单片机课程方案

1、单片机应用系统设计课 题：基于 Proteus的 LED 点阵显示屏的设计与仿真姓 名：班 级：学 号：指导老师：日 期：绪论八十年代以来出现了组合型IED点阵显示器，以发光二极管为像素，它用高亮度发光二极管芯阵列组合后，环氧树脂和塑模封装而成。具有高亮度、功耗低、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。点阵显示器有单色和双色两类，可显示红，黄，绿，橙等。LED 点阵有 4X 4、4X 8、5X 7、5X 8、8X 8、16X 16、24X 24、40 X 40等多种；根据像素的数目分为等，双基色、三基色等，根据像素颜色的不同所显示的文字、图象等内容的颜色也不同，单基色点阵只能显示

2、固定色彩如红、绿、黄等单色，双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定，如红绿都亮时可显示黄色，如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间，则可实现256或更高级灰度显示，即可实现真彩色显示。图1-5 示出几种 LED点阵显示器的内部电路结构和外型规格，其它型号点阵的结构与引脚可实验获得。LED点阵显示器单块使用时，既可代替数码管显示数字，也可显示各种中西文字及符号如5 x 7点阵显示器用于显示西文字母.5X 8点阵显示器用于显示中西文， 8 x 8 点阵用于显示中文文字，也可用于图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示 器，但这类实用装置常通过微机或单片机控

3、制驱动。 LED点阵扫描驱动方案：由LED点阵显示器的内部结构可知，器件宜采用动态扫描驱动方式工作，因为LED管芯大多为高亮度型，因此某行或某列的单体LED驱动电流可选用窄脉冲，但其平均电流应 限制在20mA 内.多数点阵显示器的单体 LED的正向压降约在 2V左右.但大亮点/ 10 的 点 阵 显 示 器 单 体 LED 的 正 向 压 降 约 为 6V 。 大屏幕显示系统一般是将由多个 LED 点阵组成的小模块以搭积木的方式组合而成的，每一 个小模块都有自己的独立的控制系统，组合在一起后只要引入一个总控制器控制各模块的 命令和数据即可，这种方法既简单而且具有易展、易维修的特点。LED 点阵

4、显示系统中各模块的显示方式有静态和动态显示两种。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 时又向各列送出表示图形或文字信息的脉冲信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形 或文字信息。Proteus 最重要的特点是它能够把用户编写的应用软件作用在微处理器上并和连接在该 处理器的外围模拟器件及数字器件协同仿真,就像在真正的单片机应用系统的硬件平台上执行目标代码。支持的微控制器有 51 系列、 Microchip 的 PIC 系列、 Atmel 的 AV 系列、

5、和 ARM7/LPC2000 。 Proteus 软件使用彻底改变了传统单片机学习和开发方式，初学者可以在 没有实验硬件条件下进行仿真实验，开发者也不必经历“原理图设计、PCB 线路板制作、元件焊接、然后进行软件编程、通过仿真器对系统硬件和软件调试”过程，可以直接用 Proteus 进行电路设计和仿真运行程序，运行成功后再制作产品，缩短开发周期，节约开发 成本。汉字点阵显示电路设计制作时，显示部分由8 X 8单色LED模块拼接而成，元件引脚较多，硬件制作繁琐，应用 Proteus 进行仿真设计，极大缩短开发周期。下文用 Proteus 软件设计 16X 16 三个汉字静态显示屏。二 系统总体设

6、计方案1）硬件框图汉字点阵的控制电路采用 C51系列单片机，硬件电路可分为单片机控制器、LED显示屏行列驱动电路、LED点阵显示屏三部分，如下图所示。振荡电路 I列驱动74HC595单片机AT89C513个16X16点阵复位电路行驱动译码器系统设计硬件框图2）基本原理点阵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16X 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 X 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 6X 16LED

7、点阵模块的164-16显示数据序列汉字信息定位指针nK+1K+2K+3K+4K+5 K+6K+7站送出某一列位扫描码经两个012345e 列懈不能被点亮。该状态持续约：匚订一厂帝_二：- i.行的扫描后，也就完成了一帧画面的显示。重复上述过程不断修改ROM的地址区间的起始地址，转向下一幅画面的数滚动显示多汉字信息的原理示意图据传送和显示。如此进行，就可以在LED点阵模块上滚动显示 ROM中存储的汉字。三硬件系统设计utu3out Vu5outC133pC3R2GNDX1C2I 33pU7干SU174HC5956干SU274HC595198.2kGND|XTAL1P0.0/AD0P0.1/AD1

8、P0.2/AD2XTAL2P0.3/AD3P0.4/AD4P0.5/AD5P0.6/AD6RSTP0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9P2.2/A10PSENP2.3/A11ALEP2.4/A12EAP2.5/A13P2.6/A14P2.7/A15P1 0P3 0/RXDP1.1P3.1/TXDP1.2P3.2/INTTP1.3P3.3/INTP1.4P3.4/T0P1.5P3.5/T1P1.6P3.6/WRP1.7P3.7/RT18912345AT89C51T舊孚-:孚一 2孚孚孚一 PFFFFF16FU8232221201819A0B1C2D34E15E267891011121314

9、1574HC1542x2*3r34 45x5g*11x1113x12*14x1315x1416x1517x160x10MOQQQQ Q Q Q Q Q23456792242526232u o 2uuuu2uu511511干SU374HC595MO9u o3PCS CR|M1H干SSU474HC595012 3 45 6 77QQQQQQQQCC DHSQQ QQQQQQ QU574HC595U674HC595QQQQQ QQQQ51149uo49uo55116uuululuululrluuuuu灯6弔禅邮乍怫怫憐晌6询5闻6懈uTuu uu|u|uITIu|mm卅世卅出9x图1.1说明：16X

10、16LED静态汉字显示 作者：石长华邮箱：sch3461日期：2007 年08 月 18日硬件原理图E2, 0x84 ,DxA2, 0x44, 0x22, 0x44 .Ox2F.OxCS.Oz28, CxA0 ，028, OkAS, 0x28, 09D ,0x26, OxAS; 0xA8 ,0x28, 0K46, 0x20, 0油4 ，做做 生成字複址）生成方式 C51O 51-ASM置低显示 賈制到剪贴板按流程图完成其他剩余程序的编写，详细程序见附录。.5) 冯寿鹏 . 基于嵌入式系统的LED 信息显示技术研究 J. 现代电子技术,2005(1.6) 金炯泰，金奎焕 . 如何使用 KEIL8

11、051C 编译器 M 北京航空航天 大学出版社， 2002.7) 杨世品 . 基于 Proteus 的单片机出租车计价器的设计 . 微计算机信 息,2007.附录：#include#include unsigned char code FONT16x16332= 0x04,0x48,0x7F,0xFC,0x04,0x48,0x7F,0xF8,0x44,0x40,0x7F,0xFE,0x04,0x4 2,0x08,0x4A,0x3F,0xF4,0xD0,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,0x02,0x C0,0x0C,0x30,0x30,0x08,/ 费0x0

12、0,0x08,0x3F,0xFC,0x20,0x08,0x3F,0xF8,0x20,0x08,0x3F,0xF8,0x01,0x0 0,0x21,0x08,0x3F,0xFC,0x21,0x00,0x41,0x10,0xBF,0xF8,0x01,0x00,0x01,0x 04,0xFF,0xFE,0x00,0x00,/ 星0xEF,0xDF,0xED,0xDF,0xED,0xDF,0xDD,0xDB,0xC0,0x01,0x9D,0x7B,0x5D,0xB B,0xDD,0xBB,0xD0,0x37,0xD7,0x57,0xD7,0x57,0xD7,0x6F,0xD7,0x57,0xD0,0x

13、 57,0xD7,0xB9,0xDF,0x7B 。/ 做sbit SDI=P2A1。sbit SRCLK=P2A0。sbit RCLK=P2A2 。#define LineCtrl P1void delay(unsigned int uswhile(us-void SendByte(unsigned char datunsigned char i 。 for(i=0 。 iSRCLK=0if(dat&0x80 SDI=1。 elseSDI=0。SRCLK=1dat=datunsigned char i 。for(i=0 o iSendByte(dat32*i+1。 SendByte(dat32*