LED点阵方案设计

1、湖南水利水电职业技术学院单片机LED点阵方案说明书班级：09楼宇一班组号：第五组成员：刘俊、何秋勤、张丽萍、唐洪流、蔡金杰、郭雪云LED点阵屏一、设计要求及方案的确定1、 设计要求（1）利用51单片机作为微控制器，（2）通过16*16的LED点阵进行文字显示： 在16*16的点阵屏上依次显示“张”“丽”“萍”三个字，每隔5秒切换。2、 方案确定由设计要求可知，该LED点阵屏应包括：单片机、译码器、驱动、点阵屏等。 单片机选用内部具有程序储存芯片的STC89C52.译码器用74LS138。单片机译码器驱动显示屏300由设计要求可知，该LED点阵屏应包括：单片机、译码器、驱动、点阵屏等， 单片机选

2、用内部具有程序储存芯片的STC89C52.与MCS-51单片机产品兼容 、8K字节在系统可编程Flash存储器、 1000次擦写周期、全静态操作：0Hz33Hz 、三级加密程序存储器 、 32个可编程I/O口线、三个16位定时器/计数器八个中断源、全双工UART串行通道、 低功耗空闲和掉电模式 、掉电后中断可唤醒 、看门狗定时器 、双数据指针、掉电标识符。 译码器74LS138 为3 线8 线译码器，共有 54/74S138和 54/74LS138 两种线路结构型式， 其工作原理如下： 当一个选通端（E3）为高电平，另两个选通端（E1)和/(E2)）为 低电平时，可将地址端（A0、A1、A2）

3、的二进制编码在一个对应的输出端以低 电平译出。 利用 E1、E2和E3可级联扩展成 24 线译码器；若外接一个反 相器还可级联扩展成 32 线译码器。 若将选通端中的一个作为数据输入端时，74LS138还可作数据分配器。 设计要求； 用两个74S138译码器来代替一个4线16线的译码器。连接方式如下图。驱动电路 驱动电路，将译码器的内容传到显示屏上。驱动电路图如下图； 显示屏 显示部分: 显示部分是本次设计最核心的部分，对于LED16*16点阵显示有以下两种方案：方案一：静态显示，将一帧图像中的每一个二极管的状态分别用0 和1 表示,若为0 ,则表示L ED 无电流,即暗状态;若为1 则表示二

4、极管被点亮。若给每一个发光二极管一个驱动电路,一幅画面输入以后,所有L ED 的状态保持到下一幅画。对于静态显示方式方式,所需的译码驱动装置很多,引线多而复杂,成本高,且可靠性也较低。方案二：动态显示，对一幅画面进行分割,对组成画面的各部分分别显示,是动态显示方式。动态显示方式方式,可以避免静态显示的问题。但设计上如果处理不当,易造成亮度低,闪烁问题。因此合理的设计既应保证驱动电路易实现,又要保证图像稳定,无闪烁。动态显示采用多路复用技术的动态扫描显示方式, 复用的程度不是无限增加的, 因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用了人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短, 发光的亮

5、度等因素. 我们通过实验发现, 当扫描刷新频率(发光二极管的停闪频率) 为50Hz, 发光二极管导通时间1m s 时, 显示亮度较好, 无闪烁感.。 鉴于上述原因, 我们采用方案二 二、硬件设计1、单片机最小系统最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。图为STC89C52单片机的最小系统。40管脚与20管脚分别结尾电源端和地端。18与19管脚接频为12MHX的晶振来决定该系统的时钟频率。LED输入端加一个同BJT组成的驱动电路。复位端由一个47uf的电容、1K的电阻与开关组成。当开关闭合合RST维持在高电平上，此时系统停止工作。当开关断开时电容充电RST端点位降到低电平，此时系统开始工作

6、。此外第31管脚外部访问允许端(EA)接高电平，才能合单片机执行内部程序存储器中的程序 工作原理: 利用单片STC89C52单片机作为本系统的中控模块。单片机可把由74LS138读来的数据利用软件来进行处理，从而把数据传输到显示模块，实现汉字胡显示。点阵LED电子显示屏显示器为主要的显示模块，把单片机传来的数据显示出来,并且可以实现滚动显示。三、软件的设计及仿真、仿真图2、流程图 ！=0=0MAINLOOPHANG (HRAM)STRT 开始A 0A (A)+DPTRLIE1 (A)R5=16，HRMA=00H, DPTR TABDPTR DPTR+1A 00HLIE2 (A)DPTR DPT

7、R+1A 00H延时HRAM (HRAM)+1A （A）+DPTR）初始化DPTR DPTR+1R5-1=？3、 程序本程序主要由主程序与清屏、查表、送数、循环扫描、延时几个部分组成HANG EQU P1LIE0 EQU P2LIE1 EQU P0HRAM EQU 30HORG 0000HLJMP STARTORG 0030HSTART: MOV HANG ,#00H MOV LIE0 ,#0FFH MOV LIE1 ,#0FFHMAIN: MOV R0 ,#250ABC1: MOV DPTR ,#TAB1 LCALL DISPLAY DJNZ R0 ,ABC1 MOV R0 ,#250ABC

8、2: MOV DPTR ,#TAB2 LCALL DISPLAY DJNZ R0 ,ABC2 MOV R0 ,#250ABC3: MOV DPTR ,#TAB3 LCALL DISPLAY DJNZ R0 ,ABC3 LJMP MAINDISPLAY: MOV R1 ,#16 MOV HRAM ,#0EF1: MOV A ,#0 MOVC A ,A+DPTR CPL A MOV LIE0 ,A INC DPTR MOV A ,#0 MOVC A ,A+DPTR CPL A MOV LIE1 ,A MOV HANG ,HRAM LCALL DELAY MOV LIE0 ,#0FFH MOV LI

9、E1 ,#0FFH INC DPTR INC HRAM DJNZ R1 ,EF1 RETDELAY: MOV R7 ,#250MC: NOP NOP DJNZ R7 ,MC RETTAB1:DW 0090H,10BFH,1090H,0890H,0490H,029EH,2082H,7EE2H,0282H,029EH,0490H,0490H,0890H,7290H,218AH,0084HTAB2:DW 2000H,7FFFH,0000H,1000H,3F7CH,1144H,1144H,1144H,134CH,1554H,1144H,1144H,1144H,1144H,1554H,0924HTAB3

10、:DW 0220H,2220H,7FFFH,0220H,1004H,3FE8H,0201H,1252H,0A88H,2204H,7FF7H,0204H,0204H,0204H,0204H,0204HEND4、 调试过程1. 当所有的焊接完成后，利用万能表的二极管档位。测试，是否整 个电路导通。所有的连线是否正确，点阵屏是否全部亮。焊接是否到位，有没有短路的情况。虚焊问题等问题 引起显示屏不正常。2. 当所有的检测没有问题时，然后用下载线把程序下进单片机里。看显示屏是否正常显示。然后，根据不同的情况进行相应的检测。例我们刚把程序下载到单片机里时，显示屏上的字是反的。就一步步改程序。让它显示正常5

11、、 总结通过这次制作LED点阵屏的学习让我们更加了解单片机STCC的应用，巩固了焊接技术，充分发挥了组员的动手能力，让我们深刻的体会到团结的力量是无穷的。从老师告诉我们基本方案的制定时，再到制作电路焊接，最后进行程序调试。在此期间我们遇到很多困难，组员相互讨论，有些不懂的问老师。我们各自分工，相互协作，一次又一次品尝到了解决问题的喜悦,最终完成了要求的全部功能，我们学到了很多东西，最重要的是我们学会了一种精神永不放弃。还有就是做什么事都不能急。在以后的时间里面我们会用这种精神去学习。虽然在制作的过程中有过很多的问题，如焊接错误、接线错误、程序问题。但是组员都没有互相指责而是耐心的一起解决问题。当看到产品制作成