《單片機(jī)原理與接口》課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：點(diǎn)陣LED顯示屏專業(yè)名稱： 通信工程班級(jí)：1學(xué)號(hào)： 姓名：2015年1月1設(shè)計(jì)目標(biāo)設(shè)計(jì)一個(gè)16X16的LED點(diǎn)陣顯示屏可想死圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定，清晰，個(gè)點(diǎn)亮度均勻。3設(shè)計(jì)原理及方案3.1設(shè)計(jì)原理LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式：有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。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(gè)點(diǎn)所在的位置相對(duì)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(shí)控制各個(gè)發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示方式，靜態(tài)顯示原理簡(jiǎn)單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式。動(dòng)態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。動(dòng)態(tài)掃描顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。下面以16x16的點(diǎn)陣來說明動(dòng)態(tài)掃描，把所有同1行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同1列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽極的接法），先送出對(duì)應(yīng)第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1行使其燃亮一定時(shí)間，然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時(shí)間，然后熄滅；以此類推，第16行之后，又重新燃亮第1行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。3.2設(shè)計(jì)方案本文主要講述的是“LED點(diǎn)陣字符顯示電路”，本課題的實(shí)現(xiàn)主要有兩種方案。方案一：由數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)，由移位寄存器與鎖存器對(duì)字符數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，然后并行輸入到顯示屏，來實(shí)現(xiàn)漢字的顯示。方案二：由單片機(jī)編程控制來實(shí)現(xiàn)，方案利用單片機(jī)控制移位寄存器和譯碼器，由移位寄存器和譯碼器送出行選和列選來控制LED屏的亮滅，從而顯示漢字。方案論證：不難看出，選用數(shù)字電路來實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜。因?yàn)橛脭?shù)字電路實(shí)現(xiàn)必須要有移位寄存器與鎖存器對(duì)字符數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，然后并行輸入到顯示屏，不但如此，而且需要很大一部分的擴(kuò)展電路才能實(shí)現(xiàn)。用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)不但大大提高成本，而且設(shè)計(jì)出的電路的靈活

性差、不易調(diào)試、成本高等缺點(diǎn)。方案二不僅能夠改進(jìn)方案一設(shè)計(jì)的不靈活，還可進(jìn)行擴(kuò)展。通過比較，從設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)及所設(shè)計(jì)的方便實(shí)用性，選擇第二種設(shè)計(jì)方案。4硬件設(shè)計(jì)4.1設(shè)計(jì)總體框圖及介紹LED點(diǎn)陣總體框圖如圖4-1所示，點(diǎn)陣電路大體上可以分成微機(jī)本身的硬件、顯示驅(qū)動(dòng)電路、控制信號(hào)電路三部分?？刂齐娐凡糠职ㄒ粋€(gè)51CUP和一些外圍電路。點(diǎn)陣包括顯示屏體、以及它的行和列的各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。此顯示電路采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，從第一行開始，按順序依次對(duì)各行進(jìn)行掃描。另一方面，根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)點(diǎn)亮相應(yīng)的LED。4.2芯片簡(jiǎn)介（1）單片機(jī)AT89C52引腳圖（如圖4-2）：U?^->XTAL1為一4.2芯片簡(jiǎn)介（1）單片機(jī)AT89C52引腳圖（如圖4-2）：U?^->XTAL1為一XTAL223-RSTPO.O/ADOP0.1/AD1P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6P0.7/AD7PSENALEEAP2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10P2.3/A11P2.4/A12P2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15AT89C52有四個(gè)I/O口，通信口，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有（2AT89C52有四個(gè)I/O口，通信口，片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有（2）移位寄存器74L引腳圖（如圖4-3）：-1-每個(gè)56Kb加2AT89嵩蔑P1.0/T2P1.1/T2E口有8位，具有3個(gè)可編?程定[P1.3 P3.3/1NT1P3.4/T0P3.5/T1P3.&匝

P3.7/RDAT89C52圖4-374LS59574LS595是一款集電極開路輸出的移位寄存器，輸出端口為可控的三態(tài)輸出端，亦能串行輸出控制下一級(jí)級(jí)聯(lián)芯片。11腳SH_CP是數(shù)據(jù)輸入時(shí)鐘線，上升沿有效。12腳ST_CP輸出存儲(chǔ)器鎖存時(shí)鐘線，上升沿有效。13腳OE輸出使能，低電平為輸出有效。14腳DS數(shù)據(jù)線，串行輸入數(shù)據(jù)，亦能串行輸出數(shù)據(jù)到下一級(jí)級(jí)聯(lián)芯片。4.3硬件電路設(shè)計(jì)（1）單片機(jī)時(shí)鐘和復(fù)位如圖4-4所示，XTAL1和XTAL2接有一個(gè)晶振，再接兩個(gè)電容到地，形成時(shí)鐘電路。接有電容和開關(guān)實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位和手動(dòng)復(fù)位。im-i:-XTAL1pnn'H.DDPD.VAD1PD^i'h.DSXTAL2pna'H.D^im-i:-XTAL1pnn'H.DDPD.VAD1PD^i'h.DSXTAL2pna'H.D^po.4i,h.[i+pni'H.Dspn.s'H.DsFSTPn.T/ADTPZD'HEPZJi'hSP2^h.1DFSEMPZ3h.11ALEPZ.+i'H.IZ以PZSl'H.llPZ.&H.1■PZ.Ti'AlSpmP^U'RXDP1.1P3.1fTXDP1Zpj^nrraF13F3^'IMT1P1.H-Pl.+iTOP估P3jn~iP1.6Pl-STiTOP1.7=s3-iZ1F=F=I福一訂F3ZEZL一圖4-4時(shí)鐘和復(fù)位（2）行驅(qū)動(dòng)電路如圖4-5所示，由P3口低四位控制譯碼器的四個(gè)輸入端，輸出端接有十六個(gè)反相器，因?yàn)辄c(diǎn)陣連接形式是共陽的，將譯碼器輸出的低電平轉(zhuǎn)化為高電平。這十六個(gè)輸出接到點(diǎn)陣屏上，控制點(diǎn)陣十六行的顯示。

圖4-5行驅(qū)動(dòng)列驅(qū)動(dòng)電路如圖4-6所示，接有2塊74LS595,來控制點(diǎn)陣屏的16列。因?yàn)槊總€(gè)漢字需要4個(gè)8*8的LED點(diǎn)陣，把這4個(gè)8*8的LED點(diǎn)陣拼在一起構(gòu)成一個(gè)16*16的點(diǎn)陣來顯示一個(gè)漢字，所以需要2個(gè)74LS595來驅(qū)動(dòng)一個(gè)漢字。以下8個(gè)來驅(qū)動(dòng)4個(gè)漢字，顯示在點(diǎn)陣屏的第一行。圖的連接就是將引腳SH_CP、ST_CP、DS與單片機(jī)相接，由P2口的引腳控制，74LS595的Q0~Q7輸出數(shù)據(jù)到點(diǎn)陣屏，Q7’用來級(jí)聯(lián)，接到下一塊的DS上。圖4-6列驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣屏如圖4-7所示，整塊點(diǎn)陣屏4個(gè)8*8的LED點(diǎn)陣拼在一起構(gòu)成一個(gè)的點(diǎn)陣。。圖4-7點(diǎn)陣屏總電路圖如圖4-8所示，除上述部分電路的敘述外，現(xiàn)將各個(gè)電路模塊合在一起。圖中有1個(gè)74HC154譯碼器，輸出16行來控制點(diǎn)陣屏的16行?？偣灿昧?塊74LS595，圖中點(diǎn)陣屏上方的8個(gè)是用來控制點(diǎn)陣屏第一行漢字的顯示，點(diǎn)陣屏下方的8個(gè)是用來控制點(diǎn)陣屏第二行漢字的顯示。此外還用到AT24C512B，用作掉電保護(hù)芯片，不過沒能真正實(shí)現(xiàn)其功能，只是體驗(yàn)了這塊芯片的使用，將在心得中具體講述。

圖4-8總圖5軟件設(shè)計(jì)5.1程序流程圖本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)在目測(cè)條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_，實(shí)現(xiàn)21個(gè)文字循環(huán)滾動(dòng)顯示。系統(tǒng)主程序開始以后，首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，然后將數(shù)據(jù)寫入74LS595，之后將74LS595中的數(shù)據(jù)輸出到點(diǎn)陣屏的列上，接著是譯碼器控制行點(diǎn)亮，由此構(gòu)成一個(gè)循環(huán)。最后不斷重復(fù)主程序的執(zhí)行。主程序如圖5-1所示：

圖5-1系統(tǒng)主程序流程圖6調(diào)試結(jié)果本設(shè)計(jì)系統(tǒng)是在Protues軟件中仿真調(diào)試的，按照要求連接好電路圖后，用Keil軟件生成Hex文件，將它寫入單片機(jī)中，點(diǎn)擊仿真軟件中的運(yùn)行按鈕，即可看到仿真結(jié)果。下面截有兩個(gè)圖來體現(xiàn)動(dòng)態(tài)的顯示過程。分別如圖6-1和圖6-2所示：圖6-1頭顯示7收獲和體會(huì)經(jīng)過幾天的努力，終于完成了一個(gè)還算可以的設(shè)計(jì)，看著自己的勞動(dòng)成果，覺得還好，遺憾的就是自己做了很久的掉電保護(hù)程序還是沒能實(shí)現(xiàn)其功能，剛開始做這塊時(shí)，我是根據(jù)自己以前學(xué)過AT24C02芯片的知識(shí)，把掉電保護(hù)程序整合到主程序中，顯示結(jié)果只有一些零散的點(diǎn)在循環(huán)閃動(dòng)，經(jīng)過調(diào)試我知道是自己把掉電程序和點(diǎn)陣顯示程序一起執(zhí)行的原因，由于AT24C02芯片讀寫時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致點(diǎn)陣不能快速顯示。后來我將掉電程序單獨(dú)執(zhí)行，將數(shù)組中所有元素先存儲(chǔ)進(jìn)芯片，等了很久，點(diǎn)陣屏上才有顯示，這就是在等待AT24C02芯片讀寫結(jié)束。不過不知哪里有問題，將數(shù)組存入再讀出，顯示到點(diǎn)陣屏的已不是原來的字。接著在網(wǎng)上查找了一些資料，沒有找到比較有用的資料，所以只好自己思考，可是沒能解決，具體程序?qū)⒎旁谖募A中。這次設(shè)計(jì)讓我知道了自學(xué)能力的重要性，期間遇到的許多問題，都需要自己通過百度查找慢慢解決。我的設(shè)計(jì)有不足之處，希望老師批評(píng)指正，下次一定會(huì)做得更好。8附錄源程序及說明：#include<AT89x52.H>#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedintucharyid,h;//YID為移動(dòng)計(jì)數(shù)器，H為行段計(jì)數(shù)器uintzimuo;//字模計(jì)數(shù)器ucharcodehanzi[];//漢字模板ucharBUFF[18];//緩存voidin_data(void);//調(diào)整數(shù)據(jù)voidrxd_data(void);//發(fā)送數(shù)據(jù)voidsbuf_out();ucharcodetable口={0x08,0x08,0x10,0x04,0x20,0x02,0xFC,0x1F,0x84,0x10,0x84,0x10,0xFC,0x1F,0x84,0x10,0x84,0x10,0xFC,0x1F,0x80,0x00,0x80,0x00,0xFF,0x7F,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,/*〃單〃，0*/0x00,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0xF8,0x3F,0x08,0x00,0x08,0x00,0x08,0x00,0xF8,0x07,0x08,0x04,0x08,0x04,0x08,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x02,0x04,/*〃片〃，1*/0x08,0x00,0x88,0x0F,0x88,0x08,0x88,0x08,0xBF,0x08,0x88,0x08,0x8C,0x08,0x9C,0x08,0xAA,0x08,0xAA,0x08,0x89,0x08,0x88,0x48,0x88,0x48,0x48,0x48,0x48,0x70,0x28,0x00,/*〃機(jī)〃，2*/0x00,0x00,0xC2,0x1F,0x44,0x12,0x44,0x12,0xC0,0x1F,0x40,0x12,0x47,0x12,0xC4,0x1F,0x04,0x02,0xE4,0x3F,0x04,0x07,0x94,0x0A,0x4C,0x12,0x24,0x62,0x00,0x02,0x00,0x02,/*〃課〃，3*/0x10,0x00,0xB8,0x3F,0x8F,0x20,0x88,0x20,0x88,0x20,0xBF,0x3F,0x08,0x00,0x0C,0x00,0x9C,0x7F,0x2A,0x04,0x2A,0x04,0x89,0x3F,0x08,0x04,0x08,0x04,0xC8,0x7F,0x08,0x00,/*〃程〃，4*/0x00,0x00,0x84,0x0F,0x88,0x08,0x88,0x08,0x80,0x08,0x40,0x70,0x2F,0x00,0xC8,0x1F,0x88,0x10,0x88,0x08,0x08,0x09,0x28,0x05,0x18,0x02,0x08,0x05,0xC0,0x18,0x30,0x60,/*〃設(shè)〃，5*/0x00,0x02,0x04,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0xEF,0x7F,0x08,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x28,0x02,0x18,0x02,0x08,0x02,0x00,0x02,/*〃計(jì)〃，6*/}；voidmain(void)(uchari,d=10;yid=0;zimuo=0;while(1)(while(yid<16) //數(shù)據(jù)移位(for(i=0;i<d;i++)〃移動(dòng)速度(sbuf_out();}yid++;〃移動(dòng)一步}yid=0;zimuo=zimuo+32;//后移一個(gè)字if(zimuo>=192) //到最后從頭開始，有字?jǐn)?shù)決定zimuo=0;}}/********************************/voidsbuf_out()(for(h=0;h<16;h++) //16行掃描(in_data(); //調(diào)整數(shù)據(jù)rxd_data();//串口發(fā)送數(shù)據(jù)P1=0x7f; //關(guān)閉顯示P1_7=1; //鎖存為高，595鎖存信號(hào)P1=h;//送行選/******************************************************/voidin_data(void)(ch