单片机课程设计LED点阵屏滚动

1、单片机原理与接口课程设计报告题 目： 点阵led中文广告滚动专业名称：电子信息工程班 级：学 号：姓 名：2014年1月led 中文广告滚动（信息工程学院）摘要：本设计使用单片机作为主控制芯片，利用简单的外围电路来驱动32x64的点阵led显示屏。本led显示屏能够以动态扫描的方式同时显示八个16x16点阵汉字，本文详细阐述了 led动态显示的过程，以及硬件电路的设计、计算和软件的编程。关键词： 单片机；点阵；动态显示；1 设计目标模拟一个点阵led广告屏显示系统：（ 1 ）能够在该广告屏上同时显示5-6 个汉字。（ 2 ）进行20个汉字以上的循环滚动显示。（3）使用24c02类似的掉电保护芯

2、片，实现将单片机程序中广告要显示的汉字存储到掉电保 护芯片。2. 设计环境windows xp protues 7.8 3 设计原理及方案 3.1 设计原理 led 点阵显示系统中各模块的显示方式：有静态和动态显示两种。不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的 led 器件发光，就可以得到我们想要的显示结果， 这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式， 静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式。动态显示采用扫描的方式工作， 由峰值较大的窄脉冲电压驱动， 从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通， 同时又向各列送

3、出表示图形或文字信息的列数据信号， 反复循环以上操作， 就可显示各种图形或文字信息。 动态扫描显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。 将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于24 帧/秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中，因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发光单元的信号线数量, 因此在led显示技术中被广泛使用。下面以8x8的点阵来说明动态扫描，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(共阳极的接法)，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

4、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8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，就能够看到显示屏上稳定的图形了。3.2 设计方案本文主要讲述的是“ ledy车字符显示电路”，本课题的实现主要有两种方案。方案一：由数字电路来实现，由移位寄存器与锁存器对字符数据进行存储，然后并行输入到显示屏，来实现汉字的显示。方案二：由单片机编程控制来实现， 方案利用单片机控制移位寄存器和译码器，由移位寄存器和译码器送出行选和列选来控制 lew的亮灭，从而显示汉字。方案论证：不难看出，选用数字电路来实现比较复杂。因为用数字电路实现必须要有移位寄存器与锁存器对字符数据进行

5、存储，然后并行输入到显示屏， 不但如此，而且需要很大一部分的扩展电路才能实现。用数字电路实现不但大大提高成本，而且设计出的电路的灵活性差、不易调试、成本高等缺点。方案二不仅能够改进方案一设计的不灵活，还可进行 扩展。通过比较，从设计方案的优点及所设计的方便实用性，选择第二种设计方案。4硬件设计4.1 设计总体框图及介绍led 点阵总体框图如图 4-1所示，点阵电路大体上可以分成微机本身的硬件、显示驱动电路、控制信号电路三部分。控制电路部分包括一个51cu可口一些外围电路。点阵包括显示屏体、以及它的行和列的各个驱动电路。此显示电路采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，从第一行开始，按顺序依

6、次对各行进行扫描。另一方面，根据各列锁存的数据点亮相应的leq图4-1点阵显示总体框图4.2 芯片简介(1)单片机 at89c52引脚图(如图4-2)u?52l . 3日in_93口? xta.l 1pu.o/aoopo 1xad1 p0j2>ad2 xtal2pd.3/ead3p0.4ad4 p0.5wd5 pn 6zadsrstr0.7/ad7p2.0/a8 /as p2.2/a1 03s:二:二;-5z .:psenp2 .3/a11alep2.4/a12eap2.5/a.13p2 ss/a14p2.7/a1 5p1 .o/t2p3.n>rxdpd 1 /t2exp3.1 /

7、txdp1 .2p3.2/int0-.2z-1台1£l.pd .3p32ylmt1p1 .4p3.4jtopi .5p3.&txpi .6p3.6jwrp1 .7p37 病后"4xt39c52图 4-2 at89c52at89c52有四个i/o 口，每个口有8位，具有3个可编程定时器，串行口是全双工可编程串行 通信口，片内数据存储器有 256kbbram(2)移位寄存器 74ls595引脚图(如图4-3):图 4-3 74ls59574ls595是一款集电极开路输出的移位寄存器，输出端口为可控的三态输出端， 亦能串行输出控制下一级级联芯片。11脚sh_cp是数据输入

8、时钟线，上升沿有效。12脚st_cp输出存储器锁存时钟线，上升沿有效。13脚oe输出使能，低电平为输出有效。14脚ds数据线，串行输入数据，亦能串行输出数据到下一级级联芯片。4.3 硬件电路设计(1)单片机时钟和复位如图4-4所示，xtal厢xtal装有一个晶振，再接两个电容到地，形成时钟电路。接有电 容和开关实现上电复位和手动复位。傅ctalixtail2fciiwjdd口 h 断口 1不室pqsadz ，口/g ，口,蜴 0*37pqjsadsfdj9adfd.tm73epz.ifasfzifain雪z3fz3taiip2.*fa1.z13nn与河口前，工 mli*股才欣惜m-pjrrkx

9、opi.irrac11pin'titnpaet1zf,me1 *-ttf3st1p1&憧f.tio-仃图4-4时钟和复位(2)行驱动电路如图4-5所示，由p3口低四位控制译码器的四个输入端， 输出端接有十六个反相器， 因为 点阵连接形式是共阳的，将译码器输出的低电平转化为高电平。 这十六个输出接到点阵屏上， 控 制点阵十六行的显示。二3变12 a b c d ee0 12 3 4 56789012345cocotio io二 1013cioposo1171374hc1542 line。. 力 ine 1： 了 line 2： 晨 line 土 rie4： lolirie f 8

10、 line 色 4 7ne 亡 6- hne ne 9： 1 olme 心 f hgl 2 line 心 47 ng £ tne :彳211n815图4-5行驱动(3)列驱动电路如图4-6所示，接有8块74ls595,来控制点阵屏的64歹u。因为每个汉字需要 4个8*8的led 点阵，把这4个8*8的ledy车拼在一起构成一个 16*16的点阵来显示一个汉字，所以需要2个74ls595来驱动一个汉字。以下 8个来驱动4个汉字，显示在点阵屏的第一行。图的连接就是将引 脚sh cp st cp dsw单片机相接，由p2口的引脚控制，74ls595的q0q输出数据至ij点阵屏，q7用来级联

11、，接到下一块的 dslkouto 川l,居屿 *texta图4-6列驱动(4)点阵屏如图4-7所示，整块点阵屏由32个8*8的ledy车拼在一起构成一个 32*64的点阵。整块屏分成两行显示汉字，总共可以同时显示8个汉字。图4-7点阵屏(5)总电路图如图4-8所示，除上述部分电路的叙述外，现将各个电路模块合在一起。图中有两个74hc15瑾码器，输出32行来控制点阵屏的32行。总共用了 16块74ls595,图中点阵屏上方的8个是用来控制点阵屏第一行汉字的显示，点阵屏下方的8个是用来控制点阵屏第二行汉字的显示。此外还用到at24c512b用作掉电保护芯片，不过没能真正实现其功能，只是体验了这块芯

12、片的 使用，将在心得中具体讲述。“ 3 |出 i & i«av * w植b %* n hi* 1 * q3hi 1ic a 岷情 *曲 m(<icif i iih i *i11hm*山&w情*in llfllh h年* b 1出h«b b3'&jjd皿丽断濡删d喝1蜘删if 1211101u仙8即弓,匕&精酬 螂粉珊版 脑制加麟 懈制图4-8总图5软件设计5.1程序流程图本文设计的系统在目测条件下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，实现 21个文字循环滚动显示。系统主程序开始以后

13、，首先是对系统环境初始化， 然后将数据写入74ls595,之后将74ls595 中的数据输出到点阵屏的列上，接着是译码器控制行点亮，由此构成一个循环。 最后不断重复主程序的执行。主程序如图5-1所示:图5-1系统主程序流程图6调试结果本设计系统是在protues软件中仿真调试的，按照要求连接好电路图后，用keil软件生成hex文件，将它写入单片机中，点击仿真软件中的运行按钮，即可看到仿真结果。下面截有两个图来 体现动态的显示过程。分别如图6-1和图6-2所示：图6-1头显示图6-2末显示7收获和体会经过几天的努力，终于完成了一个还算可以的设计，看着自己的劳动成果，觉得还好，遗憾的就是自己做了很

14、久的掉电保护程序还是没能实现其功能，刚开始做这块时，我是根据自己以前学过at24c0羽片的知识，把掉电保护程序整合到主程序中，显示结果只有一些零散的点在循环闪动，经过调试我知道是自己把掉电程序和点阵显示程序一起执行的原因，由于at24c0羽片读写时间过长，导致点阵不能快速显示。 后来我将掉电程序单独执行，将数组中所有元素先存储进芯片，等了很久，点阵屏上才有显示，这就是在等待at24c0无片读写结束。不过不知哪里有问题，将数组存入再读出，显示到点阵屏的已不是原来的字。接着在网上查找了一些资料，没有 找到比较有用的资料，所以只好自己思考，可是没能解决，具体程序将放在文件夹中。我想说：为完成这次课程

15、设计我确实花了很多时间，为了实现系统的基本功能，我从8*8的点阵开始做起，最终扩展到 32*64。这次做点阵，由于自己以前都没学过，所以要从很基本的 东西开始学起，但是也正因为如此，从这次课程设计中也就学到了更多。这次设计让我知道了自学能力的重要性，期间遇到的许多问题，都需要自己通过百度查找 慢慢解决。我的设计有不足之处，希望老师批评指正，下次一定会做得更好。8附录源程序及说明：sbit date1=p2a0;sbit date2=p2a3;sbit clock1=p2a2;sbit shcp2=p2a4;sbit clock2=p2a5；#include <reg51.h>#in

16、clude <intrins.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int sbit shcp1=p2a1；sbit e=p1a7;uchar code tab132=0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xf f,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xf7,0xdf,0xf7,0

17、xdf,0x00,0x01,0xf6 ,0xdf,0xfe,0xef,0x00,0x01,0xfe,0xff, 0xc0,0x07,0xde,0xf7,0xc0,0x07,0xde,0xf7,0xc0 ,0x07,0xde,0xf7,0xde,0xf7,0xde,0xd 7,0xde,0xef,/*" 莆 ",0*/0xff,0xff,0xc0,0x07,0xde,0xf7,0xd e,0xf7,0xde,0xf7,0xde,0xf7,0xde,0x f7,0xc0,0x07,0xde,0xf7,0xde,0xf7,0xde,0xf7,0xd e,0xf7,0xde,0xf

18、7,0xc0,0x07,0xdf,0xf 7,0xff,0xff,/*" 田",1*/0xdd,0xf7,0xee,0xf7,0xee,0xef,0xf f,0xdf,0x80,0x01,0xbf,0xfd,0x7f,0xf b,0xe0,0x1f,0xff,0xbf,0xfe,0x7f,0x00,0x01,0xfe,0 xff,0xfe,0xff,0xfe,0xff,0xfa,0xff,0 xfd,0xff,/*" 学",2*/0xff,0xbf,0x87,0xdf,0xb4,0x01,0xa d,0xfd,0xab,0xfb,0x9e,0x07,0x

19、af,0x ff,0xb7,0xff,0xb4,0x01,0xb7,0x6f,0x97,0x6f,0xaf,0 x6f,0xbe,0xed,0xbe,0xed,0xbd,0xf1 ,0xbb,0xff,/*" 院",3*/0xef,0xbf,0xef,0xbf,0xef,0xbf,0x02 ,0x07,0xef,0xb7,0xef,0xb7,0xe3,0x37, 0xcf,0xb7,0x2f,0x55,0xef,0x55,0xae,0xf9,0xdd, 0xfd,0xff,0xff,0xb7,0x77,0xbb,0xbb ,0x7b,0xbb,/*" 热"

20、;,4*/7,0xdb,0xe0,0xdb,0xde,0xdb,0xae,0 xdb,0xf5,0xdb,0xfb,0xfb,0xf7,0xeb,0xcf,0xf7,0x3f, 0xff,0xdb,0x77,0xdd,0xbb,0xbd,0xb b,0x7f,0xfb,/*" 烈",5*/0xff,0x7f,0xff,0x7f,0x03,0x7f,0xfb, 0x03,0xfa,0xfb,0xb6,0xf7,0xd5,0xbf ,0xeb,0xbf,0xef,0xbf,0xd7,0x5f,0xdb,0x5f,0xba ,0xef,0x7e,0xef,0xfd,0xf7,0x

21、fb,0xf b,0xf7,0xfd,/*" 欢",6*/0xff,0xff,0xdf,0x7f,0xec,0xc3,0xe d,0xdb,0xfd,0xdb,0xfd,0xdb,0x0d, 0xdb,0xed,0xdb,0xed,0xdb,0xed,0x4b,0xec,0xd7,0x ed,0xdf,0xef,0xdf,0xd7,0xdf,0xb8,0 x01,0xff,0xff,/*" 迎 ",7*/0xf6,0xff,0xf6,0xff,0xee,0x03,0xc d,0xfb,0xab,0xb7,0x66,0xaf,0xee,0x b7,0xed

22、,0xbb,0xeb,0xbb,0xee,0xbf,0xef,0x7f,0xf d,0xff,0xae,0xfb,0xae,0xed,0x6f,0x ed,0xf0,0x0f,/*" 您 ",8*/0xff,0xff,0xef,0xff,0xef,0xff,0xef, 0xff,0xef,0xff,0xef,0xff,0xef,0xff,0 xef,0xff,0xef,0xff,0xef,0xff,0xff,0xff,0xff,0 xff,0xef,0xff,0xef,0xff,0xff,0xff,0x ff,0xff,/*" ！ ",9*/0xff,0

23、xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0x ff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff, 0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xf f,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff;uchar code tab232=0xff,0xfb,0x80,0x7b,0xf7,0xdb,0xf0xff,0xff,0xff,0xff,0xf3,0xff,0xfb, 0xef,0xfe,0x07,0xfe,0xef,0xc2,0xef, 0xf7,0x1f,0xf7,0x5f,

24、0xe3,0x5f,0xd6,0xbf,0xb5, 0xbd,0xf3,0xc1,0xf7,0xff,0xff,0xff, 0xff,0xff,/*" 祝 ",0*/0xff,0xff,0xff,0xff,0xf4,0x1f,0xf3, 0x7f,0xf6,0xc7,0xf5,0x2f,0xf4,0x2f,0 xed,0x8f,0xee,0x3f,0xeb,0xb7,0xdb,0x7f,0xd3 ,0x73,0xb5,0x9f,0xf6,0x6f,0xff,0x8f,0 xff,0xff,/*" 愿 ",1*/0xfe,0xff,0xfe,0xff,0x

25、fe,0xff,0xfe ,0xff,0xfe,0xff,0xfe,0xff,0xfd,0x7f, 0xfd,0x7f,0xfb,0xbf,0xfb,0xbf,0xf7,0xdf,0xf7 ,0xdf,0xef,0xef,0xdf,0xf7,0xbf,0xfb ,0x7f,0xfd,/*" 人 ",2*/0xfe,0xff,0xfe,0xff,0xfe,0xff,0xfe ,0xff,0xfe,0xff,0xfe,0xff,0xfd,0x7f, 0xfd,0x7f,0xfb,0xbf,0xfb,0xbf,0xf7,0xdf,0xf7 ,0xdf,0xef,0xef,0xdf

26、,0xf7,0xbf,0xfb ,0x7f,0xfd,/*" 人 ",3*/0xef,0xff,0xe0,0x03,0xdf,0xff,0xdf ,0xff,0xa0,0x0f,0x6f,0xef,0xed,0xef, 0xee,0xef,0x00,0x01,0xdf,0xef,0xdd,0xef,0xde ,0xef,0xc0,0x03,0xff,0xef,0xff,0x5f, 0xff,0xbf,/*" 每",4*/0xff,0xff,0xc0,0x07,0xfe,0xff,0xfe ,0xff,0xfe,0xff,0xfe,0xff,0x00,0x

27、01, 0xfe,0xff,0xfd,0x7f,0xfd,0x7f,0xfb,0xbf,0xfb ,0xbf,0xf7,0xdf,0xef,0xef,0xdf,0xf7 ,0x3f,0xf9,/*" 天",5*/0xf7,0xff,0xf7,0x41,0x81,0x5d,0xf6,0xdb,0xf5,0xdb,0x00,0x17,0xf7,0xd b,0xef,0xdb,0xc0,0xdd,0x9e,0xdd,0x5e,0xdd,0x c0,0xcb,0xde,0xd7,0xde,0xdf,0xc0, 0xdf,0xde,0xdf,/*" 都 ",6*/

28、0xfe,0xff,0x80,0x03,0xfe,0xff,0xc0 ,0x07,0xff,0xff,0xc0,0x07,0xdf,0xf7, 0xc0,0x07,0xf7,0xdf,0x00,0x01,0xff,0xff,0xc0,0 x07,0xdf,0xf7,0xdf,0xf7,0xc0,0x07,0 xdf,0xf7,/*" 喜",7*/0xef,0xbf,0xef,0xbf,0xc0,0x81,0xd 7,0x6f,0xba,0xf7,0x7f,0x0f,0xc0,0xf f,0xfe,0xff,0xfe,0xff,0x00,0x01,0xfe,0xff,0xfd

29、, 0x7f,0xfb,0xbf,0xf7,0xdf,0xcf,0xe7, 0x3f,0xf9,/*" 笑",8*/0xef,0xff,0xf7,0x01,0x80,0xef,0xdd ,0xdf,0xeb,0x83,0x80,0xbb,0xbb,0xa b,0xb7,0xab,0xad,0xab,0xbb,0xab,0xb7,0xab,0x ae,0xab,0xbd,0xd7,0xbb,0xdb,0x77 ,0xbd,0xcf,0x7d,/*" 颜",9*/0xff,0xff,0x80,0x03,0xf7,0xdf,0xf7, 0xdf,0xf7,0x

30、df,0xf7,0xdf,0xf7,0xdf, 0x00,0x01,0xf7,0xdf,0xf7,0xdf,0xf7,0xdf,0xf7, 0xdf,0xef,0xdf,0xef,0xdf,0xdf,0xdf ,0xbf,0xdf,/*" 开",10*/0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xf3, 0xff,0xf3,0xff,0xf3,0xff,0xf3,0xff,0 xf3,0xff,0xf7,0xff,0xf7,0xff,0xff,0xff,0xff,0 xff,0xf3,0xff,0xf3,0xff,0xff,0xff,0x ff,0xff/*" ！ ",11*/;void de