖然我的設(shè)計(jì)作品不是很成熟，而且借鑒了前人的很多資料，但我仍然心里有一種莫大的幸福感，因?yàn)槲覍?shí)實(shí)在在地走過(guò)了一個(gè)完整的設(shè)計(jì)所應(yīng)該走的每一個(gè)過(guò)程，并且享受了每一個(gè)過(guò)程，更重要的是這個(gè)設(shè)計(jì)中我加入了自己鮮活的思想。 在做這次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中使我學(xué)到了很多， 加深了對(duì)數(shù)子電路的理解，驗(yàn)證了所學(xué) 理論 知識(shí)， 提高了基本的解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并增加了對(duì)電子設(shè)計(jì)方面的興趣。更重要的是 我 體會(huì) 到不論做什么事都要真真正正用心去做，才會(huì)使 自己更 好 的成長(zhǎng)，沒(méi)有學(xué)習(xí)就不可能有實(shí)踐的能力，實(shí)踐才是最終的目 的， 沒(méi)有實(shí)踐就不會(huì)有自己的突破 和創(chuàng)新 ，希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后的 工作和 生活中不斷成長(zhǎng)與進(jìn)步。 刷新率 /Hz 25 50 75 85 100 120 T0 初值 OxEC78 OxF63C OxF830 OxF97E OxFA42 OxFB1E OxFBEE 表 4． 1 顯示屏刷新率（幀率）與 T0初值關(guān)系表 致 謝 三年的時(shí)間即將過(guò)去，我們也即將走出校園，面向社會(huì)。回看過(guò)去，還真是懷念那段時(shí)光。在做畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，曾得到了許多人的幫助，有我的老師，也有我的同學(xué)。畢業(yè)設(shè)計(jì)的成功特別是離不開(kāi)老師的悉心指導(dǎo)和關(guān)懷，也離不開(kāi)在學(xué)習(xí)工作中不斷給予我鼓勵(lì)和幫助的同學(xué)。在此，謹(jǐn)向彭高豐老師以及幫助過(guò)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。感謝學(xué)校給我提供了一個(gè)展現(xiàn)自己的舞臺(tái)，給我一次難得鍛煉的機(jī)會(huì)，使得我的動(dòng)手能力和專業(yè)技能都有了很大的提高。 參考文獻(xiàn) [1]張華林。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]。電子技術(shù)應(yīng)用， [3]李桂平 .LED 屏幕顯示器的設(shè)計(jì) [J].零陵師范學(xué)院學(xué)報(bào)， [4] 李全利 編著 ： 《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》（第 2 版）．北京：高等教育出版社 20xx [5] 張志良 主編 ：《單片機(jī)原理及控制技術(shù)》（第 2 版）．北京：機(jī)械工業(yè)出版社 20xx [6] 張毅剛 主編 ：《單片機(jī)原理及應(yīng)用》．北京：高等教育出版社， 20xx [7] 李光飛 編著 ：《單片機(jī)課程設(shè)計(jì)實(shí)例指導(dǎo)》（第 2 版）．北京：北京航空航版， 20xx [8] 李 華 主編 ：《 MCS51 單片機(jī)實(shí)用接口技術(shù)》．北京：北京航空航天出版社， 1997 [9] 徐仁貴 主編 ：《微型計(jì)算機(jī)接口技術(shù)及應(yīng)用》．北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1998