基于單片機(jī)的1616led點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)-測(cè)控技術(shù)與儀器畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

1、<p>　　編號(hào) </p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）</p><p>　　題目 基于單片機(jī)的16×16LED點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì) </p><p>　　二級(jí)學(xué)院 電子信息與自動(dòng)化學(xué)院 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè) 測(cè)控技術(shù)與儀器

2、 </p><p>　　班 級(jí) 測(cè)控一班 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 xxx 職稱(chēng) 副教授 </p><p>　　時(shí) 間 年 月

3、日 </p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 單片機(jī)的發(fā)展階段1

4、</p><p>　　1.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)1</p><p>　　1.3 單片機(jī)的特點(diǎn)3</p><p>　　1.4 LED簡(jiǎn)介4</p><p>　　1.5 LED的特點(diǎn)5</p><p>　　第二章 功能要求及方案論證6</p><p>　　2.1 功能要求6</p&g

5、t;<p>　　2.2 顯示模塊方案論證6</p><p>　　第三章 系統(tǒng)電路的硬件設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.1 設(shè)計(jì)框圖9</p><p>　　3.2 單片機(jī)的選擇9</p><p>　　3.3 AT89C51芯片簡(jiǎn)介10</p><p>　　3.4 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)13</

6、p><p>　　第四章 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)22</p><p>　　4.1程序的編寫(xiě)過(guò)程22</p><p>　　4.2 程序設(shè)計(jì)流程圖24</p><p>　　第五章 軟件調(diào)試及硬件制作25</p><p>　　5.1 軟件調(diào)試及仿真25</p><p>　　5.2 硬件制作28</

7、p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)29</b></p><p><b>　　致謝30</b></p><p><b>　　附錄37</b></p><p>　　附錄A：16*16點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)程序37</p><p>　　附錄B：proteus ISIS

8、 軟件仿真圖48</p><p>　　附錄C：供電以后16*16點(diǎn)陣實(shí)物效果圖49</p><p>　　附錄D：元器件清單列表50</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)AT89C51為核心的由4個(gè)8×8的點(diǎn)陣顯示屏形成的16×16點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的

9、介紹了由AT89C51為控制系統(tǒng)的點(diǎn)陣顯示屏動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過(guò)程。通過(guò)該芯片AT89C51控制一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器4-16線(xiàn)74HC154譯碼器和兩個(gè)列驅(qū)動(dòng)器74HC595級(jí)聯(lián)成串行輸入并行輸出的移位寄存器來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示屏，該顯示屏能顯示漢子、字符和圖形等。通過(guò)按鍵控制漢字的滾動(dòng)切換，能實(shí)現(xiàn)漢字的移入移出滾動(dòng)顯示。文中介紹了led點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)思路，軟件程序編寫(xiě)的過(guò)程、調(diào)試仿真以及硬件電路的各個(gè)部分電路的功能原理等。</p><p&g

10、t;　　單片機(jī)控制的系統(tǒng)程序采用的是C語(yǔ)言編寫(xiě)，通過(guò)行驅(qū)動(dòng)電路和列驅(qū)動(dòng)電路控制相應(yīng)led陽(yáng)極和陰極的電平，就可以有效的控led的亮和滅，所顯示的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)可以軟件PCtolCD2002標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中提取代碼。Led顯示穩(wěn)定、功耗低、壽命長(zhǎng)、技術(shù)成熟、價(jià)格低廉得到廣泛的應(yīng)用。文章主要從硬件設(shè)計(jì)和軟件編程兩個(gè)大的方面來(lái)對(duì)本次設(shè)計(jì)進(jìn)行介紹。</p><p>　　關(guān)鍵詞：AT89C51；單片機(jī)；LED；16*16點(diǎn)陣顯示；動(dòng)態(tài)

11、顯示</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design is based on AT89C51 MCU as the core is formed by 4 8 * 8 16 * 16 dot matrix display screen design. The system introduced by it for th

12、e process design of dot matrix display dynamic control system. To drive the display through the chip controls good driver 74HC154 and two row driver 74HC595, the display can show the man and character, through the switch

13、 button control characters and Chinese characters, can achieve Chinese characters out rolling display. This paper introduces the design</p><p>　　Single chip microcomputer control system program using the C l

14、anguage, the level of drive circuit to control the corresponding LED anode and cathode by driving circuit and column, can effectively control the LED on and off, as shown in the dot matrix data can be extracted from the

15、standard font software code PCtolCD2002. Led stable display, low power consumption, long service life, mature technology, low price is widely used.</p><p>　　Keywords: AT89C51; LED; microcontroller;

16、60; Lattice display; Dynamic display.</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 單片機(jī)的發(fā)展階段</p><p>　　單片機(jī)作為微型計(jì)算機(jī)（microcontroller unit）的一個(gè)重要研究領(lǐng)域，速度非?？?，應(yīng)用廣泛。單片機(jī)發(fā)展到現(xiàn)在，已經(jīng)有成千上萬(wàn)個(gè)機(jī)種。單片機(jī)

17、進(jìn)過(guò)幾年飛速的發(fā)展，可以分為以下幾個(gè)階段：</p><p>　　第一階段（1973-1976）：?jiǎn)纹瑱C(jī)的初級(jí)階段。受時(shí)代工藝發(fā)展的限制，此階段的單片機(jī)功能簡(jiǎn)單，初級(jí)階段的單片機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域相對(duì)窄，處理器速度慢，而且都采用的是雙片的形式。</p><p>　　第二階段（1976-1979）：低性能的單片機(jī)階段。</p><p>　　第三階段（1979-1982）：高性能的

18、單片機(jī)階段。此階段的單片機(jī)大多有多級(jí)中斷處理系統(tǒng)、片內(nèi)ROM、RAM容量大，16位位定時(shí)系統(tǒng)，有的單片機(jī)還內(nèi)置有A/D轉(zhuǎn)換器而且尋址范圍可達(dá)64KB，此階段的單片機(jī)普遍帶有串行I/O口，串行I/O口方便與外界進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。</p><p>　　第四階段（1982至今）：早期的8位或4位微型處理器的發(fā)展以及16、32位單片機(jī)的退出階段。此階段的主要特征是：一方面因?yàn)閱纹瑱C(jī)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)更加完善，功能更加強(qiáng)大，能滿(mǎn)足各種

19、微控制要求。另一方面發(fā)展16位、32位微型處理器以及專(zhuān)用型計(jì)算機(jī)用來(lái)解決各種問(wèn)題。16位單片機(jī)的產(chǎn)品有Intel公司生產(chǎn)的MCS-96系列單片機(jī)。其中32位單片機(jī)其震蕩頻率已達(dá)20MHz，除了具有很高的振蕩頻率而且具有更高的集成度，更高的震蕩平率使得32位單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理速度比16位單片機(jī)更快，性能以及處理速度同8位，16位單片機(jī)相比，具有優(yōu)越性。</p><p>　　1.2 單片機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) </p>

20、;<p>　　目前，單片機(jī)正在朝著多品種方向和高性能方向發(fā)展，并且進(jìn)一步向著生產(chǎn)工藝CMOS化、功耗低、價(jià)格低、性能高、體積更小和外圍電路內(nèi)裝化多個(gè)方向發(fā)展。以下是單片機(jī)的主要發(fā)展方向。</p><p>　　CMOS化。近些年， CHMOS技術(shù)的不斷發(fā)展促進(jìn)了單片機(jī)的CMOS化。CMOS芯片除了低功耗特性外，還有功耗可控性，采用的是CMOS（互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體工藝）使單片機(jī)的工作狀態(tài)在功耗精細(xì)管理

21、之內(nèi)。這也是8051被80C51取代為標(biāo)準(zhǔn)微處理器芯片的原因。CMOS電路的主要特點(diǎn)是低價(jià)格、低功耗、低速度、高密度。因此單片機(jī)多數(shù)芯片采用的是金屬柵氧化物半導(dǎo)體生產(chǎn)工藝。隨著生產(chǎn)工藝的提高。HMOS和CHMOS工藝出現(xiàn)，使得CHMOS電路處理器的速度已經(jīng)達(dá)到LSTTL的運(yùn)算速度。因而CMOS電路將是未來(lái)主要的發(fā)展方向。 </p><p>　　低電壓化。低電壓化指得是大部分單片機(jī)都有省電運(yùn)行模式WAIT、STOP

22、。當(dāng)單片機(jī)處于待機(jī)狀態(tài)時(shí)，運(yùn)行模式為WAIT、STOP，耗能更低，發(fā)熱更小。目前單片機(jī)壓工作范圍越來(lái)越寬，一般工作電壓在3~6V范圍。甚至有的單片機(jī)的工作電壓的下線(xiàn)已經(jīng)達(dá)到1~2V。目前0.8V供電的單片機(jī)已經(jīng)產(chǎn)生。</p><p>　　高可靠性和低噪聲。高可靠性和低噪聲值得是單片機(jī)能在惡劣的環(huán)境條件下工作，電磁抗干擾能力強(qiáng)，噪聲低。各大單片機(jī)生產(chǎn)公司改進(jìn)微處理器內(nèi)部電路采用新技術(shù)來(lái)改善芯片的可靠性和噪聲。<

23、;/p><p>　　串行擴(kuò)展技術(shù)。近些年，單片機(jī)的半導(dǎo)體芯片技術(shù)迅速發(fā)展，單片機(jī)采用更多的串行拓展技術(shù)，串行拓展技術(shù)的目的是為了節(jié)約單片機(jī)的I/O口資源，用更少的數(shù)據(jù)線(xiàn)傳輸數(shù)據(jù)，使系統(tǒng)更加簡(jiǎn)潔，體積小可靠性高采用的技術(shù)。8051單片機(jī)的URAT既能作通用異步接受和發(fā)送器，又能作同步移位寄存器，接口電路能同時(shí)接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)。因此在單片機(jī)在構(gòu)成多級(jí)應(yīng)用系統(tǒng)的時(shí)候，單片機(jī)的I/O資源是不夠用的，在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，我們要結(jié)合

24、實(shí)際有效的采用串行通信和并行通信，其中各自有優(yōu)缺點(diǎn)。</p><p>　　高性能化。單片機(jī)的高性能主要是指單片機(jī)的很高的運(yùn)算速度以及系統(tǒng)的控制的可靠性。改進(jìn)了單片機(jī)的中斷和定時(shí)控制功能。</p><p>　　大容量化。大容量化指的是需要單片機(jī)ROM和RAM容量更大，能存儲(chǔ)更多的數(shù)據(jù)。在很多工業(yè)控制領(lǐng)域，這些低存儲(chǔ)容量是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，必須對(duì)單片機(jī)的容量進(jìn)行擴(kuò)充。為了擴(kuò)大單片機(jī)的容量，采用新的技

25、術(shù)新的工藝是單片機(jī)大容量化。</p><p>　　外圍電路內(nèi)裝化。單片機(jī)集成度的不斷提高，把眾多的單片機(jī)的外圍電路集成在一塊很小的芯片內(nèi)，使系統(tǒng)體積更小。一般的單片機(jī)除了具有CPU、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、ROM、RAM、中斷等功能外，數(shù)模轉(zhuǎn)換功能，聲音發(fā)生器、液晶顯示驅(qū)動(dòng)器、錄像機(jī)用的鎖相電路、DMA控制器等也將集成在單片機(jī)芯片內(nèi)部是未來(lái)的發(fā)展方向。</p><p>　　單片機(jī)從出現(xiàn)發(fā)展到現(xiàn)在，

26、已經(jīng)走過(guò)了將近幾十年的發(fā)展歷史。單片機(jī)的發(fā)展是以微處理器技術(shù)發(fā)展為先導(dǎo)，推動(dòng)電子技術(shù)的發(fā)展，小到冰箱空調(diào)大到工業(yè)控制領(lǐng)域的大型機(jī)器都離不開(kāi)單片機(jī)。單片機(jī)的發(fā)展速度是以時(shí)鐘頻率的快慢為標(biāo)志。單片機(jī)在提高時(shí)鐘頻率追求處理速度的同時(shí)，單片機(jī)的低噪聲、抗干擾能力也是單片機(jī)技術(shù)發(fā)展所追求的。在不提高時(shí)鐘頻率的條件下，一些單片機(jī)的生產(chǎn)商改善了單片機(jī)的內(nèi)部時(shí)序，使用變頻技術(shù)提高處理器的運(yùn)算速度。在單片機(jī)的眾多家族中，80C51單片機(jī)已經(jīng)成為單片機(jī)的發(fā)

27、展主流。雖然世界上微處理器的種類(lèi)繁多，內(nèi)部裝置不兼容，但是客觀(guān)事實(shí)表明，80C51可能事實(shí)上標(biāo)準(zhǔn)的單片機(jī)芯片。</p><p>　　1.3 單片機(jī)的特點(diǎn)</p><p>　　單片機(jī)作為微型機(jī)的一個(gè)重要分支，單片機(jī)把CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入/輸出接口電路各功能部件集成在一塊晶體芯片上，集成度非常高，體積非常小。按照功能和組成而言，單片機(jī)芯片就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。單片機(jī)主要有以下幾個(gè)特點(diǎn)：&

28、lt;/p><p>　　（1）有優(yōu)異的性能價(jià)格比。</p><p>　?。?）集成度高、可靠性高、體積小。單片機(jī)盡可能把各個(gè)功能部件集成在一塊體積小的晶體芯片上，實(shí)現(xiàn)了高集成度。體積小有利于抗電磁干擾能力和抗干擾能力增強(qiáng)。芯片本身的設(shè)計(jì)按工業(yè)要求設(shè)計(jì)的，抗干擾能力都由于一般的CPU，這種優(yōu)勢(shì)是其他一般CPU無(wú)法相比的。</p><p>　?。?）控制功能強(qiáng)、易于拓展。單

29、片機(jī)的邏輯功能強(qiáng)，單片機(jī)有豐富的邏輯指令系統(tǒng)，可以對(duì)I/O口進(jìn)行拓展，可以對(duì)比較復(fù)雜的系統(tǒng)進(jìn)行控制，非常適用專(zhuān)門(mén)的控制功能。</p><p>　?。?）低功耗、低電壓、便攜式的產(chǎn)品。</p><p>　　（5）具有通信功能，很容易實(shí)現(xiàn)分布式和多機(jī)控制，形成遠(yuǎn)程控制和控制網(wǎng)絡(luò)。</p><p><b>　　1.4 LED簡(jiǎn)介</b></p&

30、gt;<p>　　LED是放光二極管的簡(jiǎn)稱(chēng)，發(fā)光二極管應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，人類(lèi)生活已經(jīng)離不開(kāi)LED。LED發(fā)光能產(chǎn)生綠，紅，蘭三種顏色，根據(jù)光的分解合成原理，這種三原色的色光加以不同比例相加，從而可以混合成所有的顏色，到后期發(fā)展成為一種半導(dǎo)體顯示器件。已經(jīng)著生產(chǎn)工藝的提高，以及半導(dǎo)體材料合成技術(shù)的研究發(fā)展，這種半導(dǎo)體顯示器件已經(jīng)隨成為最廣泛的顯示器件，小到冰箱洗衣機(jī)LED顯示屏、大到電腦、電視機(jī)以及廣場(chǎng)的大型LED顯示屏，人

31、類(lèi)生活中已經(jīng)LED顯示屏。LED顯示屏是根據(jù)半導(dǎo)體放光二極管像素點(diǎn)陣排列，點(diǎn)亮LED的方式是通過(guò)單片機(jī)控制的，通過(guò)編寫(xiě)程序，燒進(jìn)單片機(jī)，從而就可以得到我們想要的顯示效果，可以顯示文字、圖像、圖形、動(dòng)畫(huà)、視頻等各種視覺(jué)信息，形成豐富多彩的視頻。</p><p>　　LED顯示屏是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、光電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等各種電子技術(shù)于一體的高技術(shù)的屏幕產(chǎn)品。采用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，顯示效果好，圖像效果清晰，無(wú)雜點(diǎn)，畫(huà)面穩(wěn)定

32、，動(dòng)畫(huà)效果逼真；顯示內(nèi)容豐富，可顯示文字、圖像、視頻等各種視覺(jué)信息；顯示方式靈活，可以由用戶(hù)采取任意編排方式顯示；顯示的信息量大，顯示的信息不受限制。維修方便、穩(wěn)定可靠、穩(wěn)定可靠這些都是其他顯示屏無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，因此使之應(yīng)用的到社會(huì)經(jīng)濟(jì)等各個(gè)領(lǐng)域，主要包括證券交易金融信息顯示、機(jī)場(chǎng)航班動(dòng)態(tài)顯示、港口、車(chē)站旅客引導(dǎo)信息顯示、體育場(chǎng)館信息顯示、道路交通信息、顯示廣告媒體新產(chǎn)品等諸多領(lǐng)域。</p><p>　　通過(guò)單片

33、機(jī)控制點(diǎn)陣的行列可以顯示所需要的圖形和文字，顯示方式靈活?？梢愿鶕?jù)需要設(shè)計(jì)程序，將設(shè)計(jì)好的程序燒到單片機(jī)里，就可以得到滿(mǎn)意的顯示效果。在對(duì)單片機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，可以對(duì)點(diǎn)陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)顯示也可以進(jìn)行靜態(tài)顯示，靜態(tài)顯示可以克服占用單片機(jī)I/O資源多的問(wèn)題。隨著技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)的時(shí)鐘速度已經(jīng)達(dá)到20M，由于人眼的視覺(jué)暫留，使用動(dòng)態(tài)掃描可以克服占用I/O口資源較多的問(wèn)題。</p><p>　　1.5 LED的特點(diǎn)</

34、p><p>　　LED電子顯示屏具有亮度高、視角大、綠色環(huán)保、安全系數(shù)高等眾多優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用于家庭，銀行，醫(yī)院，飯店等各種公共場(chǎng)所長(zhǎng)時(shí)間照明以及視覺(jué)信息傳遞工具。LED發(fā)光二極管眾多優(yōu)點(diǎn)滿(mǎn)足各種不同應(yīng)用場(chǎng)景的需求，發(fā)展前景非常廣闊，因此得到了廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　亮度高：LED顯示屏的亮度可調(diào)，有戶(hù)外的LED顯示屏便于在白天人們接受顯示屏信息，相比于其他顯示屏，LED顯示屏是目前唯一

35、能夠在戶(hù)外適用全天候的大型顯示屏幕，而戶(hù)內(nèi)LED顯示屏的亮度則大于2000md/m2就可以達(dá)到要求便于人們接受視覺(jué)信息。</p><p>　?。?）視角大：人在注視顯示屏的時(shí)候，可以從各個(gè)角度觀(guān)看顯示屏，不影響人接受顯示屏顯示的畫(huà)面質(zhì)量，戶(hù)外視角范圍可大于160°。而視角范圍的大小取決于發(fā)光二極管的形狀。 </p><p>　?。?）綠色環(huán)保：不含汞氙等對(duì)環(huán)境有污染的元素，有利于

36、回收利用處理，而且抗電磁干擾能力強(qiáng)。</p><p>　?。?）安全系數(shù)高：由于所需電壓低，發(fā)光效率高，發(fā)熱小，不產(chǎn)生安全隱患，適用于煤礦等危險(xiǎn)地方。</p><p>　　第二章 功能要求及方案論證</p><p><b>　　2.1 功能要求</b></p><p>　　本方案設(shè)計(jì)的是由4個(gè)8×8組成的16&

37、#215;16的點(diǎn)陣顯示屏，具體滿(mǎn)足要求如下：</p><p>　　（1）要求AT89C51單片機(jī)作為芯片</p><p>　　（2）通過(guò)4個(gè)8*8的點(diǎn)陣led進(jìn)行滾動(dòng)顯示</p><p>　?。?）要求led顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足、穩(wěn)定、清晰</p><p>　　（4）按鍵控制文字的滾動(dòng)顯示切換</p><p>　

38、　2.2 顯示模塊方案論證</p><p>　　4個(gè)8*8的點(diǎn)陣組成的16*16的點(diǎn)陣顯示屏，組成256個(gè)led點(diǎn)陣顯示屏，如果將led的點(diǎn)陣顯示屏的陽(yáng)極與列驅(qū)動(dòng)器相連，而陰極與行驅(qū)動(dòng)器相連，我們通過(guò)控制單片機(jī)AT89C51驅(qū)動(dòng)行列驅(qū)動(dòng)器，給行相應(yīng)的高電平，給列低電平，那么相應(yīng)的led就會(huì)發(fā)光，得到我們想要的發(fā)光圖形。</p><p>　　本章介紹led數(shù)據(jù)顯示方式，這種顯示方式使用8段l

39、ed點(diǎn)陣顯示屏。在實(shí)際應(yīng)用中點(diǎn)亮led的方式有靜態(tài)顯示方式和動(dòng)態(tài)顯示方式兩種顯示方法。</p><p><b>　　1、靜態(tài)顯示方式</b></p><p>　　一般來(lái)講，靜態(tài)顯示方式是通過(guò)編寫(xiě)程序燒進(jìn)單片機(jī)，通過(guò)控制單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)陣，無(wú)論是顯示圖形還是文字，只要點(diǎn)亮所組成的文字圖形相應(yīng)的LED發(fā)光點(diǎn)就可以得到我們想要的顯示效果，這種同時(shí)控制各個(gè)LED放

40、光二極管的亮滅的方法稱(chēng)之為靜態(tài)顯示方式。靜態(tài)點(diǎn)亮LED顯示屏的顯示方式LED亮度均勻、穩(wěn)定、清晰等優(yōu)點(diǎn)，但是靜態(tài)顯示存在很大的缺陷，由于單片機(jī)的I/O口資源少，當(dāng)LED點(diǎn)陣顯示屏龐大時(shí)，單片機(jī)沒(méi)有那么多的I/O口同時(shí)控制可取。此課題設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)的16*16點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)，共有256個(gè)發(fā)光二極管，如果不采用其他芯片來(lái)擴(kuò)展單片機(jī)的端口，16行點(diǎn)陣需要單片機(jī)16個(gè)端口，16列點(diǎn)陣需要單片機(jī)16個(gè)端口，按照8位的移位寄存器來(lái)計(jì)算，16*1

41、6的點(diǎn)陣需要32個(gè)鎖存器，占用單片機(jī)太多的I/O口，這個(gè)顯然設(shè)計(jì)不可取，現(xiàn)在僅僅是16*16的點(diǎn)陣，在實(shí)際生活著的顯示屏往往大很多，這樣在鎖存器上的成本就是一個(gè)很大的數(shù)目，因此在實(shí)際應(yīng)用中一般我們不采用這種設(shè)計(jì)，而是采用動(dòng)態(tài)掃描的方法。</p><p><b>　　2、動(dòng)態(tài)顯示方式</b></p><p>　　當(dāng)LED點(diǎn)陣數(shù)目很多時(shí)，使用芯片拓展單片機(jī)的端口。動(dòng)態(tài)掃描

42、可以解決靜態(tài)掃描占用較多I/O口資源的問(wèn)題，就是快速的對(duì)點(diǎn)陣每行進(jìn)行循環(huán)點(diǎn)亮，采用這樣的掃描方式就可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣共用行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器。具體16*16的點(diǎn)陣來(lái)說(shuō)，把LED點(diǎn)陣的列與列驅(qū)動(dòng)器相連，點(diǎn)陣的行與行驅(qū)動(dòng)器相連。使用4-16線(xiàn)74HC154譯碼器作為列譯碼器，通過(guò)譯碼器選中其中一列的點(diǎn)陣有效，再使用兩個(gè)74HC595級(jí)聯(lián)而成的移位寄存器作為行驅(qū)動(dòng)器，行驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)譯碼器選中的這一列中點(diǎn)陣的16個(gè)發(fā)光二極管亮滅情況。當(dāng)下一個(gè)程序語(yǔ)句到來(lái)時(shí)

43、，4-16線(xiàn)74HC154譯碼器選中下一列有效，行驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)譯碼器選中的這一列16個(gè)發(fā)光二極管的亮滅情況，以此類(lèi)推。這樣反復(fù)點(diǎn)亮，由于人眼視覺(jué)暫留現(xiàn)象（每秒24次以上），只要速度夠快，我們就能看到顯示屏顯示的穩(wěn)定清晰的圖像了。由于單片機(jī)的工作特性，時(shí)鐘速度達(dá)到20M，我們將采用動(dòng)態(tài)顯示方式方式，把設(shè)計(jì)好的程序燒進(jìn)單片機(jī)。顯示數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在單片機(jī)AT89C51的存儲(chǔ)單元中，顯示時(shí)把一列中各行的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器中，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳

44、輸?shù)膯?wèn)題。數(shù)據(jù)傳輸時(shí)是采用串行方式還是采用并行方式？</p><p>　　3、數(shù)據(jù)傳輸方式的論證</p><p>　　很顯然，采用并行傳輸數(shù)據(jù)的方式，行驅(qū)動(dòng)器和列驅(qū)動(dòng)器的線(xiàn)路數(shù)量龐大，相應(yīng)需要更多硬件，增加了設(shè)計(jì)成本，所以并行傳輸?shù)姆绞讲豢扇　?lt;/p><p>　　為了解決并行傳輸數(shù)據(jù)帶來(lái)的問(wèn)題，采用串行傳輸數(shù)據(jù)方式。根據(jù)74HC595特點(diǎn)，串行傳輸數(shù)據(jù)方式只要用一

45、根線(xiàn)，單片機(jī)的某個(gè)I/O口就可以將數(shù)據(jù)一位一位的傳送到行驅(qū)動(dòng)器中，當(dāng)上升沿到來(lái)時(shí)，行驅(qū)動(dòng)器74HC595對(duì)16位 數(shù)據(jù)一次性輸出，驅(qū)動(dòng)16*16的LED點(diǎn)陣顯示屏，所以硬件方面很經(jīng)濟(jì)。串行傳輸數(shù)據(jù)的缺點(diǎn)是串行傳輸過(guò)程較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)只能一位一位地輸出到驅(qū)動(dòng)器中，只有當(dāng)這一行的數(shù)據(jù)全部傳送完畢，才能對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行顯示。這樣傳輸過(guò)程分為數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)備過(guò)程和數(shù)據(jù)的輸出兩個(gè)部分。在串行傳輸過(guò)程中，由于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備時(shí)間較長(zhǎng)的時(shí)候，再編寫(xiě)程序的時(shí)候，掃描周期

46、和延時(shí)程序給的的情況下，串行傳輸數(shù)據(jù)會(huì)影響到led顯示屏的亮度。</p><p>　　為了解決影響顯示屏亮度的問(wèn)題，即數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)備過(guò)程和數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題，我們可以采用重疊處理的方法。在本行驅(qū)動(dòng)器在點(diǎn)亮顯示屏的同時(shí)，我們傳送下一行數(shù)據(jù)，這樣就可以解決傳輸數(shù)據(jù)時(shí)間較長(zhǎng)的問(wèn)題。為了達(dá)到重疊處理的目的，我們需要的列驅(qū)動(dòng)器必須要有鎖存器的功能。這樣我們可以解決列驅(qū)動(dòng)器可以選用74HC595是一個(gè)串行輸入并行輸出的

47、移位寄存器，具有鎖存功能。這樣本列數(shù)據(jù)在點(diǎn)亮顯示屏的時(shí)候，74HC595就已經(jīng)在準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，不會(huì)影響上一行的數(shù)據(jù)顯示。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)電路的硬件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1 設(shè)計(jì)框圖</b></p><p>　　圖3-1 點(diǎn)陣顯示的總體框圖</p><p>　　3.2 單片機(jī)的選擇&

48、lt;/p><p>　　單片機(jī)采用AT89C51。AT89C51單片機(jī)的外形如下：</p><p>　　圖3-2 AT89C51</p><p>　　3.3 AT89C51芯片簡(jiǎn)介</p><p>　　AT89C51是美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的一款8位微處理器芯片，具有高性能低功耗特點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。芯片作為儀器的大腦，它負(fù)責(zé)整個(gè)程序的運(yùn)行以及給部

49、分電路部分發(fā)送命令。</p><p><b>　　主要性能</b></p><p>　　◆4/8可程序設(shè)計(jì)的Flash內(nèi)存</p><p>　　◆32個(gè)可程序設(shè)計(jì)I/O口線(xiàn)</p><p><b>　　◆5個(gè)中斷源</b></p><p><b>　　◆可編程的串行

50、通道</b></p><p>　　◆2個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器</p><p>　　◆1000次擦寫(xiě)周期</p><p>　　AT89C51系列單片機(jī)的基本組成</p><p>　　◆片內(nèi)Flash內(nèi)存，用來(lái)一些原始數(shù)據(jù)表格和程序</p><p>　　◆片內(nèi)RAM,用來(lái)存放經(jīng)常讀、寫(xiě)的數(shù)據(jù)</p>

51、<p>　　◆1個(gè)8位中央處理單元</p><p>　　◆多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套中斷結(jié)構(gòu)，并可實(shí)現(xiàn)多個(gè)優(yōu)先級(jí)的嵌套</p><p>　　◆1個(gè)全雙工口UART的串行接口，通過(guò)它可以和計(jì)算機(jī)或其他外設(shè)進(jìn)行通信</p><p>　　◆2個(gè)16位的計(jì)數(shù)/定時(shí)器，對(duì)外部事件進(jìn)行計(jì)數(shù)，I/O口置成定時(shí)器或者置成計(jì)時(shí)器，并根據(jù)計(jì)數(shù)或定時(shí)的結(jié)果對(duì)單片機(jī)實(shí)時(shí)進(jìn)行控制。<

52、/p><p>　　圖3-3 AT89系列單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)框圖</p><p>　　3、單片機(jī)的內(nèi)部組成</p><p>　　AT89系列單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要是由CPU、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串行口、存儲(chǔ)器、中斷邏輯/并行口幾部分組成。</p><p><b>　　(1)CPU</b></p><p>　　C

53、PU是由運(yùn)算器及控制器組成，作為控制中心和指揮中心，決定單片機(jī)的主要功能。</p><p>　　ACC是一個(gè)累加器，簡(jiǎn)稱(chēng)累加器A，8位寄存器，當(dāng)進(jìn)行邏輯和算術(shù)運(yùn)算時(shí)，累加器存放操作數(shù)，運(yùn)算的結(jié)果還是存放在累加器中。</p><p>　　寄存器B也是一個(gè)8位寄存器，寄存器B用于乘法和除法指令中。在除法中，除數(shù)取自B，被除數(shù)取自ACC，商數(shù)放在A(yíng)CC中，而余數(shù)則放在B中。在乘法運(yùn)算中，乘數(shù)的操

54、作指令來(lái)自ACC和B中，而乘積的結(jié)果放在A(yíng)B寄存器中，B寄存器是作為中間結(jié)果寄存器使用的。</p><p>　　PSW是一個(gè)8位的寄存器，作為一個(gè)標(biāo)志寄存器，用來(lái)存放各種程序狀態(tài)執(zhí)行的信息，供程序判別和查詢(xún)。PSW的標(biāo)志和格式如下：</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　D7D6 D5 D4

55、 D3 D2 D1 D0</p><p>　　此寄存器各位的含義如下：</p><p>　　CY（PSW.7）:進(jìn)位標(biāo)志。執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算指令時(shí)，最高位D7位有進(jìn)位或者借位時(shí)，CY=1，最高位D7位沒(méi)有進(jìn)位或者借位，CY=0。CY作為位累加器，可以被硬件或者軟件職位或清零，起作用相當(dāng)于中央處理器中的累加器A，進(jìn)位操作和執(zhí)行比較指令也會(huì)影響CY標(biāo)志位。</

56、p><p>　　AC（PSW.6）：輔助進(jìn)位標(biāo)志。輔助進(jìn)位標(biāo)志指的是當(dāng)執(zhí)行加減運(yùn)算指令時(shí)，低四位向高四位有進(jìn)位借位時(shí)，AC會(huì)被置成1，否則就會(huì)被清零。在進(jìn)行十進(jìn)制加減運(yùn)算時(shí)，需要進(jìn)行十進(jìn)制調(diào)整，需要用AC位進(jìn)行判斷，詳見(jiàn)指令系統(tǒng)中的DAA指令。</p><p>　　F0（PSW.5）:用戶(hù)標(biāo)志位。F0是狀態(tài)標(biāo)記位，根據(jù)用戶(hù)自己的需要通過(guò)軟件來(lái)置位和復(fù)位。設(shè)定標(biāo)志位狀態(tài)以后，通過(guò)軟件測(cè)試F0來(lái)控

57、制程序的流向。</p><p>　　RS1、RS0（PSW.4、PSW.3）:8051有4組8個(gè)8位工作寄存器，每組命名R0~R7。</p><p>　　通過(guò)控制這兩位的值就可以控制哪一組寄存器作為工作寄存器，這是通過(guò)軟件來(lái)改變RS1、RS0的值進(jìn)行選擇的。RS0、RS1與寄存器區(qū)的對(duì)應(yīng)關(guān)系見(jiàn)表3-2：</p><p><b>　　表3-2</b&g

58、t;</p><p>　　OV（PSW.2）：溢出標(biāo)志。在進(jìn)行帶符號(hào)位加減運(yùn)算指令中，運(yùn)算結(jié)果超過(guò)累加器的有效范圍時(shí)，累加器A就會(huì)溢出，溢出即產(chǎn)生運(yùn)算錯(cuò)誤的結(jié)果，溢出標(biāo)志位PSW.2=1。如果沒(méi)有超過(guò)累加器的有效范圍，溢出標(biāo)志位PSW.2=0就表示運(yùn)算結(jié)果正確。在進(jìn)行乘法運(yùn)算時(shí)，如果累加器A溢出，標(biāo)志位PSW.2=1表示乘積的結(jié)果超過(guò)255，乘積分別在累加器A與寄存器B中；乘積結(jié)果沒(méi)有超過(guò)255，標(biāo)志位PSW.2

59、=0，這時(shí)乘積只在累加器A中。在除法運(yùn)算指令中，標(biāo)志位PSW.2=1，就表示除數(shù)等于0，所以不能進(jìn)行除法運(yùn)算，反之表示除數(shù)不為零，可以進(jìn)行運(yùn)算。</p><p>　　P（PSW.0）：奇偶標(biāo)志。奇偶標(biāo)志位PSW.0表示累加器A中1的個(gè)數(shù)，累加器A中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)P=0，1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)P=1。</p><p><b>　　(2)存儲(chǔ)組織</b></p>&

60、lt;p>　　AT89系列單片機(jī)的內(nèi)存結(jié)構(gòu)如下：</p><p><b>　　（a）</b></p><p><b>　?。╞）</b></p><p><b>　　(c)</b></p><p>　　圖3-4 AT89系列單片機(jī)內(nèi)存的結(jié)構(gòu)</p><

61、p>　　3.4 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　本設(shè)計(jì)的硬件電路可以分成單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動(dòng)器和行驅(qū)動(dòng)器電路三部分。</p><p>　　單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路</p><p>　　單片機(jī)采用AT89C51，時(shí)鐘頻率為采用24M的晶振，高的晶振頻率能獲得較高的刷新頻率，可以使顯示更加穩(wěn)定。P0口的低四位與4-16線(xiàn)譯碼器相連用來(lái)發(fā)送行數(shù)據(jù)，P0.

62、4~P0.6口與兩片級(jí)聯(lián)的74HC595組成的16位輸出的移位寄存器相連，用來(lái)發(fā)送列數(shù)據(jù)。單片機(jī)的外圍震蕩電路：</p><p>　　圖3-5 單片機(jī)的振蕩電路</p><p><b>　　行驅(qū)動(dòng)電路</b></p><p>　　行驅(qū)動(dòng)電路是由兩片74HC595級(jí)聯(lián)而成，74HC595具有8位串入并出移位寄存器和一個(gè)8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，兩片級(jí)

63、聯(lián)的74HC595具有16位串入并出移位寄存器和一個(gè)16位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，用來(lái)驅(qū)動(dòng)led點(diǎn)陣的行。74HC595具有獨(dú)立的輸出鎖存器個(gè)和獨(dú)立的移位寄存器，在輸出本行數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣的同時(shí)，單片機(jī)已經(jīng)為驅(qū)動(dòng)器傳輸下一行的數(shù)據(jù)，能達(dá)到重疊處理的目的，縮短數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間。圖3-6是由兩個(gè)74LS595級(jí)聯(lián)成的16位輸出的列驅(qū)動(dòng)器：</p><p><b>　　圖3-6 列驅(qū)動(dòng)器</b></p&g

64、t;<p>　　74HC595的外形及管腳說(shuō)明圖如圖3-7和表3-3所示。74HC595有8個(gè)串行移位寄存器，每個(gè)串行移位寄存器連接著一個(gè)輸出鎖存器，當(dāng)8位數(shù)據(jù)全部傳輸完畢保存在輸出鎖存器中，當(dāng)上升沿到來(lái)時(shí)，進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出。DS是串行數(shù)據(jù)輸入端，Q0~Q7是并行數(shù)據(jù)輸出端，作為L(zhǎng)ED點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)端，控制LED的點(diǎn)亮。Q7’是芯片拓展端口，與下一個(gè)74HC595的串行數(shù)據(jù)輸入端相連，形成16位串入并出移位寄存器和一個(gè)16位輸出鎖存

65、器的結(jié)構(gòu)驅(qū)動(dòng)LED。SH_CP是移位寄存器時(shí)鐘輸入端，每來(lái)一個(gè)上升沿，Q0中的數(shù)據(jù)移動(dòng)到Q1中，Q1中的數(shù)據(jù)移動(dòng)到Q2 中，這樣循環(huán)往復(fù)。下降沿移位寄存器中的端口數(shù)據(jù)保持不變。ST_CP是存儲(chǔ)寄存器中的時(shí)鐘輸入口。下降沿到來(lái)時(shí)，存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)保持不變，上升到來(lái)時(shí)，移位寄存器中的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器中。通常將ST_CP拉到低電平，移位結(jié)束后再將ST_CP端移位寄存器中的數(shù)據(jù)清零。OE為輸出允許高電平禁止輸出。</p><p

66、>　　圖3-7 74HC595外形圖</p><p>　　表3-3 74HC595的管腳說(shuō)明</p><p><b>　　3、 列驅(qū)動(dòng)電路</b></p><p>　　單片機(jī)P0口低4位輸出的行信號(hào)經(jīng)4-16線(xiàn)譯碼器74HC154譯碼后生成16條列選通信號(hào)線(xiàn)，再需要經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的列線(xiàn)。一條列線(xiàn)上要帶動(dòng)16行的LED進(jìn)行顯示，按每一L

67、ED器件20mA電流計(jì)算，16個(gè)LED同時(shí)發(fā)光時(shí)，需要320mA電流，選用三極管8550作為驅(qū)動(dòng)管可滿(mǎn)足要求。只要控制端G1、G2任意一個(gè)為高電平，A、B、C、D任意電平輸入都無(wú)效。G1、G2必須都為低電平才能操作芯片。74HC54引腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯圖：</p><p>　　如圖3-8 74HC154的引腳圖及內(nèi)部結(jié)構(gòu)邏輯圖</p><p>　　74hc154真值表： </p>

68、;<p>　　4、LED點(diǎn)陣的介紹</p><p>　　8×8的點(diǎn)陣能組成64個(gè)發(fā)光二極管，本設(shè)計(jì)采用由4個(gè)8×8的點(diǎn)陣組成的16行16列的發(fā)光顯示屏。在實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)原理可自行拓展，要組成16×16的點(diǎn)陣進(jìn)行適當(dāng)?shù)倪B線(xiàn)就可以了。圖3-9分別是8×8的內(nèi)部點(diǎn)陣圖</p><p>　　圖3-9 8×8內(nèi)點(diǎn)陣內(nèi)部圖</p&g

69、t;<p><b>　　5、滾動(dòng)顯示</b></p><p>　　16*16點(diǎn)陣的滾動(dòng)顯示，要顯示一個(gè)字符或者漢字，該漢字或者字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)可以列向16點(diǎn)組字，又可以橫向16點(diǎn)組字。無(wú)論是哪一種組字方式，可以讓顯示屏產(chǎn)生橫向移動(dòng)，又可以讓顯示屏產(chǎn)生縱向移動(dòng)。本設(shè)計(jì)以左移為例，介紹字符滾動(dòng)的原理。</p><p>　　延長(zhǎng)數(shù)組法。將原來(lái)字符點(diǎn)陣數(shù)組的16個(gè)

70、數(shù)據(jù)重復(fù)一遍延長(zhǎng)，點(diǎn)陣數(shù)組的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為32個(gè)。每掃描一幀取8個(gè)數(shù)據(jù)顯示，下一幀取數(shù)要在數(shù)組中后移一個(gè)數(shù)取數(shù)。循環(huán)一遍掃16幀?？梢约傧胗袃蓧K16×16的點(diǎn)陣模塊（共32幀）水平平行排列，用一個(gè)恰好能罩住16列點(diǎn)陣的中空方框去罩這個(gè)點(diǎn)陣，第1（第1幀）罩住最左邊數(shù)起第一列開(kāi)始的16列，就掃描顯示這16列；第2次（第2幀）使方框右移一列，罩住做左邊數(shù)起第2列開(kāi)始的16列，就掃描顯示這16列；···&#

71、183;··；這樣每掃描完一幀使方框右移一列，最后第16次（第16幀）時(shí)，罩住左邊數(shù)起的第16列開(kāi)始的16列，就掃描顯示這16列。如此完成16幀畫(huà)面的掃描顯示，也就完成了整個(gè)一次移動(dòng)循環(huán)掃描、之后反復(fù)循環(huán)，即可呈現(xiàn)顯示字符沿水平向左移動(dòng)的圖像。 </p><p>　　因?yàn)槭橇邢蚪M字（列掃描方式，點(diǎn)陣數(shù)據(jù)為行碼，上邊為低位下面為高位），希望顯示移動(dòng)的一個(gè)字符，第1次掃描從行碼的點(diǎn)陣數(shù)組

72、中取第1~16個(gè)數(shù)據(jù)，送行碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這8個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用列碼輸出口輸出列碼，分別控制第1~16列。掃描完前16個(gè)數(shù)據(jù)之后，第2次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第3~18個(gè)數(shù)據(jù)（第18個(gè)數(shù)據(jù)與第1個(gè)數(shù)據(jù)同），送行碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這16個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用列碼輸出口輸出列碼，仍分別控制掃第1~16列。第3次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第5~20個(gè)數(shù)據(jù)（第20個(gè)數(shù)據(jù)碼與第2個(gè)數(shù)據(jù)碼相同）掃描······；如

73、此實(shí)現(xiàn)字符向左移動(dòng)。 </p><p>　　以上完成一個(gè)圖形移動(dòng)的方法，也可以看成是移動(dòng)16個(gè)不同的字形。如圖2.13所示，首先掃描第一個(gè)字型，同樣是16行，16次掃描，16次顯示；完成一個(gè)字型的掃描以后，再掃描第二個(gè)字型；完成第二個(gè)字型的掃描之后，再掃描第三個(gè)字型······依此類(lèi)推，即可產(chǎn)生該文字的左移的感覺(jué)。</p><

74、;p>　　由以上原理可以看到，無(wú)論使顯示漢字、字符還是圖像，都可以分析出它的掃描代碼顯示在屏幕上。當(dāng)我們了解漢字、字符、圖像的的顯示原理，如何得到字模信息呢？目前網(wǎng)上有很多漢字字模生成軟件，可以從網(wǎng)上下載漢字字模軟件，圖3-10所示的字模生成軟件PCtolCD2002，設(shè)計(jì)的是16*16點(diǎn)陣漢字滾動(dòng)顯示，在字模選項(xiàng)中選擇16行16列，輸出進(jìn)制選擇16進(jìn)制，軟自定義格式C51格式，軟件打開(kāi)后輸入漢字，點(diǎn)擊生成字模之后，就可以得到我們

75、所需要的漢字代碼。</p><p>　　我們用到的是PCtolCD2002軟件，該軟件實(shí)質(zhì)上是BMP格式的二值圖像轉(zhuǎn)換成液晶屏幕上顯示時(shí)對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。以“丁”字為例，點(diǎn)擊“生成字?！蔽覀兙涂梢缘玫剿枰臐h字代碼。</p><p><b>　　丁(0)</b></p><p>　　{0xFF,0xFF,0xBF,0xFF,0xBF,0xFF,0x

76、BF,0xFF,0xBF,0xFF,0xBF,0xFD,0xBF,0xFE,0x80,0xBF,0xFF,0xBF,0xFF,0xBF,0xFF,0xBF,0xFF,0xBF,0xFF,0xBF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF},/*"丁",0*/</p><p>　　圖3-10字模生成軟件</p><p>　　6、16×16的硬件電路圖&l

77、t;/p><p>　　AT89C51采用24M頻率的晶振，高的晶振頻率以獲得很高的刷新頻率，使顯示穩(wěn)定，沒(méi)有閃爍感。單片機(jī)的I/O口分別與行驅(qū)動(dòng)器與列驅(qū)動(dòng)器相連，用來(lái)傳送數(shù)據(jù)。P0口低4位與行驅(qū)動(dòng)器相連，送出行選信號(hào)；P0.4~P0.6口則用來(lái)發(fā)送點(diǎn)陣顯示屏的列信號(hào)。16×16點(diǎn)陣顯示屏的硬件原理如下圖：</p><p>　　圖3-11 仿真電路圖</p><p&

78、gt;　　第四章 系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)</p><p>　　本章主要介紹基于單片機(jī)At89C51的16*16點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)過(guò)程以及程序的編寫(xiě)過(guò)程，由于相比匯編語(yǔ)言，C語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊、靈活方便、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)豐富、程序執(zhí)行效率高、可讀性強(qiáng)等眾多優(yōu)點(diǎn)，所以選擇C語(yǔ)言編寫(xiě)程序。</p><p>　　4.1程序的編寫(xiě)過(guò)程</p><p>　　當(dāng)單片機(jī)供電以后，單片機(jī)沒(méi)有停機(jī)指令，顯示屏

79、實(shí)現(xiàn)漢字的連續(xù)左滾動(dòng)顯示效果。當(dāng)有按鍵KEY按下時(shí)，顯示屏實(shí)現(xiàn)漢字的連續(xù)有滾動(dòng)顯示效果。系統(tǒng)程序不斷地循環(huán)執(zhí)行上述顯示效果。</p><p>　　如何編寫(xiě)程序?qū)崿F(xiàn)按鍵控制的滾動(dòng)顯示？程序開(kāi)始，執(zhí)行main（）函數(shù)，先進(jìn)行16*16點(diǎn)陣顯示屏的初始化，其次進(jìn)入while（1）的死循環(huán)，判斷按鍵KEY是否按下？若沒(méi)有按下，則實(shí)現(xiàn)左滾動(dòng)顯示效果，當(dāng)單片機(jī)每對(duì)點(diǎn)陣掃描一次，就判斷按鍵KEY是否按下。按鍵KEY沒(méi)有按下，不

80、斷循環(huán)左滾動(dòng)顯示效果。當(dāng)按鍵KEY按下，通過(guò)延時(shí)程序和if的判斷語(yǔ)句進(jìn)行消抖動(dòng)處理，消抖動(dòng)處理后KEY仍為0，對(duì)狀態(tài)標(biāo)志位flag_c進(jìn)行取反處理，判斷flag_c為1還是為0，如果不為0進(jìn)行右滾動(dòng)顯示效果。同理，當(dāng)單片機(jī)每對(duì)點(diǎn)陣掃描一次，主程序就會(huì)判斷按鍵KEY是否按下，若沒(méi)有按下，不斷進(jìn)行右循環(huán)效果，若按下KEY=0，則重新對(duì)標(biāo)志位flag_c取反，重新進(jìn)行判斷為1還是位0，單片機(jī)沒(méi)有停機(jī)指令，系統(tǒng)主程序?qū)⒉粩嘌h(huán)下去。</p

81、><p>　　以下以左滾動(dòng)顯示效果為例，介紹程序是如何不斷循環(huán)滾動(dòng)。程序判斷Flag_c=0，執(zhí)行左循環(huán)。當(dāng)i=1,X=0時(shí)，首先WriteS(0xff,0xff)進(jìn)行清屏處理，Wei_154(i)函數(shù)表示由74HC154譯碼器選中的點(diǎn)陣第1行有效，WriteS(HanZi[i*2-2+2*X],HanZi[i*2-1+2*X])即WriteS（HanZi[0],HanZi[1]表示某個(gè)漢字字模代碼點(diǎn)亮的第1行16個(gè)

82、LED燈的亮滅情況，當(dāng)for語(yǔ)句執(zhí)行i++,Wei_154(i)這個(gè)函數(shù)表示由74HC154譯碼器選中的點(diǎn)陣第2行有效，WriteS函數(shù)就變成WriteS（HanZi[2],HanZi[3]某個(gè)漢字字模代碼點(diǎn)亮的第2行16個(gè)LED燈的亮滅情況，以此類(lèi)推，當(dāng)掃描完第16行、16列，由于是快速的掃描，人眼的視覺(jué)暫留現(xiàn)象，我們會(huì)看到完整沒(méi)有閃爍的漢字。for(j=0;j<7;j++)語(yǔ)句是對(duì)每個(gè)漢字掃描7遍，控制循環(huán)的速度。每執(zhí)行完兩個(gè)

83、for循環(huán)的嵌套語(yǔ)句，執(zhí)行x++語(yǔ)句，即掃描下一個(gè)字點(diǎn)陣代碼的第一列的代碼進(jìn)入點(diǎn)陣的最后一列，而上一個(gè)字代碼的第2列進(jìn)入點(diǎn)陣的第一列，這樣不斷執(zhí)行x++語(yǔ)句，每</p><p>　　實(shí)現(xiàn)的左滾動(dòng)程序如下：</p><p>　　if(flag_c==0)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(

84、j=0;j<7;j++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　for(i=1;i<17;i++)</p><p><b>　　{</b></p><p>　　WriteS(0xff,0xff);//消影</p><p>　　Wei_154(

85、i);</p><p>　　WriteS(HanZi[i*2-2+2*X],HanZi[i*2-1+2*X]);//顯示內(nèi)容</p><p>　　Wei_154(i);</p><p>　　delay(7);//顯示</p><p><b>　　G2=0;//關(guān)閉</b></p><p><

86、b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　X++;</b></p><p>　　if(X>=8*((zishu+1)*2))//if(X==8*34)</p><p><b>　　{</b></p&

87、gt;<p><b>　　X=0; </b></p><p><b>　　}</b></p><p><b>　　}</b></p><p>　　4.2 程序設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　系統(tǒng)主程序的流程圖如圖4-1所示。</p><p>

88、;<b>　　圖4-1程序流程圖</b></p><p>　　第五章 軟件調(diào)試及硬件制作</p><p>　　本章主要介紹軟件的調(diào)試以及硬件的制作。</p><p>　　5.1 軟件調(diào)試及仿真</p><p>　　用proteus和Keil uVision4像仿真器一樣聯(lián)調(diào)測(cè)試。打開(kāi)Keil uVision4軟件，建立系

89、統(tǒng)軟件工程，針對(duì)實(shí)驗(yàn)要求編寫(xiě)程序。在打開(kāi)單片機(jī)軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)keil菜單中的“工程”選擇子菜單下的“新建工程”選項(xiàng)，彈出新建工程對(duì)話(huà)框，輸入“重理工”畢業(yè)設(shè)計(jì)文件名，然后單擊保存。</p><p>　　在彈出的對(duì)話(huà)框中單機(jī)“是”，再選擇atmel公司的AT89C51芯片，，工程管理窗口中會(huì)出現(xiàn)“Target1”，點(diǎn)擊+號(hào)展開(kāi)，然后選中Source Group1，右擊鼠標(biāo)彈出的菜單中選擇“add file to gr

90、oup “source group1””,再出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中加入編寫(xiě)完成的源文件。返回主界面，點(diǎn)擊展開(kāi)“source group1”前面的“+”號(hào)，就會(huì)看到剛才所加的源文件雙擊文件名，即可打開(kāi)源文件程序。</p><p>　　新建文本，保存為“.C”的格式，如果用匯編形式。然后點(diǎn)擊運(yùn)行，查看程序出現(xiàn)的問(wèn)題，修改語(yǔ)言編寫(xiě)，則保存為“.asm”的格式錯(cuò)誤，直到程序沒(méi)有出現(xiàn)錯(cuò)誤。程序進(jìn)行調(diào)試的窗口如圖5-1。然后點(diǎn)擊菜單

91、中的“flash”出現(xiàn)的下拉菜單中選擇“configuration flash tools”。再出現(xiàn)的對(duì)話(huà)框中，選擇“output”選項(xiàng)卡，選中“Create hex file”生成“文件名.hex”文件。</p><p>　　圖5-1 keil調(diào)試窗口</p><p>　　打開(kāi)proteus ISIS軟件，在“pick device ”對(duì)話(huà)框中選完所需的器件，布局完成后，進(jìn)行連線(xiàn)。然后雙

92、擊AT89C51單片機(jī)，出現(xiàn)“edit component”對(duì)話(huà)框，點(diǎn)擊“Program File”文件夾圖標(biāo)，找到Keil uVision4軟件中所生成的hex文件，選中hex文件，然后確定。</p><p>　　最后，在proteus ISIS軟件中點(diǎn)擊左下角的仿真開(kāi)始按鈕，當(dāng)沒(méi)有點(diǎn)擊KEY按鍵時(shí)，16*16點(diǎn)陣顯示屏不斷左滾動(dòng)顯示效果，如圖5-2。</p><p>　　圖5-2 左滾

93、動(dòng)顯示效果</p><p>　　再次點(diǎn)擊KEY按鍵時(shí)，16*16點(diǎn)陣顯示屏不斷右滾動(dòng)顯示效果，如圖5-3。</p><p>　　圖5-4 右滾動(dòng)顯示效果</p><p>　　整個(gè)單片機(jī)硬件仿真運(yùn)行結(jié)果，如圖5-5所示。</p><p>　　5-5 16*16點(diǎn)陣滾動(dòng)顯示的仿真圖</p><p><b>　　5

94、.2 硬件制作</b></p><p>　　在軟件仿真能夠達(dá)到預(yù)期的效果之后，我們開(kāi)始進(jìn)行硬件的制作。在焊接電路板的時(shí)候，首先從最基本單片機(jī)工作所需要的外圍震蕩電路開(kāi)始，對(duì)照電路圖，分模塊，逐個(gè)模塊進(jìn)行焊接測(cè)試。</p><p>　　在焊接完成后，我們使用USB連接線(xiàn)將開(kāi)發(fā)板與個(gè)人電腦連接起來(lái)，即可進(jìn)行對(duì)之前KEIL軟件所生成的16*16點(diǎn)陣顯示屏hex文件的燒寫(xiě)。此時(shí)要應(yīng)用單

95、片機(jī)程序下載編程燒錄軟件STC-ISP，它省去了使用下載器的繁瑣，專(zhuān)門(mén)針對(duì)STC系列單片機(jī)，通過(guò)它可以輕松的將我們編譯生成的hex文件燒寫(xiě)入STC單片機(jī)中。制作完成并燒寫(xiě)完成后的16*16點(diǎn)陣顯示屏實(shí)物圖如下圖5-6所示。</p><p>　　圖5-6 基于單片機(jī)的16*16點(diǎn)陣顯示屏實(shí)物圖</p><p>　　燒制完成之后的單片機(jī)對(duì)它進(jìn)行5V的電壓供電，打開(kāi)供電開(kāi)關(guān)，滾動(dòng)的實(shí)物效果圖如圖

96、5-7。</p><p>　　圖5-7 滾動(dòng)效果實(shí)物圖</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本次設(shè)計(jì)的是基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)，軟件采用C語(yǔ)言編寫(xiě)。通過(guò)軟件的仿真調(diào)試通過(guò)到實(shí)物的制作完成實(shí)現(xiàn)了由按鍵控制的LED顯示屏的滾動(dòng)顯示效果，達(dá)到預(yù)期的效果。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)需要改

97、進(jìn)的地方是：在程序編寫(xiě)過(guò)程中，使用while(1)死循環(huán)，LED顯示屏一直處于滾動(dòng)顯示效果，當(dāng)按鍵按下時(shí)，只有執(zhí)行完當(dāng)前字掃描完成以后，程序會(huì)一直判斷按鍵程序，執(zhí)行效率不高?？梢跃帉?xiě)中斷函數(shù)，調(diào)用中斷函數(shù)，使程序執(zhí)行效率更高。</p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)到了很多知識(shí)，增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力和解決實(shí)際文藝的能力，將理論知識(shí)得到實(shí)踐的檢驗(yàn)，并增強(qiáng)了自己在電子設(shè)計(jì)方面的興趣，希望自己在以后的工作中不斷進(jìn)步。&

98、lt;/p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本文是在xxx導(dǎo)師悉心指導(dǎo)和鼓勵(lì)下完成的。具體工作和撰寫(xiě)過(guò)程中都凝聚著他的心血和汗水。他敏銳的洞察力，淵博的知識(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和一絲不茍的工作作風(fēng)給我留下了深刻的印象，使我受益匪淺。衷心感謝xxx老師在學(xué)習(xí)和工作上的鼓勵(lì)與關(guān)心，其敏感的思維，富于創(chuàng)新的精神使我一生受益，同時(shí)感謝與我一起工作學(xué)習(xí)的同學(xué)們營(yíng)造

99、了活躍、緊張、認(rèn)真的學(xué)習(xí)氣氛，使我在校期間的各方面能力有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。</p><p>　　最后，感謝重慶理工大學(xué)四年來(lái)的培養(yǎng)，感謝曾經(jīng)教育和幫助過(guò)我的所有老師，衷心感謝百忙之中抽出時(shí)間參加論文評(píng)閱和論文答辯的各位老師，感謝老師們?yōu)閷忛啽疚乃冻龅男燎趧趧?dòng)。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </b></p><p>　　[1]

100、 吳金戊、沈慶陽(yáng)、郭庭吉：8051單片機(jī)實(shí)踐與應(yīng)用，清華大學(xué)出版社，2004.6，P126-P130 </p><p>　　[2] 劉欣銘、張廣斌：LED顯示屏技術(shù)綜述，黑龍江電力，2003.5，P294-P296 </p><p>　　[3] 李群芳、肖看、張士軍：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)與接口系數(shù)，電子工業(yè)出版，2012.12，P88-P90&#

101、160;</p><p>　　[4] 何立民:單片機(jī)初級(jí)教程,北京航空航天大學(xué)出版社，2000.2，P18-P3 </p><p>　　[5] 陽(yáng)進(jìn)：基于單片機(jī)的LED顯示屏的漢字顯示，中國(guó)科技信息，2005.12，P112 </p><p>　　[6] 徐愛(ài)鈞、彭秀華：.Keil Cx51 V7

102、.0單片機(jī)高級(jí)語(yǔ)言編程與Vision2應(yīng)用實(shí)踐，北京電子工業(yè)出版社，2004.11，P34-P45 </p><p>　　[7] 李朝青：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及接口技術(shù)（第三版），北京航空航天大學(xué)出版，2005.3，P122-P125 </p><p>　　[8] 王宜懷：?jiǎn)纹瑱C(jī)原理及其嵌入式應(yīng)用教程，北京希望電子出版社，2002.1，P111-P113

103、60;</p><p>　　[9] 韓潤(rùn)萍、陳小萍：點(diǎn)陣LED顯示屏控制系統(tǒng)，微計(jì)算機(jī)信息，2003.10，P50-P51 </p><p>　　[10] 諸昌鈴：LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù)，電子科技大學(xué)出版社，2000.9，P10-P20 </p><p>　　[11] 李群芳：?jiǎn)纹⑿陀?jì)算機(jī)與接口技術(shù)，電子工

104、業(yè)出版設(shè)，2012.12，P22-P23 </p><p>　　[12] 周志敏、周紀(jì)海、紀(jì)愛(ài)華：LED驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)實(shí)例，電子工業(yè)出版社，2008.4，P45-P60</p><p>　　基于單片機(jī)的led點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　文獻(xiàn)綜述：</b></p><p><b&g

105、t;　　1  引言 </b></p><p>　　LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。它具有高清晰度、色彩鮮艷、視角大、工作穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)、低功耗等優(yōu)點(diǎn)[1]。并廣泛的應(yīng)用于公交汽車(chē)，碼頭，商店，學(xué)校和銀行等公共場(chǎng)合的信息發(fā)布和廣告宣傳。LED顯示屏經(jīng)歷了從單色，雙色圖文顯示屏到現(xiàn)在的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過(guò)程，自20世紀(jì)八十年代開(kāi)始，LED

106、顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍布交通、電信、教育、證券、廣告宣傳等各方面[2]。在信息社會(huì)中，LED顯示屏是作為人機(jī)信息視覺(jué)傳播媒體的顯示產(chǎn)品和技術(shù)迅速發(fā)展，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息[3]。近年來(lái)，由于半導(dǎo)體材料的制備和工藝逐步成熟和完善，超高亮度的R、G、B LED的商品化，全色LED平板顯示可以適用于室內(nèi)外各種目的的應(yīng)用[4] 。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是

107、基于A(yíng)T89C52單片機(jī)的一種適用于室內(nèi)的LED電子顯示屏設(shè)計(jì)。LED顯示可以很方便地在單片機(jī)系統(tǒng)中使用，并且和單片機(jī)的接口比較容易設(shè)計(jì)，可以在單片機(jī)的控制下進(jìn)行包括漢字在內(nèi)的多種圖像顯示，在某些需要傳輸信息的場(chǎng)合，LED顯示的使用能大大簡(jiǎn)化人工操作，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)資源的有效利用[5]。顯示內(nèi)容可以實(shí)現(xiàn)漢字的循環(huán)顯示、上下左右滾動(dòng)顯示?？紤]到所需原件的易購(gòu)性，本設(shè)計(jì)實(shí)用8*8的點(diǎn)陣發(fā)光管模塊，組成16*16發(fā)光點(diǎn)陣，顯示待定的中文、字符及數(shù)

108、字。 </p><p>　　1.1  設(shè)計(jì)的意義 </p><p>　　導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）作為第三代導(dǎo)體照明光源。這種產(chǎn)品具有很多夢(mèng)幻般優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　?。?）光效率高：光譜幾乎全部集中于可見(jiàn)光頻率，效率可達(dá)到80-90%。而光效差不多的白熾燈可見(jiàn)光效率僅為10-20%. </p>&l

109、t;p>　　(2)光線(xiàn)質(zhì)量高：由于光譜中沒(méi)有紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn)，故沒(méi)有熱量，沒(méi)有輻射，屬于典型的綠色照明光源。</p><p>　?。?）能耗?。?jiǎn)误w功率一般在0.05-1W，通過(guò)集群方式可以量體裁衣的滿(mǎn)足不同的需求，浪費(fèi)很少。以其作為光源，在同樣亮度下耗電量?jī)H為普通白熾燈的1/8-1/10。 </p><p>　?。?）壽命長(zhǎng)：光通量衰減到70%的標(biāo)準(zhǔn)壽命是10萬(wàn)小時(shí)。一個(gè)半

110、導(dǎo)體燈正常情況下可以使用50年，即使長(zhǎng)命百歲的人，一生最多也就用2只燈。 </p><p>　?。?）可靠耐用：沒(méi)有鎢絲，玻璃殼等容易損壞的部件，非正常報(bào)銷(xiāo)率很小，維護(hù)費(fèi)用極為低廉。 </p><p>　?。?）應(yīng)用靈活：體積小，可以平明封裝，易開(kāi)發(fā)成輕薄短小的產(chǎn)品，做成點(diǎn)、線(xiàn)、面各種形式的具體應(yīng)用產(chǎn)品。 </p><p>　?。?）安

111、全：?jiǎn)挝还ぷ麟妷捍笾略?.5-5V之間，工作電流在20-70mA之間。 </p><p>　?。?）綠色環(huán)保：廢棄物可回收，沒(méi)有污染，不像熒光燈一樣含有汞成分。</p><p>　?。?）響應(yīng)時(shí)間短：適應(yīng)頻繁開(kāi)關(guān)以及高頻運(yùn)作的場(chǎng)合。 </p><p>　?。?0）節(jié)能：LED燈具電光轉(zhuǎn)換率高，LED日光管比傳統(tǒng)日光省電75%-80%，壽命長(zhǎng)，采用

112、LED發(fā)光二級(jí)管作為光源壽命長(zhǎng)達(dá)6萬(wàn)小時(shí)，是傳統(tǒng)日光燈管壽命的10倍。沒(méi)有疊影，不會(huì)產(chǎn)生眩暈，LED日光燈管PC殼經(jīng)過(guò)特殊處理和LED光源的特殊排列方式根本上解決了這兩大問(wèn)題。 </p><p>　　近年來(lái)，由于LED市場(chǎng)不斷擴(kuò)大，國(guó)際高亮度LED市場(chǎng)從1995年起每年以58.5%的平均速度高速增長(zhǎng)，行業(yè)進(jìn)入了迅速反戰(zhàn)階段。很多照明也巨頭瞄準(zhǔn)了巨大的市場(chǎng)潛力，紛紛改變經(jīng)營(yíng)策略，向LED領(lǐng)域邁進(jìn)，市場(chǎng)上出