基于單片機的led廣告屏的設計畢業(yè)論文（含外文翻譯）

1、<p><b>　　摘　　要</b></p><p>　　LED（Light Emitting Diode）行業(yè)作為一個已經(jīng)成熟的產(chǎn)業(yè)，市場空間巨大，應用前景廣闊。通過對LED技術的基本應用的研究可以進一步強化自身的專業(yè)技能和強化自己的動手設計能力。LED的特色之處一是節(jié)能（直接功耗，間接耗能），二是基本無電離輻射，三提高空間利用率。然而LED點陣顯示屏的特點不僅僅于此，LED點陣

2、顯示屏用的是數(shù)碼管，而數(shù)碼管具有實用,便宜等優(yōu)點。做出來的LED點陣顯示很耐用。LED點陣顯示屏之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與LED顯示屏本身所具有的優(yōu)點分不開的。LED點陣顯示屏的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。本文介紹了基于單片機STC12的16×16LED點陣漢字滾動顯示屏的設計。其中著重介紹了LED點陣顯示的硬件設計思路、硬件電路各個

3、部分的功能及原理、相應軟件的程序設計，以及詳細的工作流程和使用說明。</p><p>　　本文分為六部分，其中主要內(nèi)容是系統(tǒng)總體分析，系統(tǒng)硬件設計，系統(tǒng)軟件設計三部分。系統(tǒng)總體分析是基礎；系統(tǒng)硬件設計是本文的關鍵及核心部分，該部分首先簡單描述系統(tǒng)硬件工作原理，且附以系統(tǒng)硬件設計框圖，論述了本次畢業(yè)設計所應用的各硬件接口技術和各個接口模塊的功能及工作過程；軟件設計是系統(tǒng)運行必不可少的部分。本文撰寫的主導思想是軟、硬

4、件相結合，以硬件為基礎，來進行各功能模塊的設計。本設計實用性強、操作簡單、擴展功能強。本此設計的顯示屏的設計具有體積小、硬件少、電路結構簡單及容易實現(xiàn)等優(yōu)點。</p><p>　　關鍵詞：單片機 LED 點陣 漢字顯示</p><p>　　The Design of LED advertising screen Based on SCM</p><p><

5、;b>　　Abstract</b></p><p>　　LED (Light Emitting Diode) industry as a mature industry, the market is huge, the application prospects is broad.Through the application of LED technology, the basic rese

6、arch could further strengthen our professional skills and strengthen our hands design capabilities.One special feature at the LED energy (power direct, indirect energy consumption), the second is almost no ionizing radia

7、tion, three improved space utilization.However, the characteristics of LED dot matrix display is not only her</p><p>　　This paper is divided into six parts, of which the main contents of the overall system a

8、nalysis, system hardware design, system software design three parts. Overall system analysis is the foundation; system hardware design is the key and core part of this paper, this section first briefly describe the syste

9、m hardware works, and attached to the system hardware design diagram, discusses this graduation design applications and in all of the hardware interface technology Interface module functions a</p><p>　　Key W

10、ords：LED; Lattice; Chinese character demonstrates</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　摘　　要1</b></p><p>　　Abstract2</p><p><b>　　引　　言4</b

11、></p><p>　　1 LED顯示屏的介紹5</p><p>　　1.1LED顯示屏的發(fā)展背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀5</p><p>　　1.1.1LED顯示屏的特點6</p><p>　　1.1.2 LED顯示屏的動態(tài)掃描8</p><p>　　1.2LED顯示屏的分類8</p><

12、;p>　　1.2.2按使用方向分類8</p><p>　　1.2.2按使用場合分類9</p><p>　　1.2.3按發(fā)光點的直徑分類9</p><p>　　1.3LED顯示屏的顯示方案9</p><p>　　1.4LED的作用及市場前景10</p><p>　　1.4.1 LED顯示屏的作用10&l

13、t;/p><p>　　1.4.2LED的市場前景10</p><p>　　2系統(tǒng)的總體設計10</p><p>　　2.1設計目標及采取的方案10</p><p>　　2.1.1設計目標10</p><p>　　2.1.2采取方案11</p><p>　　2.2工作原理11</p&

14、gt;<p>　　2.3總體設計12</p><p>　　3系統(tǒng)硬件設計13</p><p>　　3.1各部分電路功能說明13</p><p>　　3.2AT89C51芯片的簡要介紹15</p><p>　　3.3時鐘電路的設計17</p><p>　　3.4復位電路18</p>

15、<p>　　3.5行驅(qū)動電路19</p><p>　　3.6列驅(qū)動電路的設計21</p><p>　　3.7電源電路的設計22</p><p>　　3.8LED顯示器的設計22</p><p>　　3.8.1點陣式LED顯示屏設計22</p><p>　　3.8.2LED電子顯示屏顯示字符原理2

16、3</p><p>　　3.9 漢字顯示原理24</p><p>　　3.9.1LED顯示屏電路的設計25</p><p>　　4系統(tǒng)軟件的設計27</p><p>　　4.1 主程序設計27</p><p>　　5 系統(tǒng)制作與調(diào)試31</p><p>　　5.1 Proteus軟件簡

17、要介紹31</p><p>　　5.2 仿真過程33</p><p>　　5.3 硬件制作與調(diào)試33</p><p>　　5.3.1 硬件電路板的制作33</p><p>　　5.3.2 系統(tǒng)硬件調(diào)試34</p><p>　　5.4 系統(tǒng)軟件調(diào)試34</p><p><b>

18、;　　結　　論36</b></p><p>　　參 考 文 獻37</p><p><b>　　附 錄38</b></p><p><b>　　外文資料原文38</b></p><p><b>　　外文資料譯文44</b></p><p

19、>　　在 學 取 得 成 果49</p><p><b>　　致　　謝50</b></p><p><b>　　引　　言</b></p><p>　　LED顯示設備是利用發(fā)光二極管構成點陣模塊或像素單元從而組成的平面式顯示裝置。它本身具有發(fā)光效率高、使用壽命長、結構靈活、色彩豐富以及適應室內(nèi)外環(huán)境能力強等諸多優(yōu)點

20、。因而廣泛應用于碼頭、公交汽車、商店、學校和銀行等公共場合的信息發(fā)布與廣告宣傳。LED顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色的圖文顯示屏到現(xiàn)在的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過程，自從20世紀八十年代起，LED顯示屏的應用領域已經(jīng)遍布于交通、電信、教育、證券、廣告宣傳等各個方面。LED 顯示屏發(fā)展速度是非常快的，本文講述了基于AT89C51型單片機闡述了16×16 LED漢字點陣滾動顯示的基本原理、硬件設計與組成、程序編寫與調(diào)試、Proteus軟件

21、仿真技術等基本的環(huán)節(jié)和相關技術技能。</p><p>　　單片機是一種集成的電路芯片，是采用了超大規(guī)模集成電路技術的把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器CPU和隨機存儲器RAM、只讀存儲器ROM、以及多種I/O口與中斷系統(tǒng)、定時器或計時器等功能（有時還包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多線路轉換器、A/D轉換器等多功能電路）集成到一塊硅片上組成的一個小卻完善的計算機系統(tǒng)。單片機系統(tǒng)廣泛應用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設

22、備、航海航天、專用設備的智能化管理及過程控制等領域。</p><p>　　正因為LED顯示具有許多優(yōu)勢，所以正在逐漸取代其他顯示材料。這是其本身的郵電所決定的。目前一種新的顯示材料OLED正在處于研究開發(fā)階段，OLED顯示屏是通過有機材料自發(fā)光技術，使人們即使在陽光下也能看到顯示屏所顯示的內(nèi)容，當然它自身還有其它眾多優(yōu)點。單片機不僅在體積小的趨勢上上有所突破，也在向功能多極化平臺擴展化方向發(fā)展，單片機的發(fā)展也自然

23、而然的帶動了LED顯示屏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。</p><p>　　本文主要講述基于單片機的LED顯示器設計，只是單片機的一個非常簡單常見的應用，經(jīng)改進它能夠?qū)崿F(xiàn)多種圖文顯示。本文簡要講述了通過單片機控制LED顯示器顯示文字的原理，以及硬件電路與軟件設計的方法，希望能幫助大家了解漢字的點陣顯示原理，認識與了解單片機的基本結構、工作原理及其應用方法，并提高對單片機的認識及其技術的運用能力。</p><p&

24、gt;　　1 LED顯示屏的介紹</p><p>　　1.1LED顯示屏的發(fā)展背景及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p>　　在大型商場、車站、碼頭、地鐵站乃至各類辦事窗口等越來越多的場合需要用LED點陣來顯示圖形和漢字。LED顯示技術行業(yè)已成為一個發(fā)展迅速的新興產(chǎn)業(yè)，其市場空間巨大，發(fā)展前景廣闊[1]。隨著信息技術產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED顯示技術作為信息傳播的一種重要手段，已經(jīng)廣泛應用于室內(nèi)外需

25、要進行服務的內(nèi)容和服務宗旨宣傳的公眾場所，比如戶內(nèi)外公共場所的廣告宣傳、機場車站的旅客引導信息、公交車輛的報站系統(tǒng)、證券以及銀行的信息顯示、餐館報價信息的顯示、高速公路的可變情報板、體育場館的比賽轉播、樓宇廣告及燈飾、交通信號顯示燈、景觀照明燈等。顯然，LED顯示技術已成為城市亮化、美化、現(xiàn)代化和信息化的一個極其重要的標志[5]。</p><p>　　LED點陣設計主要應用于電子顯示屏，它利用的是發(fā)光二極管點陣模

26、塊或者像素單元組成的平面式顯示屏幕[11]。由于它所具有的發(fā)光效率高、使用壽命長、結構靈活、色彩亮麗豐富以及適應室內(nèi)室外環(huán)境能力強等優(yōu)點[6]。所以它被廣泛應用于各類場合。</p><p>　　19世紀70年代最開始的GaP、GaAsP同質(zhì)結構的紅、黃、綠三色低發(fā)光效率的LED已經(jīng)開始應用于指示燈、數(shù)字以及文字的顯示[1,2,3]。從此LED開始進入了多種應用領域，包括宇宙航天、飛機、汽車、工業(yè)上的應用、通信、消

27、費類型產(chǎn)品等，遍及國民經(jīng)濟的各部門以及千家萬戶[7]。到1996年底LED現(xiàn)實點陣在全世界的銷售額已達到幾十億美元[7]。到2012年底空前的上百億美元之高。盡管多年以來LED一直受著顏色與發(fā)光效率的限制，但由于GaP和GaAsP 的LED具有壽命長、可靠性高,工作電流小、可與TTL、CMOS數(shù)字電路模式兼容等許多優(yōu)點因而卻一直受到使用者的青睞[9]。在最近十年來，高亮度化、全色化問題一直是LED材料與器件工藝技術研究的最前沿課題[2]

28、。超高亮度(UHB)指的是發(fā)光強度達到或著超過100mcd的LED，又稱坎德拉(cd)級的LED[3]。高亮度A1GaInP和InGaN LED的研制進展十分的迅速，現(xiàn)已達到常規(guī)材料GaA1As、GaAsP、GaP不可能達到的高性能水平[10]。1991年日本東芝公司和美國HP公司聯(lián)合研制成InGaA1P 620nm橙色的超高亮度LED</p><p>　　1.1.1LED顯示屏的特點</p>&l

29、t;p>　　和很多應用技術用語一樣，LED漢字屏并沒有一個公認的嚴格定義，一般把顯示文字的LED顯示屏稱為漢字屏[5,6,9]。漢字顯示屏的主要特征是只控制LED點陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制LED的發(fā)光強弱[7]。LED器件的顏色可以是單色的、雙色的，甚至還可以是多色的[7]。LED漢字顯示屏的外觀可以做成條形，叫做條形漢字顯示屏，簡稱條屏；也可以按一定高寬比例做成矩形的平面漢字顯示屏。其實條屏只不過是其寬度遠大

30、于高度的平面顯示屏，在顯示與控制的原理上并無區(qū)別[9]。</p><p>　　不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個點所在位置相對應的LED器件發(fā)光。通常我們先把需要顯示的文字轉換成點陣圖形，再按照顯示控制的要求以一定的格式顯示數(shù)據(jù)。對于只控制通斷的漢字顯示屏來說，每個LED發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的1位（1bit），在需要該LED器件發(fā)光的數(shù)據(jù)中相應的位填1，否則填0。當然，根據(jù)控制電路的安排，相反

31、的定義同樣時可行的[9]。這樣依照所需顯示的漢字，按顯示屏的各行各列逐點填寫顯示數(shù)據(jù)，就可以構成一個顯示數(shù)據(jù)文件。文字的點陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計算機通用的字庫字模。組成一個字的點陣，其大小也可以有16×16、24×24、32×32、48×48等不同規(guī)格[11]。 </p><p>　　用點陣方式構成文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設計好合適的數(shù)據(jù)

32、文件，就可以得到滿意的顯示效果。因而采用點陣式漢字顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。 </p><p>　　條屏常用于簡短明確的信息，例如顯示車站、機場的車次、航班信息，或者商廈的歡迎詞，或?qū)懽謽堑霓k公區(qū)的簡短通知等等。平面顯示屏多用來顯示比較復雜的信息，如車站顯示多列列車的到開時刻、機場顯示各航班運行情況以及證券交易場所顯示股票行情等。</p><p>　　點陣顯示方式適應信息

33、變化的優(yōu)點，是以點陣顯示器的價格和其復雜的控制電路為代價的。點陣顯示器在整個顯示單元的所有位置上布置了LED器件。而像數(shù)碼管一類的LED顯示器只在需要發(fā)光的七段位置上布置LED器件，其它位置是空白。因此，點陣顯示器在相同面積情況下，其價格要比數(shù)碼管貴。另一方面，由于數(shù)碼管可顯示的信息有限，只有0～9（或再擴展到A～F）幾個字符，這些字符的變化是靠組合7段LED的發(fā)光與否實現(xiàn)的，由于段數(shù)不多，所以其顯示數(shù)據(jù)和控制電路都比較簡單。而點陣顯示

34、器，它要對點陣上LED進行控制，并能生成所有可能顯示的圖形文字，其顯示數(shù)據(jù)和控制電路自然要復雜的多。因此，在有些場合顯示信息雖然需要變化，但其特點或格式有一定變化范圍的限制，也就是說不要求顯示任意變化的信息。這時，我們不一定非得采用點陣顯示方式不可。例如，在證券交易所的股票行情信息顯示屏上，主要顯示內(nèi)容可以分成兩大部分：一部分是股票名稱，另一部分是股票行情。前者因為千變?nèi)f化，所以必須采用點陣顯示方式；而后者是由數(shù)字、小數(shù)點及正負號組成，

35、因而完全可以使用數(shù)碼管等器件進行顯示。這時，在一個屏上混合使用數(shù)碼管和點陣顯示單元，這種屏稱之為混合</p><p>　　漢字顯示屏的顏色，有單色、雙色、和多色幾種。最常用的是單色漢字顯示屏。單色屏多使用紅色或橘紅色或橙色LED點陣單元。雙色顯示屏和多色顯示屏，在LED點陣的每一個“點”上布置有兩個或多個不同顏色的LED發(fā)光器件。換句話說，對應于每種顏色都有自己的顯示矩陣。顯示的時候，各顏色的顯示點陣是分開控制的

36、。事先設計好各種顏色的顯示數(shù)據(jù)，顯示時分別送到各自的顯示點陣，即可實現(xiàn)預期效果。每一種顏色的控制方法和單色的完全相同，因此掌握了單色漢字顯示屏的原理，雙色屏和多色屏就不難理解了。</p><p>　　1.1.2 LED顯示屏的動態(tài)掃描</p><p>　　一個LED數(shù)碼管需要一個七段顯示譯碼器驅(qū)動，多個LED組成的多為顯示電路就需要給每個LED都用一個譯碼器驅(qū)動，這通常稱為靜態(tài)顯示。所謂動

37、態(tài)顯示，就是讓給為LED按照一定的順序輪流地發(fā)光顯示。只要掃描頻率大于50Hz，就觀察不到閃爍現(xiàn)象，人眼看起來很穩(wěn)定。與靜態(tài)驅(qū)動顯示相比，動態(tài)掃描顯示具有以下優(yōu)點：</p><p>　　能顯著降低LED的功耗，這對于采用電池供電的便攜式數(shù)字儀表尤為重要</p><p>　　能大大減少LED的外部引線，給印制板的設計和安裝帶來方便；</p><p>　　第三、能采用B

38、CD碼多路輸出的方式，不僅使譯碼、驅(qū)動電路大為簡化，還可以與PC相連等。</p><p>　　目前，動態(tài)掃描顯示技術己被廣泛用于新型數(shù)字儀表、智能儀器和智能顯示屏中。數(shù)字動態(tài)掃描顯示電路在數(shù)字顯示領域中有良好的應用價值，數(shù)字動態(tài)掃描顯示電路，在數(shù)字顯示領域中的應用越來越廣泛，有簡單的，也有復雜的；有用中規(guī)模集成電路實現(xiàn)的，也有用大規(guī)模集成電路實現(xiàn)的；有用純硬件電路直接實現(xiàn)的，也有軟硬件結合實現(xiàn)的。</p&g

39、t;<p>　　1.2LED顯示屏的分類</p><p>　　1.2.2按使用方向分類　</p><p>　　LED數(shù)碼顯示屏：顯示元器件為七段碼數(shù)碼管，適于制作各類時鐘屏、利率屏等其它顯示數(shù)字的電子顯示屏。</p><p>　　LED點陣圖文顯示屏：顯示元器件是由許許多多排列均勻的發(fā)光二極管構成的點陣顯示模塊，適于顯示文字、圖像等諸多信息。</

40、p><p>　　LED視頻顯示屏：顯示設備是由許多發(fā)光二極管構成，可以顯示視頻以及動畫等各種視頻圖像文件[17]。</p><p>　　1.2.2按使用場合分類　</p><p>　　室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點比較小，一般在Φ3mm--Φ8mm之間，顯示面積一般為幾至十幾平方米。</p><p>　　室外顯示屏：面積一般為幾十平方米甚至幾百平方米，亮度高

41、，可在陽光下工作顯像，具有防風吹、防雨淋、防潮濕、是應工作溫度范圍大等功能[20]。</p><p>　　1.2.3按發(fā)光點的直徑分類　</p><p>　　室內(nèi)屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm。</p><p>　　室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ20mm、Φ21mm、Φ22mm、Φ26mm。</p><p>

42、;　　1.3LED顯示屏的顯示方案</p><p>　　1.點陣模塊方案： 最開始的設計方案，自室內(nèi)偽彩點陣方案屏發(fā)展而來。</p><p>　　優(yōu)勢：原材料成本低最有優(yōu)勢，且生產(chǎn)加工工藝簡單，質(zhì)量穩(wěn)定。</p><p>　　缺點：色彩的一致性差，馬賽克現(xiàn)象較為嚴重，顯示效果較差。</p><p>　　2.單燈方案：為解決點陣屏的色彩問題而開

43、發(fā)出的一種方案，借鑒戶外顯示屏技術的一種方案，同時將戶外的像素復用技術（也叫像素共享技術，虛擬像素技術）移用到了室內(nèi)顯示屏中來。</p><p>　　優(yōu)勢：色彩一致性方面比點陣模塊方式的要好很多。</p><p>　　缺點：混色的效果不佳，視角不夠開闊，水平方向左右視角觀看會有色差。加工較為復雜，抗靜電要求較高。實際像素分辨率很難做到10000點以上。</p><p&g

44、t;　　3.貼片方案：采用貼片發(fā)光管為顯示元件的方案。</p><p>　　優(yōu)勢：色彩一致性較高，視角等重要顯示指標是現(xiàn)有方案里最好的一種，尤其是三合一表貼的混色效果更為出色。</p><p>　　缺點：加工工藝繁瑣，成本太過高昂。</p><p>　　4.標貼方案：實際就是單燈方案的一種改進形式，現(xiàn)在還處于完善進程之中。</p><p>　

45、　優(yōu)勢：在顯示色彩一致性上有較好表現(xiàn)，視角等首要指標和標貼方案差別不是很明顯，但成本較低，顯示效果中規(guī)中矩，分辨率較高。</p><p>　　缺點：加工還是較為復雜，抗靜電要求顯得略高。 </p><p>　　1.4LED的作用及市場前景</p><p>　　1.4.1 LED顯示屏的作用　</p><p>　?。?）起到商品宣傳，吸引顧客注

46、意的作用。</p><p>　?。?）起到店面裝飾美化，提高企業(yè)文化檔次的作用。</p><p>　?。?）用于照明，標新立異的作用明顯。</p><p>　?。?）起到知識普及的作用（可用于播放企事業(yè)單位的產(chǎn)品的小信息，相關行業(yè)的知識等）。</p><p>　?。?）起到公告板的作用（促銷，招聘信息發(fā)布等。高效、低成本）。</p>

47、;<p>　?。?）起到渲染氣氛的作用。上級領導及各種貴賓蒞臨參觀、指導時通過顯示屏幕可以播放歡迎詞。在各種重大節(jié)日的世界播放節(jié)日慶祝詞等。</p><p>　　不可否認，商家建立廣告牌的最終目標就是要宣傳商品信息，吸引目標顧客注意力，盡最地大可能賺取最大的利潤。而LED廣告牌昂好滿足了這個目的成為了企業(yè)宣傳的第一選擇。</p><p>　　1.4.2LED的市場前景　<

48、;/p><p>　　目前由于LED顯示屏造價較為昂貴，主要應用于比較高檔的場合，主要集中在眾多城市的繁華場所，作為多媒體廣告的一個重要部分。單雙色LED顯示屏主要應用在交通、銀行、證券交易等場所。隨著科學技術的進步和人們生活水平的提高， LED顯示屏將逐漸應用于各個行業(yè)以及人民生活的各個領域。</p><p><b>　　2系統(tǒng)的總體設計</b></p>&

49、lt;p>　　2.1設計目標及采取的方案</p><p><b>　　2.1.1設計目標</b></p><p>　　畢業(yè)設計是學生完成本專業(yè)教學計劃達成培養(yǎng)目的的最為重要的教學環(huán)節(jié)，是教學計劃中綜合性最高的實踐性教學環(huán)節(jié)，它有利于培養(yǎng)學生正確的思想、學習和工作作風，提高學生綜合運用本專業(yè)知識和分析解決實際應用問題的具體能力，具備工程技術人員所必須具備的基本素質(zhì)

50、能力等方面具有重要的指到鍛煉意義。</p><p>　　本次設計所借助的單片機為AT89C51，研究以其使LED顯示屏實現(xiàn)滾動顯示漢字的方法，研究應用Proteus軟件設計LED滾動漢字顯示器電路和仿真，研究Keil軟件編譯調(diào)試程序，并模擬仿真出LED滾動漢字顯示屏。</p><p>　　本設計的理論基礎為單片機技術基礎，微機原理，模擬電子技術和數(shù)子電子技術。例如AT89C51芯片的一些工

51、作原理是基于MCS—51的基礎上通過改進改善完成的。8255芯片的工作方式是在微機原理中介紹的。三極管和74LS154的工作原理也分別在模擬與數(shù)子電路里介紹過的。</p><p>　　通過本設計不僅可以把以前學過的知識重新溫習，而且可以在查閱課外資料時還有好多芯片都是以學過的芯片為基礎的，并且在其基礎上進行改進和完善。這次畢業(yè)設計使我在學校學習的理論知識與實賤應用有機地結合了起來，同時也培養(yǎng)我獨立思考、勇于創(chuàng)新的

52、科學態(tài)度和鉆研精神，也使我在踏上工作崗位做了一次提前的鍛煉。</p><p><b>　　2.1.2采取方案</b></p><p>　?。?）利用單片機控制技術控制LED的顯示，再結合單片機的程序作線路布置，即硬件設計。</p><p>　?。?）行列電路設計，分析電路圖確定整個系統(tǒng)大概的規(guī)模。</p><p>　?。?/p>

53、3）進行系統(tǒng)分析，通過系統(tǒng)分析，確定該系統(tǒng)該具有哪些功能，有哪些模塊，各個模塊之間是怎樣聯(lián)系的，以及怎樣組合的。</p><p>　　（4）確定所需的元器件，然后通過電路圖進行連接。</p><p>　　（5）集合程序調(diào)試，調(diào)試整個系統(tǒng)模塊的功能，看各個功能是否能正常運行，并找出程序中的錯誤，改正這些錯誤。</p><p>　?。?）最終能在模擬的LED電路板上顯示

54、所要的漢字。</p><p><b>　　2.2工作原理</b></p><p>　　LED漢字顯示屏的設計與制作是單片機控制技術的一種有效利用，在這個平臺上通過編程，控制LED現(xiàn)實所需要顯示的內(nèi)容。其技術線路是這樣的，通過程序控制AT89C51芯片輸出高低電平，通過輸出的高低電平分別控制不同區(qū)域LED的亮和滅，最終達到顯示所要顯示內(nèi)容的目標。</p>

55、<p>　　本設計介紹的是一種實用的漢字顯示屏的制作方法，其顯示屏是通過四塊8*8LED點陣屏組合成16*16LED的顯示屏，通過程序控制LED顯示所要顯示的漢字，實際使用時可根據(jù)需要顯示的漢字改寫程序。</p><p>　　漢字的顯示要通過行掃描與列掃描來完成，把行總線與列總線連接在單片機的I/O口，然后把需要掃描的代碼送入總線中，即可實現(xiàn)漢字的顯示。如果想要將LED點陣的所有行列端口全部直接接入AT

56、89C51單片機輸出端口，將會需要使用32條I/O端口，這樣會造成I/O資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余地，因此，我在設計中將LED點陣的16條行線與兩片74HC595的并行輸出端之間通過4.7kΩ的電阻連接，列選掃描信號由4-16線譯碼器74HC154來選擇控制，這樣一來列選控制和行選控制共使用了單片機的8個I/O口，節(jié)約了很多I/O資源，為系統(tǒng)擴展提供了條件。</p><p><b>　　2.3總體設

57、計</b></p><p>　　通過2.2的工作原理，我簡要畫出該系統(tǒng)的框圖?？傮w設計框圖如圖2.1。</p><p>　　圖2.1 總體設計電路圖</p><p><b>　　3系統(tǒng)硬件設計</b></p><p>　　3.1各部分電路功能說明</p><p>　　本設計采用以AT8

58、9C51單片機為核心芯片的電路來實現(xiàn)，主要由AT89C51芯片、時鐘電路、復位電路、列掃描驅(qū)動電路、8×8 LED點陣5部分組成。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，能夠進行1 000次寫／擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間為10年。他是一種高效微控制器，為很多嵌人式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。因此，在智能化電子設計與制作過程中經(jīng)常用到AT89C51芯片。時鐘電路由AT89C51的18，19腳的時鐘端(XTAI

59、1及XTAL2)以及12 MHz晶振X 、電容C4、C5組成，采用片內(nèi)振蕩方式。復位電路采用簡易的上電復位電路，主要由電阻R1 ，R2，電容C1 ，開關K 組成，分別接至AT89C51的RST復位輸人端。LED點陣顯示屏采用8*8共64個象素的點陣，可通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點陣的引腳分布。</p><p>　　我們把行列總線接在單片機的I/O口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線，就可以得到顯

60、示的漢字了。我們在實際應用中是將LED點陣的8條列線通過驅(qū)動電路接在PO口8條行線通過限流電阻接在P2口，考慮到PO口必需設置上拉電阻，我們采用1k排電阻作為上拉電阻。漢字掃描顯示的基本過程是這樣的：通電后由于電阻R ，電容cl的作用，使單片機的RST復位腳電平先高后低，從而達到復位；之后，在C、C3 、X 以及單片機內(nèi)部時鐘電路的作用下，單片機AT89C51按照設定的程序在P2和P0接口輸出與內(nèi)部漢字對應的代碼電平送至LED點陣的行列

61、線(高電平驅(qū)動)，從而選中相應的象素LED發(fā)光，并利用人眼的視覺暫留特性合成整個漢字的顯示。再改變?nèi)”淼刂穼崿F(xiàn)漢字的滾動顯示。</p><p>　　點陣式LED滾動漢字顯示屏硬件電路設計框圖如圖一所示。電路包括單片機、電源電路、時鐘電路、復位電路、驅(qū)動電路和LED點陣電路等。本設計的核心是利用單片機讀取顯示字型碼，通過驅(qū)動電路對16×16 LED點陣進行動態(tài)列掃描，以實現(xiàn)漢字的滾動顯示。本設計選用的單片

62、機為ATMEL公司的AT89C51，顯示屏采16×16 LED點陣。電源電路通過變壓整流元件為單片機和其他電路提供穩(wěn)定的+5V工作電壓，時鐘電路是單片機的驅(qū)動電路，復位電路可在需要時，手動使單片機程序計數(shù)器復位清零。通過陽極驅(qū)動電路向16×16點陣送字型碼，通過陰極驅(qū)動電路對16×16點陣進行列掃描，本設計采用74HC138利用Proteus軟件設計點陣式LED滾動漢字顯示屏硬件電路。在Proteus軟件中

63、，單片機模型本身包含了工作電源和可改變的工作頻率，因此在仿真時無需設計電源電路和時鐘電路。需要說明的是在Proteus軟件目前版本中還沒有16×16點陣模塊，本設計中采用Proteus軟件中現(xiàn)有的8×8點陣模塊組合成一個16×16點陣模塊。16×16點陣的陽極驅(qū)動由P0口經(jīng)輸出緩沖器構成，在本設計中需要用兩片，分別送出上8行和下8</p><p>　　用Proteus軟件設

64、計點陣式LED滾動漢字顯示屏硬件電路。在Proteus軟件中，單片機模型本身包含了工作電源和可改變的工作頻率，因此在仿真時無需設計電源電路和時鐘電路。需要說明的是在Proteus軟件目前版本中還沒有16×16點陣模塊，本設計中采用Proteus軟件中現(xiàn)有的8×8點陣模塊組合成一個16×16點陣模塊。16×16點陣的陽極驅(qū)動由P0口經(jīng)輸出緩沖器輸出，在本設計中需要用兩片，分別送出上8行和下8行的字型

65、碼。16×16點陣的陰極驅(qū)動由P2口經(jīng)74HC138譯碼后動態(tài)掃描16×16點陣的各列，本設計中需要兩片74HC138譯碼器，循環(huán)掃描各列，顯示一個完整的漢字需要掃描32次。RP3為排阻，含有8個電阻，作P0口各位的上拉電阻，以保證P0口能夠輸出高電平。復位電路的作用是，在任何時刻可以手動復位單片機，使程序重新執(zhí)行。</p><p>　　譯碼器是一個多輸入、多輸出的組合邏輯電路。其功能是將給定

66、的輸入碼組進行“翻譯”，變換成對應的輸入信號，對每一種可能的輸入組合，使輸出通道中相應的一路有信號輸出,一個且僅一個輸出信號為有效電位。74HC138為變量譯碼器，也稱二進制譯碼器，它是一種四線—十六線譯碼器, 譯碼的輸入端有4個，輸出端有16個，并有兩個選通端（使能端），當選通端1、2均為低電平時，譯碼器處于工作狀態(tài)，可將地址輸入端（A0～A3）的二進制編碼在一個對應的輸出端以低電平譯出[18]。否則，譯碼器被禁止，所有的輸出端被封鎖

67、在高電平?！珵樽g碼輸出端，輸出是低電平有效，即在選通時，每輸入一個二進制代碼將使對應的一個輸出端為低電平，而其它輸出端均為高電平的無效信號，也可以說對應的輸出端被“譯中”[19]。 </p><p>　　3.2AT89C51芯片的簡要介紹</p><p>　　AT89C51是一種帶4kB閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性能CMOS型8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL公司高

68、密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，能夠進行1 000次寫／擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間為10年。他是一種高效微型控制器，它靈活性高，價格低廉，常用于嵌入式控制系統(tǒng)。因此，在智能化電子設計與制作過程中經(jīng)常用到AT89C51芯片。其引腳分配見圖3.1。</p><p>　　圖3.1 AT89C51芯片引腳圖</p>

69、<p>　　AT89C51擁有40個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，2個16位可編程定時計數(shù)器，2個全雙工串行通信口。AT89C51可以按照常規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結合在一起，特別是可反復擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。</p><p>　　AT89C51的主要性能參數(shù)：</p><p>

70、;　?。?）與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；</p><p>　?。?）4k字節(jié)可重擦寫Flash閃速存儲器；</p><p>　?。?）1000次擦寫周期；</p><p>　　（4）128*8字節(jié)內(nèi)部RAM；</p><p>　?。?）32個可編程I /O口線；</p><p>　　（6）低功耗空閑和掉電模式；

71、</p><p><b>　　（7）6個中斷源。</b></p><p>　　在這次設計中所用到的AT89C51管腳說明：</p><p>　　P1口：P1口是一個內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接出4個TTL門電流，P1口管腳寫入“1”后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的

72、緣故。在Flash編程和校驗時，P1口作為第八位地址接收。</p><p>　　P3口：P3口管腳是8個內(nèi)部帶上拉電阻的雙向I/O口，可接收輸出4個TTL門電流。當P3口寫入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流，這是由于上拉的緣故。</p><p>　　P3口也可作為AT89C51的一些特殊功能口，如表3.1所示。</p>

73、;<p>　　表3.1 AT89C51特殊功能口</p><p>　　P3口同時為閃爍編程和編程校驗接收一些控制信號。</p><p>　　RST：復位輸入。當振蕩器復位器件時，要保持RST腳兩個機器周期的高電平時間。</p><p>　　XTAL1：反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時鐘工作電路的輸入。</p><p>　　XTAL2

74、：來自反向振蕩器的輸出。</p><p>　　3.3時鐘電路的設計</p><p>　　時鐘電路是為準確記時而專門設計的內(nèi)置或外置電路，對于單片機來說時鐘電路是必不可少的它是單片機運算的時鐘支持，單片機可以看做是時鐘驅(qū)動下的時序邏輯電路。其基本功能主要為，單片機內(nèi)置計時、作為通訊時鐘發(fā)生器、時間中斷源等[21]。單片機內(nèi)部雖有振蕩電路，但要形成時鐘必須在外總附加電路。因為由于出廠設置和溫漂

75、等原因，內(nèi)置時鐘往往不夠精確，單片機的時鐘產(chǎn)生方法有如下兩種，內(nèi)部時鐘方式和外部時鐘方式。內(nèi)部時鐘方式利用芯片內(nèi)部的振蕩電路，在XTAL1和XTAL2引腳上外接定時元件，內(nèi)部振蕩電路便產(chǎn)生自激振蕩，用示波器可以觀察到XTAL2輸出時的時鐘信號。最常用的內(nèi)部時鐘方式是采用外接晶體和電容組成的并聯(lián)諧振回路[25]。</p><p>　　出于設計簡單經(jīng)濟適用本設計選用內(nèi)置計時。利用單片機XTAL1與XTAL2管腳以及1

76、2MHz晶振X1、瓷片電容C4，C5組成（圖三）。對于與晶振串聯(lián)的電容，是沒有定值要求的，其主要作用是維持時鐘的穩(wěn)定性和晶振的精度，電容大會穩(wěn)定一些但精度會降低，電容小會降低抗干擾性，一般情況下30PF是比較典型的值，對于本設計，由于LED顯示屏需要長期的獨立工作，所以穩(wěn)定性上面的要求會更高一些，所以兩個電容選擇33PF更為妥當。</p><p>　　圖3.2 時鐘電路圖</p><p>

77、<b>　　3.4復位電路</b></p><p>　　復位電路設計的好壞直接關系到整個電路質(zhì)量的好壞，不可靠的復位電路會引起死機及程序走飛現(xiàn)象。為可靠起見，電源穩(wěn)定后還要經(jīng)一定的延時才撤銷復位信號，以防電源開關或電源插頭分合過程中引起的抖動而影響復位。本設計采用簡易的上電復位電路，主要由電阻R1，R2，電容C1，按鍵開關組成，分別接至AT89C51的RST復位輸入端（圖二）。電容在上接高電

78、平，電阻在下接地，中間為RST。這種復位電路的工作原理是：通電時，電容兩端相當于是短路，于是RST引腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程序，即為低電平，單片機開始正常工作。</p><p>　　首先RST保持兩個機器周期以上的高電平時自動復位</p><p>　　1、上電復位：上電瞬間，電容充電電流最大，電容相當于短路，RST端為高電平，自動復位；電容

79、兩端的電壓達到電源電壓時，電容充電電流為零，電容相當于開路，RST端為低電平，程序正常運行。</p><p>　　2、手動復位：首先經(jīng)過上電復位，當按下按鍵時，RST直接與VCC相連，為高電平形成復位，同時電解電容被短路放電；按鍵松開時，VCC對電容充電，充電電流在電阻上，RST依然為高電平，仍然是復位，充電完成后，電容相當于開路，RST為低電平，正常工作。</p><p>　　圖3.3

80、復位電路圖</p><p><b>　　3.5行驅(qū)動電路</b></p><p>　　為節(jié)省I/O口資源，方便于擴展，行驅(qū)動電路采用串口輸入。本設計電路中行方向由兩片74HC595完成掃描，它由AT89C51的P3.0---P3.3控制，將LED點陣的16條行線與兩片74HC595的并行輸出端之間通過4.7kΩ的電阻連接。74HC595是一款低噪聲低功耗、高速的COM

81、S移位寄存器，能夠驅(qū)動15個TTL的負載[3]。該器件包含一個8位串行輸入，并行輸出的移位寄存器及帶有三態(tài)輸出控制的8位D型存儲器。移位寄存器和存儲器分別由獨立的時鐘提供信號。移位寄存器內(nèi)置直接清零，串行輸入和用于級聯(lián)的串行輸出功能。時鐘的上升沿觸發(fā)移位寄存器和存儲器。如果同一個時鐘提供信號，則移位寄存器的狀態(tài)必須比存儲器提前一個脈沖信號。74HC595的主要優(yōu)點是具有數(shù)據(jù)存儲寄存器[6]，在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在

82、串行速度慢的場合很有用處，數(shù)碼管顯示不會產(chǎn)生閃爍感。74HC595有很多功能，在點陣顯示中用到的串行輸入并行輸出是其中的一個功能，是通過寄存器選擇的。對于動態(tài)顯示，行掃描主要處理字模，需要把整個字的字模都打入到595芯片，通過595來處理，通過子模各個位的移動來實現(xiàn)要顯示的字</p><p>　　（1）驅(qū)動，CMOS的74HC595 驅(qū)動LED點陣顯示屏沒有問題。</p><p>　?。?

83、）串行輸入轉并行輸出，非常節(jié)約資源，從而可以降低對處理器的I/O資源的需求量。</p><p>　?。?）具有三態(tài)輸出鎖存。 </p><p>　?。?）可多個級聯(lián)，可以很方便的用于更大的LED點陣屏驅(qū)動[4]。</p><p>　　74HC595引腳見圖三</p><p><b>　　。</b></p>

84、<p><b>　　圖3.4</b></p><p>　　74HC595引腳見圖3.4，其引腳功能為:</p><p>　　Q1～Q7: 八位并行輸出端，可以直接控制數(shù)碼管的8個段。</p><p>　　Q7': 級聯(lián)輸出端，它可接下一個595的SI端。</p><p>　　/MR：主復位端，低電平有效

85、位端，低點平時將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。</p><p>　　SHCP：移位寄存器時鐘輸入，上升沿時數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位，下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。</p><p>　　STCP：存儲寄存器時鐘輸入，上升沿時移位寄存器的數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)存儲寄存器，下降沿時存儲寄存器數(shù)據(jù)不變。通常將RCK置為低電平，當移位結束后，在RCK端產(chǎn)生一個正脈沖，更新顯示數(shù)據(jù)。</p><p>　

86、　/OE：低電平時輸出，高電平時禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機的引腳不緊張，用一個引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時省力。</p><p>　　DS：串行數(shù)據(jù)輸入。</p><p>　　SI: 串行數(shù)據(jù)輸入端。</p><p>　　Q0：鎖存器輸出端。</p><p><b>　　VCC：接電源。&

87、lt;/b></p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　3.6列驅(qū)動電路的設計</p><p>　　列驅(qū)動電路的選擇如果采取并口輸入，會占用大量I/O口資源。而選取串口輸入，I/O口資源使用較少。所以我選用串口輸入。</p><p>　　本設計中列方向由4—16譯碼器74HC154完成

88、掃描，它由AT89C51的P1.0---P1.3控制。</p><p>　　74HC154是一種單片4 線—16 線譯碼器，非常適合用于高性能存儲器的譯碼器。只要控制端/E1、/E2任意一個為高電平，A、B、C、D任意電平輸入都無效。/E1、/E2必須都為低電平才能操作芯片。當兩個選通輸入/E1 和/E2 為低時, 它可將4 個二進制編碼的輸入譯成16 個互相獨立的輸出之一。實現(xiàn)解調(diào)功能的辦法是：用4 個輸入線寫

89、出輸出線的地址，使得在一個選通輸入為低時數(shù)據(jù)通過另一個選通輸入。當任何一個選通輸入是高時，所有輸出都為高。</p><p><b>　　圖3.5</b></p><p>　　74HC154引腳說明：/Y0-/Y15：輸出端。</p><p><b>　　GND：接地。</b></p><p>　　/

90、E1，/E2：使能輸入端，低電平有效。</p><p>　　AO-A3：地址輸入端。</p><p><b>　　VCC：接電源。</b></p><p>　　74HC154 是4線-16線譯碼器/解調(diào)器，其功能為：</p><p>　?。?）將4個二進制編碼輸入譯成16個彼此獨立的輸出之一。</p>&l

91、t;p>　　（2）將數(shù)據(jù)從一個輸入線分配到16個輸出的任意一個而實現(xiàn)解調(diào)功能。</p><p>　?。?）輸入箝位二極管簡化了系統(tǒng)設計。</p><p>　　（4）與大部分TTL和DTL電路完全兼容。</p><p>　　3.7電源電路的設計</p><p>　　由于點陣系統(tǒng)耗電量較大,如果采用干電池作為LED點陣系統(tǒng)的電源，使用干電池

92、需經(jīng)常換電池，不符合節(jié)約型社會的要求。</p><p>　　采用一片LM7805三端穩(wěn)壓器，耗電電流為100Ma左右的電源作為系統(tǒng)電源，功率上可以滿足系統(tǒng)需要，不需要更換電源，并且比較輕便，使用更加安全可靠。</p><p>　　基于以上分析，我決定采用LM7805三端穩(wěn)壓器電源作為系統(tǒng)電源，見圖3.6。</p><p>　　圖3.6 電源電路的設計</p&g

93、t;<p>　　3.8LED顯示器的設計</p><p>　　3.8.1點陣式LED顯示屏設計</p><p>　　顯示部分是本次設計最核心的部分，本設計的16*16LED點陣顯示屏通過四個8*8LED點陣顯示屏擴展而成，見圖3.7。</p><p>　　圖3.7 16*16LED顯示屏圖</p><p>　　對于8*8 LED

94、點陣顯示有以下兩種方案：</p><p>　　靜態(tài)顯示，將一幀圖像中的每一個二極管的狀態(tài)分別用0 和1 表示,若為0 ,則表示LED 無電流,即暗狀態(tài);若為1 則表示二極管被點亮。若給每一個發(fā)光二極管一個驅(qū)動電路,一幅畫面輸入以后,所LED的狀態(tài)保持到下一幅畫。對于靜態(tài)顯示方式,所需的譯碼驅(qū)動裝置很多,引線多而復雜,成本高,且可靠性也較低。</p><p>　　動態(tài)顯示，對一幅畫面進行分割

95、,對組成畫面的各部分分別顯示,是動態(tài)顯示方式。動態(tài)顯示方式,可以避免靜態(tài)顯示的問題。但設計上如果處理不當,易造成亮度低,閃爍問題。因此合理的設計既應保證驅(qū)動電路易實現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定,無閃爍。動態(tài)顯示采用多路復用技術的動態(tài)掃描顯示方式, 復用的程度不是無限增加的, 因為利用動態(tài)掃描顯示使我們看到一幅穩(wěn)定畫面的實質(zhì)是利用了人眼的暫留效應和發(fā)光二極管發(fā)光時間的長短, 發(fā)光的亮度等因素。通過實驗發(fā)現(xiàn), 當掃描刷新頻率(發(fā)光二極管的停閃頻率)

96、為50Hz, 發(fā)光二極管導通時間≥1m s 時, 顯示亮度較好, 無閃爍感。 </p><p>　　由于靜態(tài)顯示方式,所需的譯碼驅(qū)動裝置很多,引線多而復雜,成本高,且可靠性也較低。而動態(tài)顯示可以避免靜態(tài)顯示的問題，只是在設計時應注意合理的設計既應保證驅(qū)動電路易實現(xiàn),又要保證圖像穩(wěn)定,無閃爍。且動態(tài)顯示易于制作和理解，又能鞏固所學知識，達到畢業(yè)設計的目標，所以我采用動態(tài)顯示。</p><p&g

97、t;　　3.8.2LED電子顯示屏顯示字符原理</p><p>　　在結構上，單基色8*8的點陣屏每一列共用一根列線，每一行共用一根行線。當相應的行接高電平，列接低電平時，對應的發(fā)光二極管被點亮。通常情況下，一塊8*8像素的LED顯示屏是不能用來顯示一個漢字的，因此，按照其原理結構進行擴展為16*16，就足以顯示一個完整的漢字。在顯示過程中，多采用掃描方式，利用人的視覺暫停效應，只要刷新速率不小于25幀/秒，就不

98、會有閃爍的感覺。</p><p>　　LED點陣顯示屏采用16×16共256個象素的點陣，通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點陣的引腳分布。 </p><p>　　把行列總線接在單片機的I/O口，然后把掃描代碼送人總線，就可以得到顯示的漢字了。若將LED點陣的行列端口全部直接接入AT89C51單片機，則需要使用32條I/O口，這樣會造成I/O資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余

99、地。因此，將LED點陣的16條行線接兩片74HC595輸出端引腳上，之間通過4.7kΩ電阻相連，列選掃描信號是由4-16線譯碼器74HC154來選擇控制，節(jié)約了很多I/O口資源，方便于系統(tǒng)擴展。</p><p>　　3.9 漢字顯示原理</p><p>　　以UCDOS中文宋體字庫為例，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。即國標漢字庫中的每一個字均由256點陣來表示。我們可以把每一個點理

100、解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上，這個漢字屏不僅可以顯示漢字， 也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。</p><p>　　用8位的AT89C51單片機控制， 由于單片機的總線為8位，一個字需要拆分為2個部分。 一般我們把它拆分為上部和下部，上部由8*16點陣組成， 下部也由8*16點陣組成。</p><p>　　在本例中單片機首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，

101、即第0列的P00---P07口。方向為P00到P07 ,顯示漢字“大”時，P05點亮,由上往下排列，為P0.0 滅，P0.1 滅, P0.2 滅P0.3 滅, P0.4 滅, P0.5 亮,P0.6 滅,P0.7 滅。即二進制00000100，轉換為16進制為 04H。</p><p>　　上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方便，我們?nèi)栽O計成由上往下掃描，即從P27向P20方向掃描，從上圖可以

102、看到，這一列全部為不亮， 即為00000000，16進制則為00H。然后單片機轉向上半部第二列，仍為P05點亮，為00000100，即16進制04H。這一列完成后繼續(xù)進行下半部分的掃描，P21點亮，為二進制00000010，即16進制02H。</p><p>　　圖3.8 16行16列的點陣組成顯示圖</p><p>　　依照這個方法，繼續(xù)進行下面的掃描，一共掃描32個8位， 可以得出漢字

103、“大”的掃描代碼為：</p><p>　　04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,04H</p><p>　　04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H</p><p>　　05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08H</p><p>　　04H,04H,0CH,06H,04H,04H

104、,00H,00H</p><p>　　由這個原理可以看出， 無論顯示何種字體或圖像， 都可以用這個方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上?，F(xiàn)在有很多現(xiàn)成的漢字字模生成軟件，軟件打開后輸入漢字，點“檢取”，十六進制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動生成，把所需要的豎排數(shù)據(jù)復制到我們的程序中即可。</p><p>　　3.9.1LED顯示屏電路的設計</p><p>　　LED顯

105、示屏是將發(fā)光二極管按行按列布置的，驅(qū)動時也就按行按列驅(qū)動。在掃描驅(qū)動方式下可以按行掃描按列控制，當然也可以按列掃描按行控制。LED顯示屏現(xiàn)多采用多塊8×8點陣顯示單元拼接而成。本文就是使用4塊SBM1388型號的實驗模塊組成16×16點陣，以滿足漢字顯示的要求。8×8 LED點陣是最基本的點陣顯示模塊，理解了8×8 LED點陣的工作原理就可以基本掌握LED點陣顯示技術。8×8點陣LED結

106、構如圖3.9所示，其等效電路如圖3.10所示：</p><p>　　圖3.9 8×8點陣LED外觀及引腳圖</p><p>　　圖3.10 8×8點陣LED等效電路圖</p><p>　　從圖中（本圖的LED陣列采用共陽的接法）可以看出，8×8點陣共需要64個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上。要實現(xiàn)顯示圖

107、形或字體，只需考慮其顯示方式，通過編程控制各顯示點對應LED陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點的亮滅。當采用按行掃描按列控制的驅(qū)動方式時，LED顯示屏8行的同名列共用一套列驅(qū)動器。行驅(qū)動器一行的行線連接到電源的一端，列驅(qū)動器一列的列線連接到電源的另一端。應用時還應在各條行線或列線上接上限流電阻。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LED導通，還要看它的負電源是否接

108、通，這就是列控制的任務了。當對應的某一列置0電平，則相應的二極管就亮；反之則不亮。例如：如果想使屏幕左上角LED點亮，左下角LED熄滅的話，在掃描到第一行時，第一列的電位就應該為低，而掃描到第八行時第一列的電位就應該為高。這樣行線上只管一行一行的輪流導通，列線上進行通斷控制，實現(xiàn)了行掃描列控制的驅(qū)動方式。</p><p>　　以上就是16×16點陣LED電子顯示屏系統(tǒng)硬件部分的各功能模塊分述，經(jīng)過合理的

109、設計論證后和就可以整體結合在一起，再根據(jù)設計配備好各元器件實物，通過組裝后等在單片機的程序存儲器里放入編制好的程序即可成為一個完整的應用系統(tǒng)。</p><p><b>　　4系統(tǒng)軟件的設計</b></p><p><b>　　4.1 主程序設計</b></p><p>　　主程序中，同一幀的反復掃描次數(shù)的設定，決定了顯示移