基于单片机的LED点阵显示屏的设计报告

燕京理工学院基于单片机的8*8LED点阵显示屏的设计报告课程名称 proteus 班 级 自控1404 学 号 140240116 姓 名 张爽 指导教师 贾超 课设时间 2017.8.28-2017.9.28 2017年 9月 28 日一、 引言（简要说明本次课程设计的选题、意义、设计要求、被控对象及控制范围等）1.1研究的目的、意义LED因其体积小，耗电量低，亮度及环保等优点而被广泛应用于公共场所的大屏显示上，LED点阵大屏可应用于户外广告，交通导航，大厅公告，比赛的多媒体实时显示等领域。本设计作品的用途正是在于实现大屏显示的核心功能，即汉字的显示，可实际应用于简单的显示系统中，如简单的排队叫号显示屏，电梯显示屏等。通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑，校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。1.2本设计所要做的工作为了完成该设计实现，经过考虑论证，决定分为以下几个阶段进行：(1)对课题进行全面的分析，明确系统要实现的功能，大致了解要解决的问题，制定总的设计方案；(2)根据论证设计硬件系统并画出电路图，并根据电路图在面包板上连接电路图；(3)在硬件的基础上设计软件程序；(4)利用仿真器编译软件程序，进行调试仿真；(5)把调试成功的程序利用烧入器烧入到芯片中去；(6)把固化好程序的芯片插入到实际应用系统，投入到实际使用。二、 正文（制定电气控制方案、确定控制系统的控制算法、硬件和软件设计、仿真调试等）系统构成框图LED点阵显示屏采用1个8*8共64个象素的点阵，通过LED点阵资料判断出该点阵的引脚分布，如图3.1所示。8*8的LED点阵为单色共阳模块，单点的工作电压为正向(Vf)=1.8v,正向电流(if)=8-10MA。静态点亮器件时(64点全亮)总电流为640mA。总电压为1.8v,总功率为1.15w.动态时取决于扫描频率(1/8或1/16秒),单点瞬间电流可达80-160mA点阵LED扫描法介绍点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式：(1)点扫描(2)行扫描(3)列扫描若使用第一种方式，其扫描频率必须大于16*64=1024HZ，周期小于1MS即可。若使用第二和第三种方式，则频率必须大于16*8=128HZ，周期小于7.8MS即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行(8颗LED)时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。我们把行列总线接在单片机的IO口，然后把上面分析到的扫描代码送人总线，就可以得到显示的汉字了。但是若将LED点阵的行列端口全部直接接入AT89S52单片机，单片机无法提供可以让LED点亮的电流。因此，我们在实际应用中是将LED点阵的8条行线直接接在74hc573，至于列选扫描信号则是由AT89S52单片机IO口来选择控制。汉字或字母扫描显示的基本过程是这样的：通电后由于电阻R1，电容C1的作用，使单片机的RST复位脚电平先高后低，从而达到复位；之后，在C2，C3，X1以及单片机内部时钟电路的作用下，单片机AT89S52按照设定的程序在行接口输出与内部汉字对应的代码电平送至LED点阵的行选线，同时在单片机接口输出列选扫描信号，从而选中相应的象素LED发光，并利用人眼的视觉暂留特性合成整个汉字的显示。由单片机进行处理，并将行列信号分别通过显示驱动输入点阵屏，控制点阵的显示。（1）单片机：采用AT89c52单片机芯片作为主控，控制LED点阵显示。（2）显示：采用8x8LED点阵屏显示字母。（3）显示驱动：考虑到驱动LED所需电流，采用74HC573芯片8位锁存器作行驱动芯片，AT89S52的I/O口作为列驱动。程序如下：R_CNT EQU 31HNUMB EQU 32HTCOUNT EQU 33H ORG 0000H LJMP START ORG 0BH ;定时器中断入口地址 LJMP INT_T0 ORG 0030HSTART: MOV R0,#00H ;显示的幕次（即每一幕显示的：行码起始序号）值0 MOV R_CNT,#00H ;列码序列号置0 MOV TCOUNT,#00H ;行码序列号置0 MOV TMOD,#01H MOV TH0,#(65536-5000)/256 MOV TL0,#(65536-5000)MOD 256 SETB TR0 MOV IE,#82H SJMP $/定时器中断处理函数INT_T0: MOV TH0,#(65536-5000)/256 MOV TL0,#(65536-5000)MOD 256 MOV DPTR,#TAB ;取列码表 首地址 MOV A,R_CNT MOVC A,A+DPTR MOV P3,A MOV DPTR,#NUB ;取行码表 首地址 MOV A,NUMB MOVC A,A+DPTR MOV P0,A ;输出行号 INC NUMBNEXT1: INC R_CNT MOV A,R_CNT CJNE A,#8,NEXT2 MOV R_CNT,#0 MOV NUMB,R0NEXT2: INC TCOUNT MOV A,TCOUNT CJNE A,#40,NEXT4 ;每个数字显示200ms MOV TCOUNT,#00H INC R0 ;上一幕显示行码的起始序列号+1 CJNE R0,#88,NEXT3 MOV R0,#00HNEXT3: MOV NUMB,R0 ;送新一幕显示行码的起始序列号NEXT4: RETITAB: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FH ;列值NUB: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H ;空 DB 00H,00H,3EH,41H,41H,41H,3EH,00H ;0 DB 00H,00H,00H,00H,21H,7FH,01H,00H ;1 DB 00H,00H,27H,45H,45H,45H,39H,00H ;2 DB 00H,00H,22H,49H,49H,49H,36H,00H ;3 DB 00H,00H,0CH,14H,24H,7FH,04H,00H ;4 DB 00H,00H,72H,51H,51H,51H,4EH,00H ;5 DB 00H,00H,3EH,49H,49H,49H,26H,00H ;6 DB 00H,00H,40H,40H,40H,4FH,70H,00H ;7 DB 00H,00H,36H,49H,49H,49H,36H,00H ;8 DB 00H,00H,32H,49H,49H,49H,3EH,00H ;9 DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H ;空 END完成图如下：仿真图：三、 结论（总结课程设计的心得体会，提出建议、设想、尚待解决问题等。）在这次课程设计的整个过程中，我们做了一次全面、较规范的设计练习，全面地温习了以前所学过的知识，用理论联系实际并结合单片机原理课程和解决实际问题，巩固、加深和扩展了有关单片机设计方面的知识。尤其重要的是让我们养成了科学的习惯，在设计过程中一定要注意掌握设计进度，按预定计划完成阶段性的目标，在底图设计阶段，注意设计计算与结构设计画图交替进行，采用正确的设计方法。在整个设计过程中注意对设计资料和计算数据的保存和积累，保持记录的完整性。在课程设计的实践中进行了设计基本技能的训练，掌握了查阅和使用标准、规范、手册、图册、及相关技术资料的基本技能以及计算、数据处理等方面的能力。通过对通用89C51单片机机处理器铁电存储器芯片、常用元器件的设计，掌握了一般单片机设计的程序和方法，让我们对整个单片机程序的设计，C51语言有了一个比较深的理解。还有就是增强了自身的动手能力。在这次课程设计中，我主要负责的是程序设计和单片机部件焊接。通过参考相关的程序设计，自己写出了主要的程序代码。同时将元器件正确焊接到基板上。这些都是将以前书本上讲的或是没有讲的，通过一次课程设计具体的实施，使自己的动手能力和独立设计能力真正得到锻炼，对于以后我们的发展与学习来说，都可以看作一笔不小的财富，前面还有很多需要我们去尝试。同时不能忽略的是，这一次课程设计是以小组为单位的。在这次课程设计中，我和自己的小组成员学会了密切分工配合。而这样的合作能力和团队精神在今后的学习工作中是很重要的。四、 参考文献1李光飞，楼然苗.51系列单片机设计实例M.北京航空航天大学出版社，2003,3.2韩志军，沈晋源，王振波.单片机应用系统设计入门向导与设计实例M北京：机械工业出版社，2005，1.3王幸之，钟爱琴，王雷，王闪.AT8