【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 最近這幾年，隨 著集成電路的迅猛發(fā)展， LED 顯示技術作為新興的顯示技術也得到了相應的快速提高。被國外稱之為第五代的 LED顯示屏，伴隨著計算機的發(fā)展，將更多的先進的技術融入進 LED顯示，第五代 LED顯示技術有了新的活力，展現(xiàn)出無限的未來市場。 本文的結構劃分比較簡單，首先主要闡述了本次畢業(yè)設計選題的背景和選題意義，簡單闡述了本人選題的原因，然后簡單的說說單片機的發(fā)展歷程，讓讀者能夠在整體上對單片機有一個比較簡單的了解。 接著就是比較具體的來談本次設計了。硬件上包括單片機， LED 和鎖存器。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 3 頁 共 39 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第二章 設計原理與總體方案 設計原理 發(fā)光而二極管具有單向導電性，通過其內部的電流直接輻射電子發(fā)光，電流智能從陽極流向陰極，（一般來說，拐角長為正，短為負），在設計中，我們使用鎖存器將 LED的陽極端處于高電平狀態(tài)，用單片機去控制負極的電平狀態(tài)，單片機輸出低 電平 0，這樣，在 LED中就會有電流流過，電流輻射電子， LED 便開始發(fā)光，當單片機輸出一個高電平 1 時， LED 兩邊的電壓一樣大，同為 5V， LED兩端無電壓差，也就是沒有電流流過， LED對外顯示為不亮。 總體方案 整體電路圖，如圖 ： 圖 整體電路圖 使用的零件包括：單片機 STC89C52 與 晶振 ，四塊 LED 顯示屏， 4 個 74HC595鎖存器及排阻， LED指示燈，開關鍵， USB接口。 在萬用板上將零件按照之前模擬仿真的電路進行焊接，完成硬件的組裝。 16*16LED 點陣的控制與顯示模塊框圖，如圖 所示 ： 圖 16*16LED點陣的控制與顯示模塊框圖 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 5 頁 共 39 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第三章 相關理論技術與相關軟件介紹 什么是單片機 單片機是一種集成電路芯片，采用超大規(guī)模技術把具有數(shù)據(jù)處理能力 (如算術運算，邏輯運算、數(shù)據(jù)傳送、中斷處理 )的微處理器 (CPU)，隨機存取數(shù)據(jù)存儲器 (RAM)，只讀程序存儲器 (ROM)，輸入輸出電路 (I/O 口 )，可能還包括定時計數(shù)器，串行通信口 (SCI)，顯示驅動電路 (LCD 或 LED驅動電路 )，脈寬調制電路 (PWM)，模擬多路轉換器及 A/D 轉換器等電路集成到一塊單塊芯片上，構成一個最小然而 完善的計算機系統(tǒng)。 可見，單片機有著微處理器所不具備的功能，它可單獨地完成現(xiàn)代工業(yè)控制所要求的智能化控制功能，這是單片機最大的特征 。 目前，單片機的應用極為廣泛，涉足領域包括智能儀器儀表、工業(yè)控制、 計算機網(wǎng)絡、通信等，甚至在醫(yī)用設備等領域也有單片機的影子，正是因為其高性能、低價位的特點，不僅贏得了廣闊的市場，還贏得了廣大電子愛好者的喜愛。 單片機結構框圖，如圖 ： 圖 單片機結構圖 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 6 頁 共 39 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 單片機發(fā)展概況 上世紀 70 年代，單片機問世。 1976年，真正的單片機問世，他就是 Intel公司發(fā)明的 MCS48 單片機，雖然只是簡單的單片機，但是它卻以小體積，較為豐富的功能，較低的價格，得到了人們的喜歡，被應用于眾多的領域，為單片機的發(fā)展奠定了堅實 的基礎。 目前，單片機的應用已經(jīng)滲透到我們世界的方方面面，幾乎沒有地方找不到單片機的影子，現(xiàn)在的單片機的技術也已經(jīng)得到質的飛躍，從當初的 8 位到如今的 32 位，尋址能力強，預算速度快等優(yōu)點使其進一步被應用到各種場 合，可以預見，單片機還將必將對世界產生深遠的影響。每當人的眼睛在觀察事物之后，物體的映像會在視網(wǎng)膜上保留一段很短的時間。 進一步的研究發(fā)現(xiàn)，人的視覺暫留時間約為 1/24 S,但是這個時間也會因觀察者的個體差異和觀察的物體的亮度及大小略有不同。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 7 頁 共 39 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ LED 相關技術 LED 點陣的顯示原理 圖 點陣顯示原理圖 本次設計中采用的是 LED點陣的行線上加載選通信號，在列線上，我們定義為數(shù)據(jù)輸入，當行線上出現(xiàn)了一個負脈沖選通信號的時候，列端四位數(shù)據(jù)中的發(fā)光二極管存在“ 1”的發(fā)光二極管點亮。 圖 8*8 LED 點陣為單色行共陽模塊圖 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 8 頁 共 39 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 表 對應電平 1 控制第五行顯示接高 9 控制第一行顯示接高 2 控制第七行顯示接高 10 控制第四列顯示接低 3 控制第二列顯示接低 11 控制第六行顯示接低 4 控制第三列顯示接低 12 控制第四行顯示接高 5 控制第八行顯示接高 13 控制第一列顯示接低 6 控制第五列顯示接低 14 控制第二行顯示接高 7 控制第六行顯示接高 15 控制第七列顯示接低 8 控制第三行顯示接高 16 控制第八行顯示接低 點陣屏原理 由點陣的內部結構可知， 8*8的點陣是由 64個發(fā)光二極管組成，在行線與列線的交叉點上上放置一個發(fā)光二極管，如果要是某個發(fā)光二極管點亮，只需要使對應的行置為高電平 1，使其對應的列置為低電平 0即可；為了方便說明，我們舉一個例子，如圖 ： 圖 點陣屏原理 現(xiàn)在我們需要將第一列最后一個發(fā)光二極管點亮，我們只需要將 5 腳置為高電平 13 腳置為低電平 0；如果在我們將 5 腳置為高電平 1的時候，將 1 1 1 16這 8個腳全部置為低電平 0的話，那么最后一行將全部被點亮；而如果在我們將 13 腳置 為低電平 0的時候，將 1 1 5這 8個全部置為 1的話，那么第一列的二極管將全部被點亮。下面我們將來解釋如何用 16*16的點陣來顯示字體。這邊有一 個問題就是，我們的點陣在列線上低電平有效，但是在行線上面卻是高電平有效，所以為了簡單方便，我們代碼信息需要做一個取反處理，即 13到 16的列腳置為 1111011101111111， 0xF7， 0x7F， 9行腳置為 1，然后第一行全部置為 0，接著再送第二行要顯示的數(shù)據(jù)，以此類推，只要每一行顯示的時間間隔足夠短，利用 POV原理的人眼視覺暫留原理，這樣送 16次數(shù)據(jù)，掃描完 16行就會看到一個“你”字。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 10 頁 共 39 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 主要參數(shù) 最高工作頻率： 25MHz～ 50MHz。 耗電情況： 4mA～ 7mA（正常工作模式） ； 2mA（空閑模式） ； 小于 A（掉電模式），外部中斷可喚醒 。 STC89C52單片機引腳，如圖 ： 圖 STC89C52單片機引腳圖 圖 STC89C52單片機外部電路圖 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 11 頁 共 39 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 中斷結構 STC89C52支持中斷源有：外部中斷源 2個，定時中斷 2個，計時器中斷 2個，串行口輸入中斷 1個，串行口輸出中斷 1個。代碼的最低地址處是中斷向量，而中斷向量作為中斷源的識別標識，便順理成當?shù)某蔀橹袛喑绦虻娜肟诘刂?。高?yōu)先級的中斷可以中斷低 優(yōu)先級的中斷，但是低優(yōu)先級的中斷不可以中斷高優(yōu)先級的中斷。單片機工作必須有時鐘頻率這個概念，而這個頻率是由晶振與單片機 的內部電路所共同產生的，晶振的時鐘頻率與單片機運行速度呈正相關，即，晶振的時鐘頻率越高，那么單片機的運行速度就越快。通常情況下，即使是普通的晶振頻率，其絕對精度也可以達到 50/10000000，高級別的精度的晶振頻率甚至能達到千萬級。 圖 中 c是把晶體的等效電路代替晶體，其中， CO、 C L RR 是晶體的等效電路。 排阻是將若干個參數(shù)完全相同的電阻集中封裝在一起，既然集中封裝，那么他們就會有一個引腳是公用的，稱之為公共引腳，即封裝在一起的電阻共用一個公用引腳，還有自己的本身的一個引腳。一般說來，一個排阻的最左邊的引腳是公用引腳，他在排阻上會用一個 有色點標出，通常為黑色或者黃色。 （ 3） 排阻具有方向性，因為是幾個電阻集成裝在一起的，所以看上去整齊，并且占空間也較少 （ 4） 阻抗匹配，內容包括： （ a） 阻抗匹配之后對本級信號幾乎不會產生影響 （ b） 電阻和電抗在有向向量上的幾何和是阻抗 畢業(yè)設計（論文）報告紙 第 14 頁 共 39 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ c） 電源內部的阻抗與負載的阻抗是相互匹配的 （ d） 傳輸線阻抗與負載阻抗是阻抗匹配的 （ e） 負載阻抗與信源內部的阻抗是匹配的 （ f） 滿足高頻電路的阻抗匹配 （ 5） 輻角與模相等，在負載上，電壓傳輸不會失真 （ 6） 負載阻抗與電源內阻的共軛值相等，他們的模相等，輻角之和為 0。 在本次畢業(yè)設計中，排阻的最大作用是增大驅