单片机课设报告.doc

课程设计 本科生通用课设题目：基于单片机LED点阵显示屏的设计 专业班级： 电子信息工程1002班 姓 名： 张野 学 号： 100402225 指导教师： 朱建光 时 间： 2013/6/28 成 绩： 目录1. 绪论.21.1 单片机的简介 .22. LED简介.62.1 LED电子显示屏简介63. 课程设计.83.1 设计题目83.2 设计目的.83.3 设计要求83.4 8*8 LED工作原理84 程序设计 124.1 动态代码与延时函数124.2 源程序144.3 下载后的调试194.4 实验结果195. 课程设计总结与心得.20绪论1.1 单片机的简介单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域的广泛应用。单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit）， 常用英文字母的缩写MCU表示单片机，单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。单片机由运算器，控制器，存储器，输入输出设备构成，相当于一个微型的计算机（最小系统），和计算机相比，单片机缺少了外围设备等。概括的讲：一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜、为学习、应用和开发提供了便利条件。同时，学习使用单片机是了解计算机原理与结构的最佳选择。它最早是被用在工业控制领域。由于单片机在工业控制领域的广泛应用，单片机由仅有CPU的专用处理器芯片发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中，使计算机系统更小，更容易集成进复杂的而对体积要求严格的控制设备当中。INTEL的8080是最早按照这种思想设计出的处理器，当时的单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8051，此后在8051上发展出了MCS51系列单片机系统。因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。尽管2000年以后ARM已经发展出了32位的主频超过300M的高端单片机，直到现在基于8051的单片机还在广泛的使用。在很多方面单片机比专用处理器更适合应用于嵌入式系统，因此它得到了广泛的应用。事实上单片机是世界上数量最多处理器，随着单片机家族的发展壮大，单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。现代人类生活中所用的几乎每件有电子器件的产品中都会集成有单片机。手机、电话、计算器、家用电器、电子玩具、掌上电脑以及鼠标等电子产品中都含有单片机。 汽车上一般配备40多片单片机，复杂的工业控制系统上甚至可能有数百片单片机在同时工作！单片机的数量不仅远超过PC机和其他计算机的总和，甚至比人类的数量还要多。主要功能：1、主流单片机包括CPU、4KB容量的ROM、128 B容量的RAM、 2个16位定时/计数器、4个8位并行口、全双工串口行口、ADC/DAC、SPI、I2C、ISP、IAP。 2、系统结构简单，使用方便，实现模块化；3、单片机可靠性高，可工作到106 107小时无故障；4、处理功能强，速度快。5、低电压，低功耗，便于生产便携式产品6、控制功能强7、环境适应能力强。附图：（1）单片机引脚图：部分管教功能介绍：VCC：供电电压；GND：接地；P1口：P1口是一个内部提供商拉电阻的8位双向I/O口；P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口;/PSEN：外部程序存储器的选通信号;XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入;XTAL2：来自反向振荡器的输出。（2）单片机内部结构图2.LED简介LED 是英文 light emitting diode （发光二极管）的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，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。2.1 LED电子显示屏是由几万-几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利 用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。 LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。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。LED点阵显示屏特点：可实现超高密度：室内可高达62.500点/平米。混色好：利用发光器件本身的微化处理和光的波粒二象性，使得红光粒子，纯绿光粒子，蓝光粒子三种粒子都将得到充分地相互混合搅匀。抗静电性能优势超强：制作环境有着严格的标准还有产品结构的绝缘设计。可靠性能强：相对于SMD和LED LAMP来说，LED DOT-MATRIX平整性非常好，很有美学上的观感。可视角度大：140度（水平方向）通透性高：新一代点阵技术凭借晶片自身的高度纯度性能，以及几近100%光通率的环氧树脂材料，达到了接近完美的通透率。亮度高：相对0603或0805等形式的分立表贴，LED可以有更多的光通量被反射出，而且我司目前的实用新型专利；44模块形式，可实现1/4扫描，进一步提高了亮度。LED显示屏市场得到了迅猛的发展，已经广泛应用到银行,邮电，税务，机场，车站，证劵市场以及其他交易市场，医院，电力，海关，体育场等多种需要进行公告，宣传的场合。LED点阵可以应用于室内环境，还可以应用于室外环境。LED点阵的优点：亮度高，工作电压低，功耗小，小型化，寿命长，性能稳定。LED的发展前景极为广阔，发展方向正朝着高亮度，高耐气候性，高发光密度以及高发光均匀性，可靠性和全色化方向。LED点阵有44、48、57、58、88、1616、2424、4040等多种；LED发展很快，应用广泛，趁此课设时机，利用自己所学知识用单片机研究和设计LED点阵显示汉字和数字，希望达到学以致用的目的。3.课程设计3.1课程设计题目：基于单片机的LED点阵显示屏的设计3.2 设计目的本次课程设计的目的：（1） 更好地了解和学会使用LED点阵，（2） 了解和掌握单片机软件的用法（3） 掌握用单片机控制点阵显示汉字的方法，（4） 考验自己的学习能力。3.3 设计要求：1.学会LED点阵的动态和静态扫描过程。2.能够让汉字在屏幕上滚动。具体要求：在8*8的LED点阵显示屏上显示“I 0 Y工大”，并且工大两个字可以滚动显示 3.4 8*8 LED工作原理8X8点阵LED工作原理说明 :8X8点阵共需要64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置1电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮；8X8 点阵LED 工作原理说明8X8 点阵LED 结构如下图所示 从图 中可以看出，8X8 点阵共需要64 个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置1 电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述：一根竖柱：对应的列置1，而行则采用扫描的方法来实现。一根横柱：对应的行置0，而列则采用扫描的方法来实现。2 课程设计电路原理图LED点阵电路图3 硬件系统连线(1) 把“单片机系统”区域中的P1 端口用8 芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“DR1DR8”端口上；(2) 把“单片机系统”区域中的P3 端口用8 芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“DC1DC8”端口上；4.程序设计内容 4.1“IOY工大”动态代码：0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x00, /I0x70,0x88,0x44,0x22,0x22,0x44,0x88,0x70, /ai0xc0,0x60,0x30,0x1f,0x1f,0x30,0x60,0xc0, /y0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x22,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x3e,0x22,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x22,0x3e,0x22,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x02,0x22,0x3e,0x22,0x02,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x02,0x22,0x3e,0x22,0x02,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x02,0x22,0x3e,0x22,0x02,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x02,0x22,0x3e,0x22,0x02, 0x02,0x00,0x00,0x00,0x02,0x22,0x3e,0x22, 0x24,0x02,0x00,0x00,0x00,0x02,0x22,0x3e,0x28,0x24,0x02,0x00,0x00,0x00,0x02,0x22, 0xf0,0x28,0x24,0x02,0x00,0x00,0x00,0x02,0x28,0xf0,0x28,0x24,0x02,0x00,0x00,0x00,0x24,0x28,0xf0,0x28,0x24,0x02,0x00,0x00, 0x02,0x24,0x28,0xf0,0x28,0x24,0x02,0x00, 0x00,0x02,0x24,0x28,0xf0,0x28,0x24,0x02, 0x00,0x00,0x02,0x24,0x28,0xf0,0x28,0x24, 0x00,0x00,0x00,0x02,0x24,0x28,0xf0,0x28, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x02,0x24,0x28,0xf0, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x02,0x24,0x28, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x02,0x24, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x02附图：LED点阵电路图4.2 源程序#includeUnsigned char code tab=0x7f,0xbf,0xdf,0xef,0xf7,0xfb,0xfd,0xfe,; /列选通控制 unsigned char code digittab258=0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x00, /I0x70,0x88,0x44,0x22,0x22,0x44,0x88,0x70, /ai0xc0,0x60,0x30,0x1f,0x1f,0x30,0x60,0xc0, /y0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x22,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x3e,0x22,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x22,0x3e,0x22,0x02,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x02,0x22,0x3e,0x22,0x02,0x00,0x00,0x00, 0x00,0x02,0x22,0x3e,0x22,0x02,0x00,0x00, 0x00,0x00,0x02,0x22,0x3e,0x22,0x02,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x02,0x22,0x3e,0x22,0x02, 0x02,0x00,0x00,0x00,0x02,0x22,0x3e,0x22, 0x24,0x02,0x00,0x00,0x00,0x02,0x22,0x3e,0x28,0x24,0x02,0x00,0x00,0x00,0x02,0x22, 0xf0,0x28,0x24,0x02,0x00,0x00,0x00,0x02,0x28,0xf0,0x28,0x24,0x02,0x00,0x00,0x00,0x24,0x28,0xf0,0x28,0x24,0x02,0x00,0x00, 0x02,0x24,0x28,0xf0,0x28,0x24,0x02,0x00, 0x00,0x02,0x24,0x28,0xf0,0x28,0x24,0x02, 0x00,0x00,0x02,0x24,0x28,0xf0,0x28,0x24, 0x00,0x00,0x00,0x02,0x24,0x28,0xf0,0x28, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x02,0x24,0x28,0xf0, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x02,0x24,0x28, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x02,0x24, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x02;unsigned int timecount1 , timecount2; /定义的变量unsigned char cntx , cnty ; /cntx列控制数的变量 cnty用来控制 字符与字符之间的切换void main(void) cnty=0; while(1) if(cnty=50) timecount1=0; if(+cntx=8) cntx=0; /用于控制动字符间的切换速度 if(+timecount2=5000) timecount2=0; if(+cnty=50)cnty=0; 4.4 下载后的调试1.在keil uvision3 软件条件下编写以上程序2在编译以上程序，编译正确3通过下载到单片机检验4通过运行调试：在输入程序后，开始运行调试。4.5 实验结果在8*