16点阵实验报告.doc

学生课程实验报告书 09 级 电子信息与通信工程 系 qq 专业 qq 班 学号 0qqq姓名 qqq 20112012 学年 第 二 学期实验项目：基于单片机的LED点阵设计 摘要摘要：LED点阵显示屏是由多个LED发光二极管封装在一起组成，是一种新兴的显示器件。为了说明LED点阵显示的原理，以单片机为控制核心，设计和制作了一种成本低廉的汉字显示系统，其包括硬件和软件两个部分。该电路通过按键控制可实现任意多个汉字的卷帘、上移和左移等多种显示形式，可广泛应用于机场、商场、医院等公共场所进行文字广告宣传，信息发布等。通过仿真和实物测试，该系统获得良好的显示效果，而且具有体积小、硬件电路结构简单和容易实现等特点。关键词：MCU；LED；显示屏；系统设计一、芯片简介1 点阵简介 8x8点阵是由64个发光二极管排列成8行8列的矩阵，一个发光二极管控制着点阵的一个点。这种显示比较逼真，能显示的字符比较多。实际应用比较广泛，如点阵广告牌，交通灯报站台。用P0口控制row，P1口控制col。如果要第一行第一列灯亮，P0.0=1,P1.0=0;可以实现。若需要显示相应的字符就用循环扫描。LED点阵介绍88单色点阵共需要64个发光二极管组成，且每个二极管是放置在行线与列线的叉点上。本设计是一种实用的汉字显示屏的制作，制作的是双色点阵。考虑到元器件的易购性，没有使用88的点阵发光二极管模块，而是直接使用了256个高亮度发光管，组成了16行16列的发光点阵。实际使用时可以根据这个原理自行扩充显示的字数。 88单色和双色点阵LED结构分别如下图2.8和2.9所示。 图2.8 88单色点阵内部图 图2.9 88双色点阵内部图2 74HC138简介74HC138是一款高速COMS器件，74HC138引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。74HC138译码器可接受3位二进制加权地址输入（A0, A1和A2），并当使能时，提供8个互斥的低有效输出（Y0至Y7）。74HC138特有3个使能输入端：两个低有效（E1和E2）和一个高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否则74HC138将保持所有输出为高。利用这种复合使能特性，仅需4片74HC138芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展，组合成为一个1-32（5线到32线）译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作为选通端，则74HC138亦可充当一个8输出多路分配器，未使用的使能输入端必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。74HC138与74HC238逻辑功能一致，只不过74HC138为反相输出。 译码/真值表 74HC138集成译码器功能表3 pic16f877a简介二、 点阵的显示原理 1 LED显示方式汉字显示屏用于显示汉字、字符及图像信息，在公共汽车、银行、医院及户外广告等地方都有广泛的应用。下面是简单的汉字显示屏的制作，由单片机控制汉字的显示内容。为了降低成本，使用了四块88的LED点阵发光管的模块，组成了一个1616的LED点阵显示屏，如图2.10所示。在这里仅做了四个汉字的显示，在实际的使用中可以根据这个原理自行的扩展显示的汉字，下面是介绍汉字显示的原理。 图2.10 四块88的LED点阵组成1616的LED点阵LED驱动显示采用动态扫描方法，动态扫描方式是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套列驱动器。以1616点阵为例，把所有同一行的发光管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的阴极连在一起（共阳的接法），先送出对应第1行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第2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；.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快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能看到显示屏上稳定的图形。该方法能驱动较多的LED，控制方式较灵活，而且节省单片机的资源。显示数据传输采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但串行传输过程较长，数据按顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都已传输到位之后，这一行的各列才能并行地进行显示。对于串行传输方式来说，列数据准备时间可能相当长，在行扫描周期确定的情况下，留给行显示的时间就太少了，以致影响到LED的亮度。通过了解汉字的显示原理之后，那如何得到汉字的字模信息呢？现在有一些现成的汉字字模生成软件，可从网上下载汉字字库提取程序直接提取字库，如图2.12所示的为一种字模生成软件，软件打开后输入汉字，点击“检取”后，十六进制数据汉字代码即可以自动生成，把我们需要的竖排数据复制到我们的程序即可。图2.12 汉字字模生成软件三、电路组成设计1 总体电路规划 如图12 硬件设计注意事项做的不仅仅是技术，而且是一项艺术。焊接的时候最好每个51IO控制LED口都接上拉电阻，这样点阵会更亮，更美观。如果有时间可以把程序搞搞，设计出各种花样的，秀一秀。接点阵的引脚的时候最好用圆口的排针，因为管脚可以接触的更充分，不会出现接触不良的。像方孔的排针就有这个问题。接跳线的时候也会出现接触不良的问题，摆弄摆弄就好了。 最终实物图如下所示：(分别是点阵和最小系统)3 Keil实现C代码与程序下载#include#define uint unsigned int #define uchar unsigned char_CONFIG(0x3B31);#define hanzi_geshu 16#define select PORTA#define key RD7const uint word = / 宋(0) 萍(1) ，(2) 志(3) 发(4) ，(5) 小(6) 梅(7) 团(8) 结(9) 就(10) 是(11) 力(12) 量(13) ！(14) ！(15)/ ！(16)0x08,0x00,0x32,0x04,0x22,0x08,0x22,0x10,0x22,0x20,0x22,0xC0,0xA3,0x00,0x7F,0xFE,0x23,0x80,0x22,0x40,0x22,0x20,0x22,0x10,0x2A,0x08,0x32,0x0C,0x20,0x08,0x00,0x00,/*宋,0*/0x21,0x08,0x28,0xC8,0x26,0x9F,0x24,0x60,0x20,0x00,0xF5,0x10,0x24,0x90,0x24,0x50,0x24,0x10,0xFF,0xFF,0x24,0x10,0x24,0x50,0x27,0x90,0x25,0x10,0x20,0x10,0x00,0x00,/*萍,1*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1A,0x00,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*，,2*/0x00,0x04,0x10,0x38,0x12,0x00,0x12,0x00,0x12,0x7C,0x12,0x02,0x12,0x02,0xFE,0x82,0x12,0x72,0x12,0x22,0x12,0x02,0x12,0x0E,0x12,0x44,0x12,0x38,0x10,0x10,0x00,0x00,/*志,3*/0x00,0x02,0x08,0x04,0x7C,0x08,0x08,0x11,0x08,0xE1,0x0F,0x82,0xF9,0x62,0x09,0x14,0x09,0x08,0x49,0x14,0x29,0xE4,0x38,0x02,0x08,0x03,0x08,0x02,0x08,0x00,0x00,0x00,/*发,4*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x1A,0x00,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*，,5*/0x00,0x20,0x00,0x40,0x00,0x80,0x03,0x00,0x0E,0x00,0x04,0x02,0x00,0x01,0xFF,0xFE,0x00,0x00,0x08,0x00,0x04,0x00,0x03,0x00,0x01,0x80,0x00,0xE0,0x00,0x40,0x00,0x00,/*小,6*/0x08,0x20,0x08,0xC0,0x0B,0x00,0xFF,0xFF,0x0A,0x00,0x05,0x80,0x18,0x80,0xEF,0xF8,0x28,0x88,0x2A,0xC8,0x29,0xAA,0x28,0x89,0x2F,0xFE,0x20,0x88,0x20,0x88,0x00,0x00,/*梅,7*/0x00,0x00,0x7F,0xFF,0x40,0x12,0x48,0x22,0x48,0x42,0x48,0x82,0x49,0x0A,0x4E,0x06,0x7F,0xFA,0x48,0x02,0x48,0x02,0x48,0x02,0x40,0x02,0x7F,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,/*团,8*/0x04,0x44,0x0C,0xC4,0x35,0x44,0xC6,0x48,0x08,0x48,0x00,0x00,0x10,0x00,0x12,0x7E,0x12,0x44,0x12,0x44,0xFE,0x44,0x12,0x44,0x12,0x44,0x12,0x7E,0x10,0x00,0x00,0x00,/*结,9*/0x20,0x04,0x27,0x88,0x24,0xB2,0xA4,0x81,0x64,0xFE,0x24,0xA0,0x27,0x9A,0x24,0x04,0x04,0x18,0x07,0xE0,0xFC,0x00,0x07,0xFC,0x44,0x02,0x34,0x02,0x04,0x0E,0x00,0x00,/*就,10*/0x01,0x00,0x01,0x02,0x01,0x04,0x01,0x08,0x7D,0x70,0x55,0x08,0x55,0x04,0x55,0xFC,0x55,0x22,0x55,0x22,0x55,0x22,0x7D,0x22,0x01,0x22,0x01,0x02,0x01,0x02,0x00,0x00,/*是,11*/0x00,0x00,0x08,0x00,0x08,0x01,0x08,0x02,0x08,0x04,0x08,0x18,0x08,0x60,0xFF,0x80,0x08,0x00,0x08,0x00,0x08,0x02,0x08,0x01,0x08,0x02,0x0F,0xFC,0x00,0x00,0x00,0x00,/*力,12*/0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0x02,0xFB,0xEA,0xAA,0xAA,0xAA,0xAA,0xAA,0xAA,0xAB,0xFE,0xAA,0xAA,0xAA,0xAA,0xAA,0xAA,0xFB,0xEA,0x02,0x0A,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00,0x00,/*量,13*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0xFA,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*！,14*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0xFA,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*！,15*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0F,0xFA,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*！,16*/;void 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