【正文】 .................................................................................................... 25 部分源程序 ....................................................................................................................................................................... 26 移位寄存程序 ......................................................................................................................................................... 26 將移位寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)鎖存到輸出寄存器 ................................................................................................... 28 將顯示數(shù)據(jù)送入 74HC595 內(nèi)部移位寄存器 .................................................................................................. 28 結(jié)論 .......................................................................................................................................................................................... 29 致 謝 ............................................................................................................................................................................................. 31 附錄 1.............................................................................................................................................................................................. 32 附錄 2.............................................................................................................................................................................................. 34 I 基于單片機的 LED 點陣設(shè)計 摘 要 隨著社會的不斷進步，傳統(tǒng)的 LED 燈在顯示效果、耗電量還是可修改性上都無法滿足當前社會的需求，然而隨著單片機技術(shù)的迅速發(fā)展， 用單片機控制的 動態(tài) LED 燈的出現(xiàn)顯示 出巨大 的優(yōu)勢 。該系統(tǒng)利用低成本的單片機系統(tǒng)實現(xiàn)漢字的固定顯示。 此 設(shè)計具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。 關(guān)鍵詞： 點陣顯示 ； LED； 驅(qū)動 電路 ； 掃描 II Based on a single chip design LED matrix display Abstract As society progresses, the tradition LED light need having no way to satisfy current society on effect , power consumption be still modification sex in display, but with the fact that monolithic machine technology promptness developing , appearing using the dynamic LED light that the monolithic machine controls has demonstrated gigantic advantage. This design introduces single chip based on MSC51 character dot matrix LED display scrolling the basic principles of hardware design, C language programming and debugging, Protel software simulation and related technologies such basic aspects of the design of the system. The system uses lowcost single chip system to achieve a fixed display of Chinese characters. This paper focuses on a single chip system based on color LED display control circuit, driving circuit design method, and for a 16 * 32 screen display features, its software algorithms are given detailed analysis. This design is small, less hardware, and simple circuit structure. Make it easier to understand the principles of Chinese characters dot matrix display, understanding the basic structure of SCM, working principle and application of methods and technologies to improve knowledge and ability to use single chip. Ke ywords: dot matrix display。 driver。然而傳統(tǒng)的霓虹燈廣告牌不論是在顯示效果、耗電量還是可修改性上都無法滿足當前社會的需求。 這種新興的大屏幕顯示技術(shù)成為眾人目光的焦點。其次， LED 顯示屏的象素采用 LED 發(fā)光二極管，將多個發(fā)光二極管以序列的形式構(gòu)成 LED 顯示陣列，這種顯示屏具有耗電省、成本低、亮度清晰度高、壽命長等優(yōu)點，而且 LED 顯示屏以其受空間限制較小，并可以根據(jù)用戶要求設(shè)計屏的大小，具 有全彩色效果，視角大，是信息傳播設(shè)施劃時代的產(chǎn)品 [1]。本文介紹一種是可以改變顯示內(nèi)容的顯示屏，這種顯示屏顯示內(nèi)容非常靈活而且可以隨意修改，它需要與一臺單獨的微機控制顯示，這微機在顯示的時候不能再做其他的工作。 國內(nèi) 發(fā)展現(xiàn)狀 如今， 中國 LED 大屏幕廣告市場得到空前的發(fā)展 。 中國 LED 大屏幕市場是中國戶外電子屏廣告市場中的主流市場。 LED 顯示發(fā)展迅速，隨著信息化的普及， LED 顯示系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于銀行、商店等，在信息發(fā)布、廣告中應(yīng)用更為廣泛。它具有發(fā)光率高、使用壽命長、色彩豐富以及對室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強等優(yōu)點。因而對于文字經(jīng)常需要變化的信息，采用 LED 漢字點陣顯示系統(tǒng)是非常有效的。只有當外加的正向電壓使得正向電流足夠大時才發(fā)光，它的開啟電壓比普通的二極管大，紅色的在 — ，綠色的約為 2V[3]。使用時，應(yīng)特別注意不要超過最大功耗，最大正向電流和最大反向擊穿電壓等參數(shù)。因而結(jié)面積小，不能通過較大電流。 LED 點陣顯示系統(tǒng)由計算機、 單片機 控制電路和 LED 點陣顯示電路構(gòu)成，計算機與單片機之間以 RS232 串口方式進行通訊。 LED 點陣顯示系統(tǒng)有多種顯示模式，基本歸類為靜態(tài)與動態(tài)顯示，這其中最為簡單的是靜態(tài)顯示 模式，動態(tài)模式的文字可以變動。從中挑選需要顯示的漢字。系統(tǒng)安排了 256 個 EEP— ROM 存儲字庫中沒有的漢字。 從理論上、系統(tǒng)上全面對 單片機 進行了研究改進 ,促使 LED 的發(fā)展 更加完善。 本次軟件的編程用的是 C 語言。 C 語言可以進行許多機器級函數(shù)控制而不用匯編語言。 3 本課題的任務(wù) 設(shè)計一個室內(nèi)用 16*32 點陣 LED 單色圖文顯示屏，要求在目測條件下 LED 顯示屏各點亮度均勻，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字穩(wěn)定、清晰即可達到效果。本設(shè)計基于 MSC51 單片機的 LED 漢字點陣滾動顯示的基本原理、硬 件組成與設(shè)計，Ｃ語言程序編寫與調(diào)試、 Protel軟件仿真等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)進行設(shè)計的系統(tǒng)。本顯示屏的設(shè)計具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。本文重點介紹了基于單片機系統(tǒng)的單色 LED 顯示屏的控制電路、驅(qū)動電路的設(shè)計方法，并針對一個 16*32 屏的顯示特點，對其軟件實現(xiàn)的算法給出了具體的分析。當行上有一正選通信號時，列選端四位數(shù)據(jù)為 0 的發(fā)光二極管便導通點亮。只要掃描速度大于 24Hz，由于掃描 的速度 很快， 而 人眼 睛 的視覺有暫留效應(yīng)，就可以看到顯示的是完整的圖形或文字。 如果從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個點所在位置相對應(yīng)的 LED 器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動顯示方式 [9]。這個數(shù)字顯然也是很龐大的，而且成本很昂貴，我們僅僅是 16*32的 2 個漢字點陣，然而在實際應(yīng)用中需要的數(shù)量是很巨大的，這樣在鎖存器上花的成本將是一個很龐大的數(shù)字 。 動態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多行 (比如 4 行 )的同名列共用一套列驅(qū)動器。當這樣輪 回的速度足夠快 (每秒 24 次以上 )，由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。 5 顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的程序存儲器中，按 8位一個字節(jié)的形式順序排放。從控制電路到列驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用串行方式。將行數(shù)據(jù)一位一位傳往行驅(qū)動器，在硬件方面是 非常 經(jīng)濟的。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準備 (傳輸 )和列數(shù)據(jù)顯示兩個部分。 解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。為了達到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示驅(qū)動電路就需要具有鎖存功能。這樣，本行已準備好的數(shù)據(jù)打人并行鎖存器進行顯示時，串并移位寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。 在實際應(yīng)用中的大屏幕 LED 點陣顯示屏，都是采用很多的顯示模塊組成，每個模塊一般是有 32*64 個點陣組成，每個模塊負責自己那部分 LED 的顯示 。并且 給出 控制系統(tǒng)操作流程 ， 介紹了 部分軟硬件及功能。 MCS— 51 系列單片機的典型產(chǎn)品為 8051,8751,8031。通常我們所說的 MCS— 51 這個術(shù)語，泛指以 8051 為內(nèi)核的單片機。 8051 有 40 個引腳。 圖 21 8051 的引腳圖 8 8051 是 ROM 型單片機，內(nèi)部有 4KB 的掩膜 ROM，及單片機出廠時，程序已有生產(chǎn)廠家固化在程序存儲器中，它的 內(nèi)部結(jié)構(gòu)有以下特性： （ 1）面向控制的 8位 CPU； （ 2） 128B 的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器； （ 3）可以尋址 64KB 的片外數(shù)據(jù)存儲器； （ 4） 32 根雙向和可單獨尋址的 I/O 線； （ 5）兩個 16 位定時 /計數(shù)器； （ 6）含基本指令 111 條， 其中單機器周期指令 64種。 圖 22MCS51 單片機基本結(jié)構(gòu) MCS51 單片機由中央處理器、存儲器和 I/O 接口組成 [10]。 MCS51單片機內(nèi)部有一個 8 位的 CPU，它是由運算器和控制 器 組成的?？刂破魇怯脕斫y(tǒng)一指揮和控制計算器進行工作的部件。 MCS51 單片機有 4 個存儲空間：片內(nèi)程序存儲器和片外程序存儲器，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器和片外程序存儲器。 此 外還可以在片外擴展 64KB 的程序存儲器和 64KB 的數(shù)據(jù)存儲器。 圖 23 8051 存儲器結(jié)構(gòu)示意圖 8051 有 4 個八位并行 I/O，記作 P0， P1， P2和 P3，共 32 根線。 在單片機工作時，供電電源如果發(fā)生停電或瞬間停電，將會是單片機停止工作。這種現(xiàn)象對于一些重要的單片機應(yīng)用系統(tǒng)是不允許發(fā)生的。 其余 硬件 的 概述 根據(jù) 上述 所要求的 控制任務(wù)決定由 8051 來完成后， 下一步我們選擇外圍硬件。對計算速