单片机课程设计-LED点阵电子显示屏的设计

单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计LED点阵电子显示屏的设计简述：LED点阵显示系统，由AT89S52单片机、串口通信模块、LED屏幕显示模块等组成，实现了对星期、年月日、时分秒的显示。关键词：LED点阵电子显示屏 单片机 键盘控制一、选用器材AT89C52单片机1个，74LS138型号3线－8线译码器1个，74LS373三态输出的八D透明锁存器型号，+5V电源1个，Led8*8点阵屏绿色5个，tPdPD5个，带公共端的8电阻排(排阻)1个，电容30pF3个，电阻10K欧1个，按钮6个，石英晶振1MHz1个二、设计方案1、实验功能 本实验要实现的功能就是，显示时分秒，年月日，且可修改。实现实时时间的显示，显示屏数字显示，时：分：秒；星期的显示；年月日的显示。显示屏通过按键切换显示星期，年月日，时间。2、总体方案（1）工作原理用单片机AT89S52控制，写入程序，将数据传输到显示模块，即点阵LED电子显示屏显示器，实现日历的显示。单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第1页。（2）总体设计单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第1页。电路图LED和52单片机配合实现时间显示功能。显示模块为点阵LED电子显示屏显示器，把单片机中的数据显示出来。该电路是通过按键来切换各种显示要求。3、方案论证（1）显示部分:显示部分是本次设计最核心的部分，对于LED8*8点阵显示有以下两种方案：静态显示，即将每个二极管的状态分别用1和0表示，0则无电流，为暗，1则有电流，为亮。若给每个二极管一个驱动电路，一个图像输入后，所有LED的状态保持到下一个图像。对于静态显示方式，所需的译码驱动装置很多，引线多而负责，成本高，可靠性也低。动态显示，即对每一个LED屏进行分割，对组成图像的各个部分分别显示，这样利用人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短，也同样可以实现显示功能，这样就可以避免静态显示出现的问题。但是，设计上如果处理不当，容易造成图像闪烁的问题，因此合理的涉及要保证驱动电路容易实现而且保证图像稳定补闪烁。单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第2页。（2）数字时钟单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第2页。本实验采用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器分别存放时钟的年、月、日、时、分、秒、星期的信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则清零且相应的分值加1；若分值达到60，则清零且相应的时值加1；若相应的时值达到24，则清零且相应的日值加1；若相应的日值分别达到29，30，31时，根据判断来增加月值；若相应的月值达到12时，清零且年值加1。（3）显示接口芯片的选择采用串口输入，使用少量I/O口，但传输速度稍微慢了一些，但是不影响显示质量。于是我们采用TI公司的DMOS器件TPIC6B595，其最大特点是驱动功率大，可直接做LED的驱动。4、元件介绍单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第3页。（1）AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第3页。AT89S52单片机引脚图（2）74LS37374LS373为三态输出的八D透明锁存器。它的输出端O0~O7可直接与总线相连。当三态允许控制端OE为低电平时，O0~O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE为高电平时，O0~O7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端LE为高电平时，O随数据D而变。当LE为低电平时，O被锁存在已建立的数据电平。74LS373引脚图单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第4页。（3）74LS138单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第4页。71LS138有三个附加的控制端、和。当、时，输出为高电平（S＝1），译码器处于工作状态。否则，译码器被禁止，所有的输出端被封锁在高电平，如表3.3.5所示。这三个控制端也叫做“片选”输入端，利用片选的作用可以将多篇连接起来以扩展译码器的功能。带控制输入端的译码器又是一个完整的数据分配器。在图3.3.8电路中如果把作为“数据”输入端（在同一个时间），而将作为“地址”输入端，那么从送来的数据只能通过所指定的一根输出线送出去。这就不难理解为什么把叫做地址输入了。例如当＝101时，门的输入端除了接至输出端的一个以外全是高电平，因此的数据以反码的形式从输出，而不会被送到其他任何一个输出端上。74LS138引脚图 （4）LED8*8点阵屏双基色8*8点阵严格有共阴型和共阳型之分的，一个双基色LED(一个发亮点)阴极接在一起就是共阴、否则反之为共阳。我们使用的就是共阳型的LED双基色8*8点阵屏。三、结论与总结本电路的设计原理比较复杂，而焊接电路的难度更加之高，由于线路的复杂性，使得焊接时很容易出现错误，以致于一步失误全盘皆输。通过实验对单片机有了进一步的了解，也加强了动手焊接的能力。所以，通过此实验认识了很多新问题，以及培养了解决问题的能力。单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第5页。单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第5页。四、参考文献[1]李朝青.单片机原理及接口技术[M].北京航空航天大学出版社，2005.附：a电路设计实物图单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第6页。正面单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第6页。反面b实验程序#include"reg51.h"#defineucharunsignedchar#defineuintunsignedint#definetrue1#definefaluse1sbitset_key=P3^0;单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第7页。sbitup_key=P3^1;单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第7页。sbitdown_key=P3^2;sbitsign=P3^3;sbitselect_key=P3^4;sbitset_ring_key=P3^5;uintsec;uintmin=23;uinthour=12;uintday=10;uintmonth=10;uintyearl=7;uintyearh=20;uinttcnt;uintcnt=0;uintcursor=0;uintsjsz=0;uchara=0xff;ucharcodeSeg[]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f};voiddelay(uintt){uinti;while(t--)单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第8页。{for(i=0;i<125;i++);}单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第8页。}voidKdelay(){uchari,j;for(i=100;i>0;i--)for(j=248;j>0;j--);}voiddisplay(ucharL1,ucharL2,ucharL3,ucharL4,ucharL5,ucharL6,ucharL7,ucharL8,ucharL9,ucharL10,ucharL11,ucharL12,ucharL13,ucharL14){if(cnt==1){if(cursor==6){P2=0x7F|a;P0=L1;delay(1);}else{P2=0x7F;P0=L1;delay(1);}//yearhif(cursor==6){P2=0xBF|a;P0=L2;delay(1);}else{P2=0xBF;P0=L2;delay(1);}//yearh单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第9页。if(cursor==6){P2=0xDF|a;P0=L3;delay(1);}else{P2=0xDF;P0=L3;delay(1);}//yearl单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第9页。if(cursor==6){P2=0xEF|a;P0=L4;delay(1);}else{P2=0xEF;P0=L4;delay(1);}//yearlif(cursor==5){P2=0xF7|a;P0=L5;delay(1);}else{P2=0xF7;P0=L5;delay(1);}//monthif(cursor==5){P2=0xFB|a;P0=L6;delay(1);}else{P2=0xFB;P0=L6;delay(1);}//monthif(cursor==4){P2=0xFD|a;P0=L7;delay(1);}else{P2=0xFD;P0=L7;delay(1);}//dayif(cursor==4){P2=0xFE|a;P0=L8;delay(1);}else{P2=0xFE;P0=L8;delay(1);}//dayP2=0xFF;}else{if(cursor==3){P2=0x7F|a;P0=L9;delay(1);}else{P2=0x7F;P0=L9;delay(1);}//hour单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第10页。if(cursor==3){P2=0xBF|a;P0=L10;delay(1);}else{P2=0xBF;P0=L10;delay(1);}//hour单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第10页。if(cnt!=1){P2=0xDF;P0=0X40;delay(1);}if(cursor==2){P2=0xEF|a;P0=L11;delay(1);}else{P2=0xEF;P0=L11;delay(1);}//minif(cursor==2){P2=0xF7|a;P0=L12;delay(1);}else{P2=0xF7;P0=L12;delay(1);}//minif(cnt!=1){P2=0xFB;P0=0X40;delay(1);}if(cursor==1){P2=0xFD|a;P0=L13;delay(1);}else{P2=0xFD;P0=L13;delay(1);}//secif(cursor==1){P2=0xFE|a;P0=L14;delay(1);}else{P2=0xFE;P0=L14;delay(1);}//secP1=0xFF;}}main(){TMOD=0x02;//设置模式为定时器T0的模式2断的产生中断去执行中断函数本次定时时间为64msTH0=0x06;//设置计数器初值，靠TH0存储重装的计数值X0=256-250=6单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第11页。TL0=0x06;单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第11页。TR0=1;//启动T0ET0=1;//开启定时器T0中断允许EA=1;//开启中断总控制while(1){if(set_key==0){Kdelay();if(set_key==0){cursor++;if(cursor>=7){cursor=0;}//在选择到调整年时又返回秒设置,当CURSOR=7时不选中}}if(up_key==0){Kdelay();if(up_key==0){//加部分if(cursor==1){sec++;if(sec==60)sec=0;}if(cursor==2){min++;if(min==60)min=0;}单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第12页。if(cursor==3){hour++;if(hour==24)hour=0;}单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第12页。if(cursor==4){day++;if(day==31)day=1;}if(cursor==5){month++;if(month==13)month=1;}if(cursor==6){yearl++;if(yearl==100)yearl=0;}if(cursor==7){yearh++;if(yearh==30)yearh=20;}}}if(down_key==0){Kdelay();if(down_key==0){//减部分if(cursor==1){sec--;if(sec==00)sec=59;}if(cursor==2){min--;if(min==0)min=59;}if(cursor==3){hour--;if(hour==0)hour=23;}if(cursor==4){day--;if(day==0)day=31;}if(cursor==5){month--;if(month==0)month=12;}if(cursor==6){yearl--;if(yearl==0)yearl=99;}if(cursor==7){yearh--;if(yearh==20)yearh=30;}}}if(select_key==0){单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第13页。Kdelay();单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第13页。if(select_key==0){cnt++;if(cnt>=2)cnt=0;}}display(Seg[yearh/10],Seg[yearh%10],Seg[yearl/10],Seg[yearl%10],Seg[month/10],Seg[month%10],Seg[day/10],Seg[day%10],Seg[hour/10],Seg[hour%10],Seg[min/10],Seg[min%10],Seg[sec/10],Seg[sec%10]);}}voidt0(void)interrupt1using0//t0的中断程序{tcnt++;if(tcnt==4000)//定时器的定时计数，4000次250us为1秒,中断4000次后才执行刷新，期间照上面的语句显示{tcnt=0;sign=~sign;a=~a;sec++;if(sec==60){sec=0;min++;单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第14页。if(min==60)单片机课程设计---LED点阵电子显示屏的设计全文共16页，当前为第14页。{min=0;hour++;if(hour==24){hour=0;day++;if(month==2&&((yearl==0&&yearh%4==0)||(yearl!=0&&yearl%4==0))&&day==30)day=1;elseif(month==2&&day==29)day=1;