基于单片机的LED点阵屏设计(学士论文).doc

20112011 届毕业生届毕业生 毕业论文毕业论文 题题 目目 基于单片机的基于单片机的 LED 点阵屏设计点阵屏设计 院系名称 院系名称 信息科学与工程学院信息科学与工程学院 专业班级 专业班级 电子信息科学与技术电子信息科学与技术 0606 级级 2 2 班班 学生姓名 学生姓名 学学 号 号 2006436021820064360218 指导教师 指导教师 教师职称 教师职称 教授教授 2010 年年 6 月月 2 日日 QQ 659278055 2 Email blaiter I 摘摘 要要 LED 显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式 它是由很多个红 色的发光二极管组成 靠灯的亮灭来显示字符 LED 显示屏分为数码显示屏 图文 显示屏和视频显示屏 均由 LED 矩阵块组成 目前由于 LED 显示屏造价昂贵 主要 应用于比较高档的场所 主要集中在城市的繁华场所 在正在举办的2010年上海世 博会 未来各项大型运动赛事等新增需求 都将促使 LED 显示屏的大规模发展 此 外 已架设的大型 LED 显示屏幕每10年将历经一次换机潮 随着人们生活水平的提 高 户外 LED 显示屏将逐渐应用于各个行业 本设计主要实现16 16LED 显示屏对文字及简单图像的显示 扩展功能有实时 时钟及实时温度采集 并通过 LCD1602及 LED 点阵屏静态及滚动显示 设计分为三 大步 分别是软件设计 硬件仿真及实物制作 兼顾理论性及实用性 充分体现了 理论与实践相结合 设计过程中不仅学到了很多有用的知识 也增长了自己的专业 技能 提高了自己的动手能力 关键词 LED 显示屏 发光二极管 半导体 II Title LED Dot Matrix Display Design Based on SCM Abstract LED display is the display mode controlling by the semiconductor light emitting diode it probably looks like that composition by a number of led is usually a red light emitting diodes which show character by the LED on and off LED display is divided into Digital display Graphic display and Video display which is compositioned by LED matrix block As the cost of LED display expensive currently mainly used in relatively high places concentrated in the cities bustling place being held in the Shanghai World Expo 2010 Future large scale sporting events and other additional requirements will promote large scale development of LED display In addition the original large scale LED display screen will be updating once per 10 years with the improvement of people s living standard outdoor LED display will gradually be used in various industries The main achievement of this design is 16 16LED display show the text and simple images the extension function include real time clock and real time temperature measurement which is dispalyed by LCD1602 and LED dot matrix display screen This design is divided into three big steps which is software design hardware simulation and in kind production fully reflects the combination of theory and practice From this design process I m not only learned a lot of useful knowledge also increase my professional skillsand Improve my practical ability Keywords LED Display Semiconductor III 目 次 摘 要 I ABSTRACT II 1 绪论 1 1 1 半导体技术 1 1 1 1 半导体简介 1 1 1 2 半导体特点 2 1 1 3 半导体应用及行业发展 2 1 2 发光二极管 2 1 2 1 简介 2 1 2 2 结构及发光原理 3 1 2 3 发光二极管分类 4 1 3 LED 显示技术 5 1 3 1 什么是 led 显示屏 5 1 3 2 LED 显示屏的分类 5 1 3 3 led 显示屏市场前景 6 2 主要 IC 及器件简介 7 2 1 显示设备 7 2 1 1 点阵显示屏模块 7 2 1 2 LCD1602 显示器 7 2 2 主要芯片简介 8 2 2 1 STC 单片机 8 2 2 2 74HC595 9 2 2 3 时钟芯片 DS1302 10 2 2 4 温度传感器 DS18B20 10 3 基于单片机的 LED 显示屏程序设计及仿真 12 3 1 程序设计 12 3 1 1 设计思路 12 3 1 2 子程序及头文件代码 12 3 1 3 工程建立及仿真 18 3 2 硬件仿真 21 3 2 1 仿真步骤及方法 21 3 2 2 仿真中遇到的主要问题及解决方案 23 IV 4 基于单片机的 LED 显示屏实体设计 24 4 1 设计思路 24 4 2 系统搭建 25 4 3 整装软件硬件 28 5 LED 及 LED 显示屏未来发展展望 30 结 论 31 致 谢 32 参 考 文 献 33 附录 源程序 35 1 1 绪论绪论 1 11 1 半导体技术半导体技术 半导体 semiconductor 1 指常温下导电性能介于导体 conductor 与绝缘 体 insulator 之间的材料 半导体在收音机 电视机 电脑 以及测温上有着广泛 的应用 1 1 1 半导体简介 物质存在的形式多种多样 固体 液体 气体 等离子体等等 我们通常把 导电性和导电导热性差或不好的材料 如金刚石 人工晶体 琥珀 陶瓷等等 称 为绝缘体 而把导电 导热都比较好的金属如金 银 铜 铁 锡 铝等称为导体 可以简单的把介于导体和绝缘体之间的材料称为半导体 与导体和绝缘体相比 半 导体材料的发现是最晚的 直到 20 世纪 30 年代 当材料的提纯技术改进以后 半 导体的存在才真正被学术界认可 图 1 1 物质导电能力普 半导体的分类 按照其制造技术可以分为 集成电路器件 分立器件 光电 半导体 逻辑 IC 模拟 IC 储存器等大类 一般来说这些还会被分成小类 此外 还有以应用领域 设计方法等进行分类 虽然不常用 但还是按照 IC LSI VLSI 超大 LSI 及其规模进行分类的方法 此外 还有按照其所处理 2 的信号 可以分成模拟 数字 模拟数字混成及功能进行分类的方法 1 1 2 半导体特点 半导体五大特性 电阻率特性 导电特性 光电特性 负的电阻率温度特性 整流特性 在形成晶体结构的半导体中 人为地掺入特定的杂质元素 导电性能具有可控 性 在光照和热辐射条件下 其导电性有明显的变化 1 1 3 半导体应用及行业发展 最早的实用 半导体 是电晶体 二极体 2 一 在无线电收音机及电视机中 作为 讯号放大器 整流器 用 二 近来发展太阳能 也用在光电池中 三 半导体可以用来测量温度 测温范围可以达到生产 生活 医疗卫生 科研教学等应用的 70 的领域 有较高的准确度和稳定性 分辨率可达0 1 甚至达到 0 01 也不是不可能 线性度 0 2 测温范围 100 300 是 性价比极高的一种测温元件 世界半导体行业巨头纷纷到国内投资 整个半导体行业快速发展 这也要 求材料业要跟上半导体行业发展的步伐 可以说 市场发展为半导体支撑材料 业带来前所未有的发展机遇 1 21 2 发光二极管发光二极管 1 2 1 简介 发光二极管简称为 LED 3 由镓 Ga 与砷 AS 磷 P 的化合物制成 的二极管 如图 1 2 当电子与空穴复合时能辐射出可见光 因而可以用来制 成发光二极管 在电路及仪器中作为指示灯 或者组成文字或数字显示 磷砷 化镓二极管发红光 磷化镓二极管发绿光 碳化硅二极管发黄光 它是半导体二极管的一种 可以把电能转化成光能 常简写为LED 发光 二极管与普通二极管一样是由一个PN 结组成 也具有单向导电性 当给发光 二极管加上正向电压后 从 P 区注入到 N 区的空穴和由 N 区注入到 P 区的电子 在 PN 结附近数微米内分别与 N 区的电子和 P 区的空穴复合 产生自发辐射 的荧光 不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同 当电子和空穴 3 复合时释放出的能量多少不同 释放出的能量越多 则发出的光的波长越短 常用的是发红光 绿光或黄光的二极管 如图1 3 图 1 2 LED 结构图 图 1 3 LED 发光二极管的反向击穿电压约 5 伏 它的正向伏安特性曲线很陡 使用时 必须串联限流电阻以控制通过管子的电流 限流电阻R 可用下式计算 公式 FF I U E R 式中 E 为电源电压 为 LED 的正向压降 为 LED 的一般工作电流 F U F I 1 2 2 结构及发光原理 50 年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识 第一个商用二极管产 生于 1960 年 LED 是英文 light emitting diode 发光二极管 的缩写 图 1 4 LED 构造图 架子上 然后四周用环氧树脂密封 起到保护内部芯线的作用 所以LED 的 抗震性能好 发光二极管的核心部分是由 P 型半导体和 N 型半导体组成的晶片 在 P 型半导体和 N 型半导体之间有一个过渡层 称为PN 结 在某些半导体材料的 PN 结中 注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释 放出来 从而把电能直接转换为光能 PN 结加反向电压 少数载流子难以注入 4 故不发光 这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管 通称L ED 当它处于正向工作状态时 即两端加上正向电压 电流从 LED 阳极流 向阴极时 半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线 光的强弱与电流 有关 1 2 3 发光二极管分类 发光二极管还可分为普通单色发光二极管 高亮度发光二极管 超高亮度 发光二极管 变色发光二极管 闪烁发光二极管 电压控制型发光二极管 红 外发光二极管和负阻发光二极管等 1 普通单色发光二极管 普通单色发光二极管具有体积小 工作电压低 工作电流小 发光均匀稳 定 响应速度快 寿命长等优点 可用各种直流 交流 脉冲等电源驱动点亮 它属于电流控制型半导体器件 使用时需串接合适的限流电阻 2 超 高亮度单色发光二极管 2 种 高亮度单色发光二极管和超高亮度单色发光二极管使用的半导体材料与普 通单色发光二极管不同 所以发光的强度也不同 3 变色发光二极管 变色发光二极管是能变换发光颜色的发光二极管 变色发光二极管发光颜 色种类可分为双色发光二极管 三色发光二极管和多色 有红 蓝 绿 白四 种颜色 发光二极管 变色发光二极管按引脚数量可分为二端变色发光二极管 三端变色发光二 极管 四端变色发光二极管和六端变色发光二极管 4 闪烁发光二极管 闪烁发光二极管 BTS 是一种由 CMOS 集成电路和发光二极管组成的特殊 发光器件 可用于报警指示及欠压 超压指示 5 电压控制型发光二极管 普通发光二极管属于电流控制型器件 在使用时需串接适当阻值的限流电 阻 电压控制型发光二极管 BTV 是将发光二极管和限流电阻集成制作为一体 使用时可直接并接在电源两端 6 红外发光二极管 红外发光二极管也称红外线发射二极管 它是可以将电能直接转换成红外 5 光 不可见光 并能辐射出去的发光器件 主要应用于各种光控及遥控发射电 路中 图 1 5 红外发光 LED 1 31 3 LEDLED 显示技术显示技术 1 3 1 什么是 led 显示屏 LED 显示屏 4 分为数码显示屏 图文显示屏和视频显示屏 均由 LED 矩阵块 组成 LED 数码显示屏的显示器件为 7 段码数码管 适于制作时钟屏 利率屏等 显示数字的电子显示屏 图文显示屏可与计算机同步显示汉字 英文文本和图形 视频显示屏采用微型计算机进行控制 图文 图像并茂 以实时 同步 清晰的信 息传播方式播放各种信息 还可显示二维 三维动画 录像 电视 VCD 节目以 及现场实况 LED 显示屏显示画面色彩鲜艳 立体感强 静如油画 动如电影 广泛应用于金融 税务 工商 邮电 体育 广告 厂矿企业 交通运输 教育系 统 车站 码头 机场 商场 医院 宾馆 银行 证券市场 建筑市场 拍卖行 工业企业管理和其它公共场所 1 3 2 LED 显示屏的分类 1 按颜色基色可以分为 单基色显示屏 单一颜色 红色或绿色 双基色显示屏 红和绿双基色 256 级灰度 可以显示 65536 种颜色 全彩色显示屏 红 绿 蓝三基色 256 级灰度的全彩色显示屏可以显 示一千六 百多万种色 2 按显示器件分类 6 LED 数码显示屏 显示器件为 7 段码数码管 适于制作时钟屏 利率屏等 显示 数字的电子显示屏 LED 点阵图文显示屏 显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示 模块 适于播放文字 图像信息 LED 视频显示屏 显示器件是由许多发光二极管组成 可以显示视频 动画等各 种视频文件 3 按使用场合分类 室内显示屏 发光点较小 一般 3mm 8mm 显示面积一般几至十几平方米 室外显示屏 面积一般几十平方米至几百平方米 亮度高 可在阳光下工作 具有 防风 防雨 防水功能 1 3 3 led 显示屏市场前景 LED 全彩显示屏 6 是20世纪90年代在全球迅速发展起来的新型信息显示媒 体 它利用发光二极管构成的点阵模块或象素单元组成大面积显示屏幕 结合了微 电子技术 光学技术 计算机技术 信息处理等现代高新技术 以其可靠性高 使 用寿命长 环境适应能力强 性价比合理 使用成本低等特点迅速成为大型平板显 示的主流产品 以其明显优越于背投 等离子 液晶显示及电视屏幕的性能而在信 息显示领域得到了广泛的应用 如体育场馆 大型展览馆 市政广场 演唱会 车 站 机场等场所 尤其是以其高亮度 大面积显示而让更多人在户外也感受到信 息时代的来临 显示信息无所不在 据业内专家预测 今后几年全球各类 LED 显示 屏需求每年均达到几十亿美元 且还在逐年递增 国际大都市如纽约 巴黎 伦敦 都普遍使用大型 LED 全彩显示屏作为信息传播 广告宣传的新型载体 在中国 随 着经济的飞速发展 特别是在中国成功申办2008年奥运会的强大拉动下 以及上海 世博会等需要大型 LED 显示屏 随着各类场馆的兴建和市政工程改造项目的兴起 国内市场 LED 全彩屏需求增长率更是高达30 以上 7 2 主要主要 IC 及器件简介及器件简介 2 12 1 显示设备显示设备 2 1 1 点阵显示屏模块 图 2 1 单 双色模块 图 2 2 全彩模块 点阵 12 本身是一个几何学名词 英文为 lattice 是格子框架 类似格子 框架的意思 本是一个空间名词 如果取出去平面 则与显示屏的灯珠布置不你那 联想 设计显示点阵就是指在显示屏上长和宽各能显示出多少个像素点 或者在 LED 显示屏上长和宽有多少个 LED 会同时发光 跟我们数模电路的网状结构又是有 着深层的关联 2 1 2 LCD1602 显示器 液晶显示模块具有体积小 功耗低 显示内容丰富 超薄轻巧等优点 在袖珍 式仪表和低功耗应用系统中得到广泛的应用 14 目前字符型液晶显示模块已经是 单片机应用设计中最常用的信息显示器件 这里向大家介绍一款 LCD1 602 液晶显 示模块 它可以显示两行 每行 16 个字符 采用单 5V 电源供电 外围电路配置 简单 价格便宜 具有很高的性价比 LCD1602 外观如图 2 3 所示 图 2 3LCD1602 显示屏 8 2 22 2 主要芯片简介主要芯片简介 2 2 1 STC 单片机 STC89C51RC RD 系列单片机是宏晶科技推出的新一代超强抗干扰 高速 低功耗的单片机 指令代码完全兼容传统 8051 单片机 16 12 时钟 机器周期和 6 时钟 机器周期可任意选择 最新的 D 版本内部集成 MAX810 专用复位电路 图 2 4 STC 单片机 STC 单片机的特点 加密性强 很难解密或破解 解密费用很高 国内能解密的人少 一般的仿制者 望而退步 超强抗干扰 1 高抗静电 ESD 保护 2 轻松过 2KV 4KV 快速脉冲干扰 3 宽电压 不怕电源抖动 4 宽温度范围 40 85 5 I O 口经过特殊处理 6 单片机内部的电源供电系统经过特殊处理 7 单片机内部的时钟电路经过特殊处理 8 单片机内部的复位电路经过特殊处理 9 单片机内部的看门狗电路经过特殊处理 9 三大降低单片机时钟对外部电磁辐射的措施 1 禁止 ALE 输出 2 如选 6 时钟 机器周期 外部时钟频率可降一半 3 单片机时钟振荡器增益可设为 1 2Gain 超低功耗 1 掉电模式 典型功耗 0 1 A 2 空闲模式 典型功耗 2mA 3 正常工作模式 典型功耗 4mA 7mA 4 掉电模式可由外部中断唤醒 适用于电池供电系统 如水表 气表 便携设 备等 2 2 2 74HC595 图 2 5 74HC595 的管脚排列图 74HC595 是硅结构的 CMOS 器件 兼容低电压 TTL 电路 遵守 JEDEC 标准 74HC595 是具有 8 位移位寄存器和一个存储器 三态输出功能 移位寄存器和存 储器是分别的时钟 数据在 SCHcp 的上升沿输入 在 STcp 的上升沿进入的存储寄 存器中去 如果两个时钟连在一起 则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲 移位寄存器有一个串行移位输入 Ds 和一个串行输出 Q7 和一个异步的低 电平复位 存储寄存器有一个并行 8 位的 具备三态的总线输出 当使能 OE 时 为低电平 存储寄存器的数据输出到总线 10 2 2 3 时钟芯片 DS1302 DS1302 18 是美国 DALLAS 公司推出的一种高性能 低功耗 带 RAM 的实时时 钟电路 它可以对年 月 日 周日 时 分 秒进行计时 具有闰年补偿功能 工作电压为 2 5V 5 5V 采用三线接口与 CPU 进行同步通信 并可采用突发方式 一次传送多个字节的时钟信号或 RAM 数据 DS1302 内部有一个 31 8 的用于临时 性存放数据的 RAM 寄存器 DS1302 是 DS1202 的升级产品 与 DS1202 兼容 但增 加了主电源 后背电源双电源引脚 同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能 力 图 2 6 为 DS1302 的引脚图 图 2 6 2 2 4 温度传感器 DS18B20 11 图 2 7 温度传感器 Dallas 半导体公司的数字化温度传感器 DS1820 是世界上第一片支持 一线 总线 接口的温度传感器 一线总线独特而且经济的特点 使用户可轻松地组建 传感器网络 为测量系统的构建引入全新概念 现在 新一代的 DS1820 体积更 小 更经济 更灵活 使您可以充分发挥 一线总线 的长处 DS18B20 支持 一线总线 接口 测量范围 55 C 125 C 在 10 85 C 范 围内 精度为 0 5 C DS1822 的精度较差为 2 C 现场温度直接以 一线总 线 的数字方式传输 大大提高了系统的抗干扰性 适合于恶劣环境的现场温度测 量 如 环境控制 设备或过程控制 测温类消费电子产品等 与前一代产品不同 新的产品支持 3V 5 5V 的电压范围 使系统设计更灵活 方便 而且新一代产品更便宜 体积更小 12 3 基于单片机的基于单片机的 LED 显示屏程序设计及仿真显示屏程序设计及仿真 3 13 1 程序设计程序设计 3 1 1 设计思路 本设计主要实现 LED 点阵屏对文字或图形的显示 附加功能有 LED 显示屏对 时间及温度的实时显示 另外还要配合 LCD1602 显示屏 以便硬件搭建时利于测试 和调整 编程时需要通盘考虑 本设计中用到的时钟芯片 DS1302 温度传感器 DS18B20 及 LCD1602 显示屏都需要驱动才能正常工作 由于这些驱动的头文件 可以通用 而且自己以前也做过这方面的实验 也就没有必要重新编写 这样一来 就可以把主要精力放在主函数的编写上 编写主函数有两大方面 一是如何实现对 LED 显示屏及外围器件的控制 二是如何把时钟芯片 DS1302 温度传感器 DS18B20 及 LCD1602 显示屏和 LED 显示屏有机的结合起来 3 1 2 子程序及头文件代码 LEDLED 点阵屏文字显示头文件 dispaly h typedef unsigned char uchar uint8 typedef unsigned int uint uint16 uchar const code HZ 32 0 xFC 0 x7F 0 xE7 0 xE7 0 xDF 0 xFD 0 xBF 0 xFD 0 x73 0 x9E 0 xF3 0 x9F 0 x7F 0 xFE 0 x7F 0 xFE 0 x7F 0 xFE 0 x6F 0 xEE 0 xF7 0 xDF 0 x78 0 x3E 0 xBF 0 xFD 0 xDF 0 xFB 0 xE7 0 xE7 0 xFC 0 x7F 笑脸 1 0 xEF 0 xFF 0 xEC 0 x07 0 xEF 0 xEF 0 x01 0 xDF 0 xEF 0 xBF 0 xEF 0 x7F 0 xC6 0 x03 0 xCB 0 xAB 0 xAB 0 x6B 0 xAF 0 x5B 0 x6E 0 xDB 0 xED 0 xBB 0 xEF 0 x7B 0 xEE 0 xFB 0 xEF 0 xEB 0 xEF 0 xF7 杨 0 0 xDF 0 xBF 0 xEF 0 xBF 0 xED 0 xBF 0 xFC 0 x03 0 x75 0 xBF 0 xB3 0 xBF 0 xAF 0 xBF 0 xE8 0 x01 13 0 xEF 0 xFF 0 xDF 0 xFF 0 x1C 0 x03 0 xDD 0 xFB 0 xDD 0 xFB 0 xDD 0 xFB 0 xDC 0 x03 0 xDD 0 xFB 浩 1 0 xFE 0 xFF 0 xFE 0 xFF 0 xFE 0 xFF 0 x80 0 x03 0 xFC 0 x7F 0 xFC 0 xBF 0 xFA 0 xDF 0 xF6 0 xE7 0 xEE 0 xF1 0 x9E 0 xFB 0 xFE 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xB7 0 x77 0 xBB 0 xBB 0 x7B 0 xBB 0 xFF 0 xFF 杰 2 0 xDF 0 x7F 0 xDF 0 x7F 0 xDF 0 x73 0 xC1 0 x0F 0 xDF 0 x7F 0 xDB 0 x7D 0 xD7 0 x7D 0 xCE 0 x81 0 xFE 0 xFF 0 xFE 0 xFF 0 x00 0 x01 0 xFE 0 xFF 0 xFE 0 xFF 0 xFE 0 xFF 0 xFE 0 xFF 0 xFE 0 xFF 毕 0 0 xFB 0 xBF 0 xFB 0 xBF 0 xFB 0 xBF 0 xFB 0 xBB 0 xBB 0 xB9 0 xDB 0 xB3 0 xDB 0 xB7 0 xEB 0 xAF 0 xE3 0 xAF 0 xEB 0 x9F 0 xFB 0 xBF 0 xFB 0 xBF 0 xFB 0 xBB 0 x00 0 x01 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 业 1 0 xBF 0 xFF 0 xDE 0 x0F 0 xCE 0 xEF 0 xDE 0 xEF 0 xFE 0 xEF 0 xFE 0 xEF 0 x1D 0 xF1 0 xDA 0 x07 0 xDE 0 xF7 0 xDE 0 xF7 0 xDF 0 x6F 0 xDF 0 x6F 0 xD7 0 x9F 0 xCF 0 x6F 0 xDC 0 xF1 0 xF3 0 xFB 设 2 0 xBF 0 xDF 0 xDF 0 xDF 0 xCF 0 xDF 0 xDF 0 xDF 0 xFF 0 xDF 0 x0C 0 x01 0 xEF 0 xDF 0 xEF 0 xDF 0 xEF 0 xDF 0 xEF 0 xDF 0 xEF 0 xDF 0 xED 0 xDF 0 xEB 0 xDF 0 xE7 0 xDF 0 xEF 0 xDF 0 xFF 0 xDF 计 3 0 xFF 0 xFF 0 x00 0 x07 0 xED 0 xF7 0 xED 0 xB7 0 xED 0 xB7 0 xED 0 xB7 0 x81 0 xB7 0 xED 0 xB7 0 xED 0 xB7 0 xED 0 x57 0 xE3 0 x5F 0 x1E 0 xDD 0 xFE 0 xDD 0 xFD 0 xDD 0 xFB 0 xE1 0 xF7 0 xFF 现 7 0 xFD 0 xFF 0 xFD 0 xFF 0 x80 0 x01 0 xFB 0 xFF 0 xFB 0 xFF 0 xF7 0 xBF 0 xE7 0 xBF 0 xE8 0 x03 0 xCF 0 xBF 0 xAF 0 xBF 0 x6F 0 xBF 0 xEF 0 xBF 0 xEF 0 xBF 0 xE8 0 x01 0 xEF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 在 8 14 0 xFF 0 xFF 0 xF0 0 x0F 0 xF7 0 xEF 0 xF0 0 x0F 0 xF7 0 xEF 0 xF0 0 x0F 0 xFF 0 xFF 0 x00 0 x01 0 xFE 0 xFF 0 xF6 0 xFF 0 xF6 0 x07 0 xF6 0 xFF 0 xEA 0 xFF 0 xDC 0 xFF 0 xBF 0 x01 0 xFF 0 xFF 是 9 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 1 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 1 0 x55 0 xaa uchar const code NUM 16 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xE7 0 xDB 0 xBD 0 xBD 0 xBD 0 xBD 0 xBD 0 xBD 0 xBD 0 xDB 0 xE7 0 xFF 0 xFF 0 0 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xEF 0 x8F 0 xEF 0 xEF 0 xEF 0 xEF 0 xEF 0 xEF 0 xEF 0 xEF 0 x83 0 xFF 0 xFF 1 1 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xC3 0 xBD 0 xBD 0 xBD 0 xFB 0 xFB 0 xF7 0 xEF 0 xDF 0 xBD 0 x81 0 xFF 0 xFF 2 2 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xC3 0 xBD 0 xBD 0 xFB 0 xE7 0 xFB 0 xFD 0 xFD 0 xBD 0 xBB 0 xC7 0 xFF 0 xFF 3 3 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFB 0 xF3 0 xEB 0 xDB 0 xDB 0 xBB 0 xBB 0 x81 0 xFB 0 xFB 0 xE1 0 xFF 0 xFF 4 4 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 x81 0 xBF 0 xBF 0 xBF 0 xA7 0 x9B 0 xFD 0 xFD 0 xBD 0 xBB 0 xC7 0 xFF 0 xFF 5 5 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xE3 0 xDB 0 xBF 0 xBF 0 xA7 0 x9B 0 xBD 0 xBD 0 xBD 0 xDB 0 xE7 0 xFF 0 xFF 6 6 15 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 x81 0 xBB 0 xBB 0 xF7 0 xF7 0 xEF 0 xEF 0 xEF 0 xEF 0 xEF 0 xEF 0 xFF 0 xFF 7 7 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xC3 0 xBD 0 xBD 0 xBD 0 xDB 0 xE7 0 xDB 0 xBD 0 xBD 0 xBD 0 xC3 0 xFF 0 xFF 8 8 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xE7 0 xDB 0 xBD 0 xBD 0 xBD 0 xD9 0 xE5 0 xFD 0 xFD 0 xDB 0 xC7 0 xFF 0 xFF 9 9 uchar const code DATETMP 32 0 xF7 0 xFF 0 xF0 0 x03 0 xEF 0 x7F 0 xEF 0 x7F 0 xDF 0 x7F 0 xB0 0 x07 0 x77 0 x7F 0 xF7 0 x7F 0 xF7 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xBF 0 xDB 0 xDB 0 xD7 0 xEB 0 xCF 0 xF3 0 xDF 0 xFB 氏 10 0 xFE 0 xFF 0 xFF 0 x7F 0 xC0 0 x01 0 xDD 0 xDF 0 xDD 0 xDF 0 xD0 0 x03 0 xDD 0 xDF 0 xDC 0 x1F 0 xDF 0 xFF 0 xD8 0 x07 0 xDD 0 xEF 0 xDE 0 xDF 0 xDF 0 x3F 0 xBE 0 xCF 0 xB9 0 xF1 0 x67 0 xFB 度 11 uchar const code WEEK 32 17 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFB 0 x80 0 x01 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 一 0 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xEF 0 xC0 0 x07 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFB 0 x80 0 x01 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 二 1 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 x80 0 x03 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xC0 0 x07 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 x80 0 x01 0 xFF 0 xFF 0 xFF 0 xFF 三 2 0 xFF 0 xFF 0 x80 0 x03 0 xBB 0 x7B 0 xBB 0 x7B 0 xBB 0 x7B 0 xBB 0 x7B 0 xBB 0 x7B 0 xBB 0 x7B 0 xB7 0 x7B 0 xB7 0 x83 0 xAF 0 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文件 第六步 将编写好的头文件 dispaly h temp h lcd1602 h clock h 与工程文件放在同一文件夹 运行仿真 即点击窗口左上方的三个按钮 第七步 若有错误 根据提示进行检查 修改并重复第六步 若仿真通过 开 始生成 HEX 二进制文件 点击窗口左上方的按钮 弹出如 图 3 4 对话框 勾选 Use on Chip Rom 20 图 3 4 工程设置 然后勾选 Output 中的 Create HEX Fi 再次运行程序 就可以生成 HEX 文件了 图 3 5 至此 整个程序仿真结束 21 3 23 2 硬件仿真硬件仿真 3 2 1 仿真步骤及方法 第一步 打开桌面上的 ISIS 7 Professional 快捷方式 出现如 图 3 6 窗口 图 3 6 仿真界面 第二步 点击图中 P 按钮 从库中选出本设计所需要的元器件 如 51 单片机 8 8 点阵模块若干 LCD1602 显示屏 74HC595 74HC154 以及电容 电阻 晶振等 如图 3 7 22 图 3 7 器件选择 第三步 按照设计要求对各个模块和元器件进行布局和连接 连接最终结果如 图 3 8 图 3 8 器件连接 23 第四步 进行硬件仿真 将已经编译好的 HEX 文件下载到设计中模拟的单片机 上最终仿真结果如图 3 9 图 3 9 仿真结果 实验成功 否则检查线路连接 或程序修改 3 2 2 仿真中遇到的主要问题及解决方案 仿真过程中主要遇到两大难题 一是线路的连接比较麻烦 有其是 LED 点阵屏 四块点阵屏有就有 64 个连接端 比较耗费时间 与它相连的外围电路如 74HC154 和 74HC595 等 都需要和他完全的匹配 否则就出现不了预期的效果 二是硬件的选择比较复杂 尤其是 LED 点阵屏 可以自由旋转 与实物器件有很大 差别 所以选择 LDE 点阵屏之后 要保证不要把它弄颠倒了 所以在选择仿真器件 和连接线路之时一定要认真并有足够的耐心 并且要从简单到复杂 步步为营 24 4 基于单片机的基于单片机的 LED 显示屏实体设计显示屏实体设计 4 14 1 设计思路设计思路 硬件的设计比较困难 因为所面临的都是很实际的问题 一旦出现错误 有时 候甚至很难恢复 我的硬件设计采取步步为营 个个击破的方针 这样避免了系统出现大的问题 首先是电源的选择 因为本次设计为 LED 矩阵构成的点阵屏 需要很稳定及高 效的电源 所以我选择了开关电源 然后是板子的选择