led燈電子顯示屏的畢業(yè)設計

1、<p><b>　　附件1：</b></p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書</p><p>　　指導老師（簽名）劉一兵 學 生（簽名）肖彬</p><p>　　注：1、此表由指導教師填寫，經(jīng)審批后生效。</p><p>　　2、此表一式兩份，學生、指導教師各執(zhí)一份。<

2、/p><p><b>　　附件2：</b></p><p><b>　　畢業(yè)設計(論文)</b></p><p><b>　　開 題 報 告</b></p><p>　　項目（課題）名稱 LED點陣顯示屏設計 </p><p>　　學生

3、姓名 肖彬 </p><p>　　學 號 201310300612 </p><p>　　專 業(yè) 機電一體化 </p><p>　　指導教師 劉一兵

4、 </p><p>　　2015年 12 月 28 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著顯示器件與技術的進一步發(fā)展，屏幕顯示系統(tǒng)在國民經(jīng)濟中得到了廣泛的應用，LED顯示屏是信息顯示的重要傳媒之一。LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點陣模塊或像素單元組成的顯示屏幕。伴隨著計算機技術的發(fā)展，使得LED數(shù)

5、碼管能夠在減少驅動器的情況下能夠直接被驅動。而且它具有可靠性高、使用壽命長、性能價格比高、使用成本低、環(huán)境適應能力強等特點，所以一直在平板顯示領域扮演著重要的角色，并且在今后相當長的一段時期內(nèi)還有相當大的發(fā)展空間。所以被廣泛應用于金融市場、醫(yī)院、體育館、機場、碼頭、車站、高速公路等公共場所的信息顯示和廣告宣傳。</p><p>　　本設計是16×16點陣LED電子顯示屏的設計。該電子顯示屏可以顯示各種文

6、字，采用4塊8×8點陣LED顯示模塊來組成16×16點陣顯示模式。文中詳細介紹了LED點陣顯示的硬件設計思路、硬件電路各個部分的功能及原理、相應軟件的程序設計，以及使用說明等?！娟P鍵詞】單片機AT89C52 LED 點陣顯示</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　一 緒論1</b>

7、</p><p>　?。ㄒ唬?課題概述1</p><p>　?。ǘ?點陣式LED顯示屏概述1</p><p>　?。ㄈ?LED顯示屏控制技術現(xiàn)狀2</p><p>　?。ㄋ模?課題研究的意義3</p><p>　　二 系統(tǒng)方案設計4</p><p>　?。ㄒ唬?需要實現(xiàn)

8、的功能4</p><p>　?。ǘ?系統(tǒng)整體的設計過程4</p><p>　?。ㄈ?本章小結5</p><p>　　三 系統(tǒng)的硬件設計7</p><p>　　（一） 硬件電路及工作原理7</p><p>　?。ǘ?單片機的結構10</p><p>　　1） 單片機的

9、基本結構10</p><p>　　2） 單片機引腳圖及封裝12</p><p>　?。ㄈ?LED顯示模塊的硬件設計及工作原理12</p><p>　　四 系統(tǒng)的軟件設計14</p><p>　?。ㄒ唬?軟件流程14</p><p>　?。ǘ?系統(tǒng)程序的設計16</p><p

10、>　　1） 顯示驅動程序16</p><p>　　2） 系統(tǒng)主程序16</p><p><b>　　五 總結17</b></p><p><b>　　參考文獻19</b></p><p><b>　　致 謝20</b></p><p&

11、gt;　　點陣式LED電子顯示屏的設計</p><p><b>　　一 緒論</b></p><p><b>　?。ㄒ唬?課題概述</b></p><p>　　隨著顯示器件與技術的進一步發(fā)展，屏幕顯示系統(tǒng)得到了廣泛的應用，LED顯示屏是信息顯示的重要傳媒之一。LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點陣模塊或像素單元組成的顯示屏幕

12、。LED顯示屏具有穩(wěn)定性高、亮度高、清晰度高、功耗低、壽命長、性能價格比高等特點，所以一直在平板顯示領域扮演著重要的角色，并且在今后相當長的一段時期內(nèi)還有相當大的發(fā)展空間。被廣泛應用于證券、廣告、新聞發(fā)布、信息傳播等方面，是目前國際上極為先進的顯示媒體。現(xiàn)代社會信息化高速發(fā)展，最具意義的莫過于大屏幕顯示已從公共信息展示等商業(yè)應用開始向消費類多媒體應用滲透。隨著寬帶網(wǎng)絡的發(fā)展，數(shù)字化的多媒體內(nèi)容將在信息世界中占據(jù)主流，新型的大屏幕顯示設備

13、將代替?zhèn)鹘y(tǒng)電視機成為人們享受生活的主要工具。</p><p>　?。ǘ?點陣式LED顯示屏概述</p><p>　　LED 就是Light Emitting Diode（發(fā)光二極管）的縮寫。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。PN結加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制

14、作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED[1]。</p><p>　　LED電子顯示屏是由幾萬到幾十萬個半導體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點。LED顯示屏是集光電子技術、微電子技術、計算機技術、信息處理技術于一體的高技術屏幕同步的產(chǎn)品。它以其超大畫面、超強視覺、靈活多變的顯式方式等獨具一格的優(yōu)勢，成為目前國際上使用廣泛的顯示系統(tǒng)。LED顯示屏可分為單色顯示屏、彩色顯示屏和彩色

15、灰度顯示屏。其中單色顯示屏采用標準8×8單色發(fā)光二極管矩陣模塊標準組件，一般為紅色，可實現(xiàn)各種文字、數(shù)據(jù)及兩維圖形。缺點是色彩單調(diào)。彩色顯示屏采用標準8×8雙基發(fā)光二極管矩陣模塊，每一像素內(nèi)有紅、綠兩個發(fā)光二極管，可發(fā)出紅、綠、黃三種顏色。還可以和各種數(shù)據(jù)設備連接，實時顯示動態(tài)數(shù)據(jù)和廣告，具有較好的信息顯示效果，是目前使用較為廣泛的LED顯示屏。彩色顯示屏采用標準8×8雙基發(fā)光二極管矩陣模塊，彩色灰度屏層次

16、豐富，表現(xiàn)力極佳，可以顯示照片、三維圖形、動畫、圖像及視頻等內(nèi)容，表現(xiàn)效果細膩豐富、逼真感人。</p><p>　?。ㄈ?LED顯示屏控制技術現(xiàn)狀</p><p>　　早期因LED材料的限制，LED顯示屏的應用領域沒有廣泛展開，另一方面，顯示屏控制技術基本上是通信控制方式，客觀上影響了顯示效果。所以導致早期的LED顯示屏在國內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通信控制，灰度等級為

17、單點四級調(diào)灰，產(chǎn)品的成本比較高。后來LED顯示屏迅速發(fā)展，進入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長，LED顯示屏在LED材料和控制技術方面不斷出現(xiàn)新的成果。藍色LED鏡片研制成功，全彩色LED顯示屏進入市場;電子計算機及微電子領域的技術發(fā)展，在顯示屏控制技術領域出現(xiàn)了視頻控制技術，顯示屏的動態(tài)顯示效果大大提高。這個階段，LED顯示屏在我國發(fā)展迅速，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。今天，LED顯示屏應用領域更為廣闊，目前正朝著更高亮度、更

18、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。</p><p>　　經(jīng)過30多年的發(fā)展，中國LED產(chǎn)業(yè)已初步形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈，1998年中國光學光電子待業(yè)協(xié)會光電器件分會LED顯示屏專業(yè)委員會成立，此協(xié)會集中了全國有代表性和影響的LED顯示屏主要生產(chǎn)企業(yè)，成立之初有55家成員單位，目前已發(fā)展到67家，基本上包括了全國LED顯示屏行業(yè)的主導企業(yè)。中國LED產(chǎn)業(yè)在經(jīng)歷了買器件、買芯片、買

19、外延片之路后，目前已經(jīng)實現(xiàn)了自主生產(chǎn)外延片和芯片。現(xiàn)階段，從事該產(chǎn)業(yè)的人數(shù)達5萬多人，研究機構20多家，企業(yè)4000多家，其中上游企業(yè)50余家，封裝企業(yè)1000余家，下游應用企業(yè)3000余家。在“國家半導體照明工程”的推動下，形成了上海、大連、南昌、廈門和深圳等國家半導體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地。長三角、珠三角、閩三角以及北方地區(qū)則成為中國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展的聚集地。</p><p>　　2007年我國LED顯示屏產(chǎn)業(yè)主要

20、集中在華東和華南地區(qū)，這兩個地區(qū)的產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模占到全國的60%以上，這一趨勢近兩年更為明顯。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2007年市場銷售額在1000萬元以上的企業(yè)有108家，占到85%，反映出行業(yè)內(nèi)企業(yè)平均規(guī)模水平在提升；2007年市場銷售額在5000萬元以上的企業(yè)有38家，占30%，其銷售額合計為40.8億元，銷售額占到了全行業(yè)的67.9%，反映出LED顯示應用產(chǎn)業(yè)的集約化發(fā)展趨勢；2007年銷售額在1億元以上的企業(yè)有17家，占13.4%，其銷售

21、額合計28.08億元，銷售額占到了全行業(yè)的46.7%。</p><p>　　LED顯示屏是發(fā)光二極管主要應用面之一，近年來發(fā)展迅速，目前LED顯示屏制作技術先進，售價低，國外公司很難在大陸競爭市場，據(jù)不完全統(tǒng)計，1998年我國LED顯示屏生產(chǎn)廠商有150多家，制造各類顯示屏約五萬平方米，實現(xiàn)產(chǎn)值14億元，主要生產(chǎn)廠家有北京蘭通、南京洛普、聯(lián)創(chuàng)健和、上海信茂、上海三思科、東北微電子、西安青松、天津數(shù)據(jù)、深圳同洲等，

22、這些公司生產(chǎn)的戶外屏，全彩色室內(nèi)外屏都能為用戶接受，推動了信息顯示市場發(fā)展。</p><p>　?。ㄋ模?課題研究的意義</p><p>　　通過本次課題設計使我能夠掌握LED顯示屏的基本顯示原理和設計方法，對LED顯示屏這個行業(yè)有了較為深刻的了解和認識。并對大學期間所學的一些理論進行了實踐，使我對理論知識有了新的認識。并且通過該設計課題掌握了51單片機軟硬件開發(fā)工具的使用方法，為以后從

23、事相關行業(yè)的工作積累了實際工作經(jīng)驗。清楚的認識到我國的LED技術雖然發(fā)展迅速但和世界先進水平還有一定的差距。通過LED顯示屏的設計，進一步了解單片機和LED顯示屏的工作原理，為進一步設計出功能強大的顯示系統(tǒng)做準備。</p><p><b>　　二 系統(tǒng)方案設計</b></p><p>　?。ㄒ唬?需要實現(xiàn)的功能</p><p>　　設計4個

24、16ｘ16的點陣LED圖文顯示屏，要求在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應穩(wěn)定、清晰無串擾。</p><p>　?。ǘ?系統(tǒng)整體的設計過程</p><p>　　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的位置相對應的LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅動顯示方式

25、。16ｘ16的點陣共有256個發(fā)光二極管，顯然單片機沒有這么多的端口，如果我采用鎖存器來擴展端口，按8位的鎖存器來計算，16ｘ16的點陣需要256/8=32個鎖存器。這個數(shù)字很龐大，因為我們僅僅是16ｘ16的點陣，在實際應用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個很龐大的數(shù)字。因此在實際應用中的顯示屏幾乎都不采用這種設計，而采用另外一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。</p><p>　　動態(tài)掃描的意思簡單

26、地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以實現(xiàn)多行（比如16行）的同名列共用一套驅動器。具體就16ｘ16的點陣來說，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），先送出對應第一行發(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間，然后熄滅；以此類推，第16行之后，又重新燃亮第1行，反復輪回。當這樣輪回的速度足夠快（每秒2

27、4次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。</p><p>　　采用掃描方式進行顯示時，每一行有一個行驅動器，各行的同名列共用一個驅動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中，按8位一個字節(jié)的形式順序排放。顯示時要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應的列驅動器上去，這就存在一個顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。從控制電路到列驅動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯然，采用并行方式時，從控制電路到列驅動器

28、的線路數(shù)量大，相應的硬件數(shù)目多。當列數(shù)很多時，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹?lt;/p><p>　　采用串行傳輸?shù)姆椒ǎ刂齐娐房梢灾挥靡桓盘柧€，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟的。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅動器，只有當一行的各列數(shù)據(jù)都傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進行顯示。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)顯示兩部分。對于串行傳輸方

29、式來說，列數(shù)據(jù)準備時間可能相當長，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時間就太少了，以致影響到LED的亮度。</p><p>　　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。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一列數(shù)據(jù)。為了達到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。經(jīng)過上述分析，就可以歸納出列驅動器電路應具有的功能。對于列數(shù)據(jù)準備來說，它應能實現(xiàn)串入并處的移位功能；對于列數(shù)

30、據(jù)顯示來說，應具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準備好的數(shù)據(jù)打入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。</p><p><b>　　（三） 本章小結</b></p><p>　　課題以AT89C52單片機為控制核心設計一個簡單的數(shù)字時鐘系統(tǒng)，用單片機、點陣顯示屏等設計4個16×16點陣LED電子顯示屏。顯示電路采

31、用動態(tài)掃描方式進行顯示，每行有一個行驅動器，各行的同名列共用一個列驅動器。由行譯碼器74HC154給出的行選通信號，從第一行開始，按順序依次對各行進行掃描。另一方面根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)，確定相應的列驅動器是否將該列與電源的另一端接通。接通的列，就在該行該列點燃相應的LED；末接通的列所對應的LED熄滅。當一行的掃描持續(xù)時間結束后，下一行又以同樣的方法進行顯示[2]。系統(tǒng)的整體方案設計圖如圖2-1所示。</p><p&g

32、t;　　圖2-1 系統(tǒng)的整體方案框圖</p><p>　　三 系統(tǒng)的硬件設計</p><p>　　（一） 硬件電路及工作原理</p><p>　　硬件電路主要由LED顯示屏、單片機系統(tǒng)及外圍電路、列驅動電路和行驅動電路四部分組成。</p><p><b>　　單片機的選型</b></p><p&

33、gt;　　該控制系統(tǒng)選用AT89C52單片機作為系統(tǒng)的控制核心。AT89C52單片機具有價格低、編程靈活和布線簡單等特點[3]。</p><p><b>　　行驅動電路</b></p><p>　　單片機P3口低4位輸出的行號經(jīng)4/16線譯碼器74HC154譯碼后生成16條行選通信號線，再經(jīng)過驅動器驅動對應的行線[4]。行掃描驅動電路原理圖如圖3-1所示。</

34、p><p>　　圖3-1 行驅動電路</p><p><b>　　列驅動電路</b></p><p>　　列顯示數(shù)據(jù)是以字節(jié)為單位存儲的，使用時以8位并行讀出。為了適應列顯示驅動電路串行輸入的需求，就要進行并串交換。用74HC595串入并出位移寄存器，可以滿足這一要求[5]。由74HC595構成的驅動電路如圖3-2所示。</p>&

35、lt;p>　　圖3-2 列驅動電路</p><p>　　74HC595的輸入側有8個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。引腳SI是串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SCK是移位寄存器的移位時鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個數(shù)據(jù)打入最低位。</p><p>　　移位后的各位信號出現(xiàn)在各移位寄存器的輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。RCK是輸出鎖存器的打入信號，其

36、上升沿將移位寄存器的輸出打入輸出鎖存器。引腳G是輸出三態(tài)門的開放信號，只有當其為低時鎖存器的輸出才開放，否則為高阻態(tài)。SCLR信號是移位寄存器清零輸入端，當其為低時移位寄存器的輸出全部為零。由于SCK和RCK兩個信號是互相獨立的，所以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。芯片的輸出端為QA～QH，最高位QH可作為多片74HC595級聯(lián)應用時，向上一級的級聯(lián)輸出。但因為QH受輸出鎖存器的打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出QH，作為與移位

37、寄存器完全同步的級聯(lián)輸出。74HC595的引腳說明見表3.1，功能表見表3.2。其與單片機的連接簡單方便，只需三個I/O口即可。芯片的輸出端最高位QHT可作為多片74HC595級聯(lián)應用時向上一級的級聯(lián)輸出，然而，QHT受輸出鎖存器輸入控制，所以74HC595還從輸出鎖存器前引出QHT，通過芯片的QHT引腳和SI引腳，可以實現(xiàn)完全同步的級聯(lián)輸出[6]。</p><p>　　表3.1 74HC595引腳說明<

38、/p><p>　　表3.2 74HC595功能表</p><p>　　注 H-高電平狀態(tài)；L-低電平狀態(tài)；↑-上升沿；↓-下降沿；Z-高阻；NC-無變化；×-無效</p><p><b>　　LED顯示屏</b></p><p>　　將LED像素模塊按照實際需要大小拼裝排列成矩陣，配以專用顯示驅動電路，直流穩(wěn)壓電

39、源，軟件，框架以及外裝飾燈，即構成一臺LED顯示屏，用來顯示文字、圖形、動畫、行情、視頻、錄像等各種信息的顯示屏幕。</p><p>　　（二） 單片機的結構</p><p>　　1） 單片機的基本結構</p><p>　　AT89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機，片內(nèi)含8k bytes的可反復擦寫的Flash只讀程序存儲器和256 bytes的隨

40、機存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。</p><p>　　AT89C52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，3個16位可編程定時計數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線，AT89C52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Fla

41、sh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[7]。</p><p>　　P0口：P0口是一組8 位漏極開路型雙向I/O 口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅動8個TTL邏輯門電路，對端口P0 寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。</p><p>　　在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8 位）和數(shù)據(jù)總線

42、復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。</p><p>　　在Flash 編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。</p><p>　　P1口：P1 是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P1的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在

43、上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。</p><p>　　與AT89C51 不同之處是，P1.0 和P1.1 還可分別作為定時/計數(shù)器2 的外部計數(shù)輸入（P1.0/T2）和輸入（P1.1/T2EX）。</p><p>　　P2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O 口，P2的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL 邏輯門電路。對端口P2寫“1”，通過

44、內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流(IIL)。</p><p>　　在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX @DPTR 指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX @RI指令）時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。</p><p>　　Fl

45、ash 編程或校驗時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。</p><p>　　P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3 口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IIL）。</p><p>　　P3 口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它

46、的第二功能，如下所示：</p><p>　　P3.0 RXD（串行輸入口）</p><p>　　P3.1 TXD（串行輸出口）</p><p>　　P3.2 /INT0（外部中斷0）</p><p>　　P3.3 /INT1（外部中斷1） </p><p>　　P3.4 

47、;T0（定時/計數(shù)器0外部輸入）</p><p>　　P3.5 T1（定時/計數(shù)器1外部輸入）</p><p>　　P3.6 /WR（外部數(shù)據(jù)存儲器寫選通）</p><p>　　P3.7 /RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）</p><p>　　P3 口還接收一些用于Flash 閃速存儲器編程和程序校驗的控制信號。&l

48、t;/p><p>　　主要管腳有：XTAL1（19 腳）和XTAL2（18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz 晶振。RST/Vpd（9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。VCC（40 腳）和VSS（20 腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負端。P0~P3 為可編程通用I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設計中，P0 端口（32~39 腳）被定義為N1 功能控制端口，分別與N1的相應功能管腳相

49、連接，13 腳定義為IR輸入端，10 腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12 腳、27 腳及28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU 的相應功能端，用于當前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能[8]。</p><p>　　AT89C52單片機屬于AT89C51單片機的增強型。其主要工作特性是：片內(nèi)程序存儲器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲器，可擦

50、寫壽命為1000次；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含256字節(jié)的RAM；具有32根可編程I/O口線；具有3個可編程定時器；中斷系統(tǒng)是具有8個中斷源、6個中斷矢量、2個級優(yōu)先權的中斷結構；串行口是具有一個全雙工的可編程串行通信口；具有一個數(shù)據(jù)指針DPTR；低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式；具有可編程的3級程序鎖定位；AT89C52工作電源電壓為5（1+0.2）V，且典型值為5V；AT89C52最高工作頻率為24MHz。</p

51、><p>　　2） 單片機引腳圖及封裝</p><p>　　AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求[9]。本設計采用PDIP封裝形式，其引腳圖如圖3-3所示。</p><p>　　圖3-3 AT89C52引腳圖</p><p>　?。ㄈ?LED顯示模塊的硬件設計及工作原理</p&g

52、t;<p>　　LED顯示屏是由一個一個的發(fā)光二極管點陣構成的，要構成大屏幕的LED顯示屏就需要多個發(fā)光二極管。構成LED屏幕的方法有兩種，一是由單個的發(fā)光二極管逐點連接起來，二是選用一些由單個發(fā)光二極管構成的LED點陣子模塊構成大的LED點陣模塊。這兩種屏幕構成方法各有有缺點，單個發(fā)光二極管構成顯示屏優(yōu)點在于當單個的發(fā)光二極管出現(xiàn)問題時只需更換一個二極管即可，檢修的成本較低，缺點在于連接線路復雜；而點陣模塊構成的方法卻正

53、好與之相反，模塊構成省約了大量的連線，不過當一個LED出現(xiàn)問題時同在一個模塊的所有LED都必須被更換。這就加大了維修的成本。 </p><p>　　兩種方法相比較，決定采取模塊構成的方法來制作一個LED點陣顯示屏。</p><p>　　16×16點陣LED顯示屏由256個LED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。當對應的某一列置1電平，某一行置0電平，則

54、相應的二極管就亮。如第一列為高電平置1，第二列為低電平置0，第三列為高電平置1，P行為低電平置0，O行為高電平置1，則顯示效果是P行上的第一個LED燈亮，第二個LED燈滅，第三個LED燈亮。第O行上的三個LED燈全滅[10]。如圖3-4所示。</p><p>　　圖3-4 LED點陣亮滅示意圖</p><p><b>　　四 系統(tǒng)的軟件設計</b></p>

55、;<p><b>　?。ㄒ唬?軟件流程</b></p><p>　　LED顯示屏軟件的主要功能是向屏幕提供顯示數(shù)據(jù)，產(chǎn)生各種控制信號，使屏幕按設計要求來顯示。</p><p>　　軟件系統(tǒng)采用模塊化結構，包括主程序、顯示子程序和定時器中斷服務程序。主程序為順序結構，完成堆棧、中斷、串口的初始化設置后，調(diào)用顯示子程序，黑屏顯示準備以及逐排顯示；顯示子程序

56、通過定時器T0產(chǎn)生中斷；中斷服務程序接收顯示子程序的中斷請求，從文字表查表取出自摸，送出列掃描信號至74HC595，并通過74HC154配合行掃描信號，進行動態(tài)掃描顯示。程序各部分的功能由各個模塊分別實現(xiàn)[11]。主程序流程圖如圖4-1所示，中斷顯示流程圖如圖4-2所示。</p><p>　　（二） 系統(tǒng)程序的設計</p><p>　　1） 顯示驅動程序</p><

57、p>　　顯示驅動程序在進入中斷后首先要對定時器T0重新賦初值，以保證顯示屏刷新率的穩(wěn)定，1/16掃描顯示屏的刷新率（幀頻）計算公式如下：</p><p><b>　　(4.1)</b></p><p>　　其中fosc為晶振頻率，t0為定時器T0初值（工作在16位定時器模式）。由公式可知，顯示屏刷新率由定時器T0的溢出率和單片機的晶振頻率決定，因此，實驗室調(diào)試時

58、首先選定晶振頻率，然后給定不同的初始值T0，只要能獲得24Hz以上的刷新率就能得到連續(xù)穩(wěn)定的顯示，而且刷新率越高，顯示越穩(wěn)定，但會過多的占用CPU時間。實驗證明，24MHz晶振時刷新率達到50Hz以上，目測畫面基本無閃爍發(fā)生[12]。</p><p><b>　　2） 系統(tǒng)主程序</b></p><p>　　本文設計的系統(tǒng)軟件能使系統(tǒng)在目測條件下LED顯示屏各點亮度

59、均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應穩(wěn)定、清晰無串擾。</p><p>　　單元顯示屏可以接收來自控制器（主控制電路板）或上一級顯示單元模塊傳輸下來的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級顯示模塊單元中，因此顯示板可擴展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容。</p><p><b>　　第五章．總結</b></

60、p><p>　　經(jīng)過近六個月的努力，終于順利完成了畢業(yè)設計。在此LED點陣顯示系統(tǒng)中，由于我采用了STC89C52系列混合信號高速單片機和專用字庫芯片，并且采用串行移位寄存器74HC595作列線驅動，使本設計的硬件成本大幅下降，而又提高了顯示單元的可擴展性。因為使用了高速單片機，使本系統(tǒng)的動態(tài)刷新率，移動速度等得到保障。本設計充分利用了單片機的片上資源，節(jié)約成本的同時使外圍電路簡潔美觀，故障率降低。總體的性能指標均達

61、到或超過了題目的要求。</p><p>　　畢業(yè)設計是每個大學生必須面臨的一項綜合素質(zhì)的考驗，如果說在過去四年里，我們的學習是一個知識的積累過程，那么現(xiàn)在的畢業(yè)設計就是對過去所學知識的綜合運用，是對理論進行深化和重新認識的時間活動。在這近六個月的畢業(yè)設計中，我們有艱辛的付出，當然更多的是豐收的喜悅。知識固然得到了鞏固和提高，但我相信在實踐中的切身體會將會使我在以后的工作和學習中終身受用。</p>&

62、lt;p>　　首先，學習能力得到了提高。在畢業(yè)設計中，自始至終獨立完成硬件電路的設計、單片機軟件編寫、計算機軟件編寫、PCB設計等。在這些過程中，遇到許多困難，但通過書籍或網(wǎng)絡查閱了很多相關文章和向導師請教后終于解決了。比如PCB的工藝設計，是課堂上接觸不到的，但通過老師和同學的講解初步掌握了一些技術要領。通過這次畢業(yè)設計，我不僅對理論有了更深一步的認識，增強了和外界技術的溝通，還培養(yǎng)了自學能力和分析解決問題的能力，更重要的是，培

63、養(yǎng)了克服困難的勇氣和信心。</p><p>　　其次，培養(yǎng)了自己的市場觀念。一個商品是否能夠搶占市場，除了必須的功能和質(zhì)量要求外，其價格是最大的競爭優(yōu)勢。如何在保證質(zhì)量和完成同等功能的情況下，把產(chǎn)品的成本降到最低。是每個設計人員在作出方案時首要考慮的因素。</p><p>　　再次，則是人際交流能力得到鍛煉。人非生而知之者！人的學識總是不能面面俱到的，這就要求我們必須善于借鑒別人的成功經(jīng)驗

64、或失敗教訓，使自己少走彎路?？傊?，畢業(yè)設計完成了，但又面臨著工作。我相信我會把自己的熱情和所學奉獻到自己的工作中，不斷努力，不斷進?。?lt;/p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張凱.LED介紹完全手冊[M].北京：北京航空航天大學出版社，2000</p><p>　　[2] 何立民.單片機應用技術選編[M].北

65、京：北京航空航天大學出版社，2000</p><p>　　[3] 何立民.MCS-51系列單片機應用系統(tǒng)設計與接口技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，1990</p><p>　　[4] 鄔寬明.單片機外圍器件實用手冊[M].北京：北京航空航天大學出版社，1998 </p><p>　　[5] 張毅剛.單片機原理及應用[M].北京：高等教育出版社,2003&l

66、t;/p><p>　　[6] 韓志軍.沈晉源.單片機應用系統(tǒng)設計[M].北京：機械工業(yè)出版社，2003</p><p>　　[7] 李玉梅.基于MCS-51系列單片機原理的應用設計[M].北京：國防工業(yè)出版社，2006</p><p>　　[8] 戴勝華.蔣大明,楊世武.單片機原理及應用[M].北京：清華大學出版社，2005</p><p>　　

67、[9] 張大明.單片微機控制應用技術[M].北京：機械工業(yè)出版社,2006</p><p>　　[10]M.D.Lutovac and D.M.Rabrenovic,Exact determination of the natural modes of some cauer filters by means of standard analytical proceduer,IEE Proc,Circuits D

68、evices Syst ,1996,134-138.</p><p>　　[11]D.M,Rabrenovic and M.D.Lutovac,Elliptic filters with minimal Q-factors,Electronics Letters.1994,206-207.</p><p>　　[12]C.Quintáns,M.J.Moure and M.D. V

69、aldés. A new attenuation circuit for voltage</p><p>　　signal conditioning in electronic measurement instrumentation.[J]. Measurement, Volume 39, Issue 5,June 2006, Pages 393-406.</p><p><

70、;b>　　致謝</b></p><p>　　在此對畢業(yè)設計過程中給予我無私幫助和指導的孫小齊老師，李栓民老師表示衷心的感謝！對給予我技術上支持的朋友們表示衷心的感謝！</p><p>　　感謝這四年來精心培養(yǎng)我們的老師們，有你們的無私，才有我們的成長。</p><p><b>　　附 錄</b></p><