点阵字符总结

1 / 30 点阵字符总结 电子技术综合设计 总结报告 姓 名： 学 号 专业与班级： 设计题目： LED 点阵显示系统设计 时 间： 2016 2016 学年第学期 指导教师： 成 绩： 日 期： 一：课题任务 采用单片机和 LED 点阵显示模块设计实现组合点阵信息显示。能显示 16X16 点阵图文 LED显示屏，要求能显示图文或文字，显示图文或文字应稳定、清晰，图文或文字显示。 二：方案设计 2 / 30 总体设计 图文显示一般有静态和动态显示两种方案，静态方案虽 然设计简单，但其使用的管脚太多，如本设计中 16 16 的点阵共有 256 个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按 8 位的锁存器来计算， 1616 的点阵需要 256/8=32 个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是 16 16 的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是 一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。 动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套驱动器。具体就 16 16的点阵来说，把所有同 1行的发光管的阳极连在一起，把所有同 1列的发光管的阴极连在一起，先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第 1 行使其燃亮一定时间，然 后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第 2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；以此类推，第 16 行之后，又重新燃亮第 1 行，反复轮回。当这样轮回的速度足够3 / 30 快，由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。 一个 1616 的 LED 显示屏行和列各有 16支引脚，不能单靠51 单片机的端口驱动所以必 须要对单片机的端口个数进行扩展。经常采用的端口扩展方法是用串并转换芯片进行译码。常用的串并转换芯片有 74LS154、 74LS164、 74HC595等。51系列单片机端口低电平时，吸入电流可达，具有一定的驱动能力；而为高电平时，输出电流仅数十 甚至更小，基本上没有驱动能力，所以单片机不能直接驱动 LED显示屏显示。在单片机和显示屏之间还需要增加以功能放大位目的的驱动电路。 本设计采用点阵的 分块扫描，即一个 1616LED 点阵是由 4个 88LED 点阵构成，扫描时分时扫描 4 个点阵。这样一个点阵的 8 个阳极端可用单片机的 8 个 P0 口驱动。由于单片机驱动能力不够，所以在 P0 口和点阵的阳极之间增加一个74HC573锁存器，这样可 以增加阳极端的驱动电流。 LED 点阵的阴极端分别采用四个74HC138译码和驱动。 4 / 30 三：电路设计 ? 单片机系统及其管脚 常用 的时钟电路设计有两种方式 ,一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式。本实验采用内部时钟方式，将 XTAL1 与XTAL2 之间跨接一个石英晶振和微调电容，从而构成一个稳定的自激震荡器。电容值取 30pF 左右，其大小将影响震荡频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。为减少线间的寄生电容，晶振和电容应尽能安装得与单片机靠近，保证晶振稳定可靠的工作。如图 ? 点阵及驱动部分 行驱动部分采用 P0 口串接一个 74HC573，当锁存使能端 LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。 由于它的同步作用，即输出和 P0 口的数据输出是一样的，但由于74HC 的拉电流可以达到 35 毫安，比一般单片机的要高，所5 / 30 以可以用来驱动点阵。管脚图如下 列驱动部分采用 74HC138驱动。 =1， =1， =1，时，分别选通一个 138译码器，输出扫描码给对应的点阵。 电子综合设计总结报告 -16x16汉字点阵 一、选题阶段： 在拿到可选课题后，我们广泛搜集了各种材料，对各种题目的实现可能进行论证，在综合考虑我组队员情况的前提下，我们选择了难度适中的 “16x16 汉字点阵显示 ” 课题。 二、设计阶段： 在查阅一定资料的基础上，我们决定使用 51 系列单片机及汇编语言实现本课题。同时也预估了实验中存在的难点，主要是：硬件中 4块 8x8点阵的拼接。随后我们用 proteus 进行了顺利的仿真。如此，原理方面就已经极为清晰了。这方面的工作主要由组长杜盛勇同学完成。 6 / 30 三、硬件实现阶段： 在仿真成功后，我们组便开始器材的购买及焊接工作。焊接过程中也出现一些小插曲，如开始时未考虑 p0 口要接上拉电阻的问题。在第一次实物完成后，我们组花了大量时间进行调试工作，但一直没有出现理想结果，经分析可能是 LED已损坏，或电池电源达不到工作电压。之后我们直接购买了一块 16x16d 点阵，完成焊接工作后，能较好地实现现实工作。而且为了便于调试，我们采用了杜邦线与排针的方式。硬件实现工作主要是由高富贵同学完成。 四、调试阶段： 针对一开始出现的字形暗淡缺失的现象，我们进行了焊点的补焊，同时采取更换新电池及更改杜邦线的插法等措施，最终使点阵能较清晰的显示预定的汉字。这些工作主要是由崔焕龙同学完成。 五、汇总与报告提交： 这要是设计方案初稿，最终的实验报告及答辩 PPT，实物图，7 / 30 总结报告等，这些工作是由我们组的王赞赞同学完成的。、 1、通 过查阅大量的相关资料，详细了解了 LED 的发光原理和 LED显示屏的原理，了解了 LED的现状，清楚地了解了 LED显示屏与其它显示屏相比较有哪些优点，明确了研究目标。 2、本文设计的 LED 显示屏能够实现在目测条件下 LED 显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形和文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。 3、文章给出了系统具体的硬件设计方案 ,硬件结构电路图，软件流程图和具体汇编语言程序设计与调试等方面。 4、在这次电子综合设计设计的过程中学会了 Proteus 的基本使用，感到 Proteus 对我们来说是一门很有用的课程。 5、通过 这次电子综合设计设计，重新复习并进一步学习了MCS-51；熟练掌握 了 keil7 软件的使用 ,学会了用汇编语言编写单片机程序。 8 / 30 6、存在缺陷：没有考虑抗干扰的问题。 10*10 8*7 words261010; words0= /A; 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,1,1,1,0,0,0,0,0, 0,0,1,1,1,0,0,0,0,0, 0,1,1,0,1,1,0,0,0,0, 0,1,1,1,1,1,0,0,0,0, 0,1,1,0,1,1,0,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 9 / 30 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0 words1= 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,0,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, /B; 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 10 / 30 1,1,1,1,1,1,0,0,0,0 words2= 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,1,1,1,1,1,0,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 11 / 30 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 0,1,1,1,1,1,0,0,0,0 words3= 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,1,1,1,0,0,0,0,0, /C; /D; 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 12 / 30 1,1,0,0,1,1,0,0,0,0, 1,1,1,1,1,0,0,0,0,0 words4= 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 13 / 30 1,1,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0 words5= 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, /E; /F; 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 14 / 30 1,1,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,0,0,0,0,0,0,0,0 words6= 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,0,0,1,1,1,0,0,0, 15 / 30 1,1,0,0,1,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 0,1,1,1,1,1,1,0,0,0 /G; words7= /H; 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 16 / 30 1,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0, 1,1,0,0,0,1,1,0,0,0 words8= 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,0,0,0,0,0,0,0,0,0, 0,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 0,1,1,1,1,1,1,0,0,0, 0,0,0,1,1,0,0,0,0,0, 0,0,0,1,1,0,0,0,0,0, 17 / 30 0,0,0,1,1,0,0,0,0,0, 0,0,0,1,1,0,0,0,0,0, 0,1,1,1,1,1,1,0,0,0, /I; 8*8LED 点阵引脚定义： 涂黑为 LED的正极 参考例程： 程序如下 ： #include unsigned char code tab=0xfe,0xfd,0xfb,0xf7, 0xef,0xdf,0xbf,0x7f; unsigned char code graph118= 0x0,0x18,0x24,0x24,0x24,0x24,0x24,0x18,/0 18 / 30 0x0,0x8,0x18,0x8,0x8,0x8,0x8,0x8,/1 0x0,0x18,0x24,0x24,0x8,0x10,0x20,0x3C,/2 0x0,0x18,0x24,0x4,0x8,0x24,0x24,0x18,/3 0x0,0x8,0x8,0x18,0x28,0x3C,0x8,0x8,/4 0x0,0x3C,0x20,0x38,0x4,0x4,0x24,0x18,/5 0x0,0x18,0x24,0x20,0x38,0x24,0x24,0x18,/6 0x0,0x3C,0x24,0x4,0x8,0x10,0x10,0x10,/7 0x0,0x18,0x24,0x24,0x18,0x24,0x24,0x18,/8 0x0,0x18,0x24,0x24,0x1C,0x4,0x24,0x18,/9 0x4C,0xD2,0x52,0x52,0x52,0x52,0x52,0xEC*/10 /0x10,0xFE,0x92,0x92,0xFE,0x92,0x10,0x10,/ 中 /0xFE,0xBA,0x92,0xBA,0x96,0xFE,0x82,0xFE/国 ; unsigned char count; unsigned char cnta; sbit P35=P3 ;/按键开关定义 void main(void) 19 / 30 unsigned char i,j; TMOD=0x01; TH0=(65536-3000)/256; TL0=(65536-3000)%256; TR0=1; ET0=1; EA=1; while(1) if(P35=0) for(i=5;i0;i-) 20 / 30 for(j=248;j0;j-); if(P35=0) count+; if(count=11) / 当 显 示 到 10 时 ， 回 到 0 count=0; while(P35=0); void t0(void) interrupt 1 using 0 TH0=(65536-3000)/256; 21 / 30 TL0=(65536-3000)%256; P2=tabcnta; P1=graphcountcnta; cnta+; if(cnta=8)cnta=0; 目录 1. 设 计 任 务 与 要求 . 1 2. 方 案 设 计 与 论证 .22 / 30 . 1 设计思路 . 1 方案设计 . 2 方案对比 . 2 基本工作原理 . 2 23 / 30 3. 各 单 元 电 路 论述 . 2 脉冲信号产生 . 2 行扫描使能 . 3 行数据输出 . 3 字符的变化 .24 / 30 . 4 点阵驱动 . 4 4. 电路改进 . 5 脉冲发生器和计数器161. 6 整 机 仿 真 及 其 电路 . 6 6. 元件摆放 .25 / 30 . 6 7. 问 题 与 解 决 方案 . 7 8. 设计总结 . 7 9. 收获与体会 . 8 参考文献 . 9 26 / 30 1.设计任务与要求 LED 点阵是由发光二极管构成的阵列，有 88 和 1616 多种规格。当行、列均有效时，其交叉点的 LED被点亮。多个LED 被点亮时即可显示字符或图案。 LED 点阵驱动器的原理框图如图 X所示。 图 X LED 点阵驱动器原理框图 设计 88LED 点阵驱动电路，具体要求如下： (1)能够显示 09、 AZ或 az，显示字符数量不少于 8 个； (2)能手动或自动循环显示字符。 2.方案设计与论证 设计思路 从题目要求来看，我将各单元电路设计如下： 8*8LED 点阵是通过一种动态扫描的方式显示字符，故需要用 NE555 产生脉27 / 30 冲，用十六进制计数器对脉冲进行计数，接着用一个 74hc138译码器对 8*8点阵进行列扫描；然而有了扫描得有数据输入，于是我选用了 at28c64e2prom 用于存储字符数据；再用一个NE555和 74hc161 让字符可以自动切换。 方案设计 (来自 : 海 达范文网 :点阵字符总结 ) 方案一： 用 74hc240作为点阵驱动，这样数据端低电平有效。 方案二： 用 74hc573作为点阵驱动，数据端高电平有效。 方案对比 74hc240 输出为非门输出，于是数据端低电平有效，不过在电路板上接线不是特别工整，导致接线有点乱； 74hc573 输入等于输出，数据端高电平有效，一边为数据输入端，一边为数据输出端，接线简单。由于是手工焊接板子，为了降低焊接出错率和难度，我选择了 74hc573作为点阵驱动。 28 / 30 基本工作原理 本系统采用 555电路产生脉冲和行数据输入对点阵进行动态扫描，因为人眼有视觉残留，就可以将字符清楚的显示出来，再加上一个 555产生脉冲来于自动循环字符，而