基于ATC單片機(jī)的x點(diǎn)陣LED顯示器設(shè)計(jì)

1、 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告書(shū) 題目：16x16LED點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì) 姓 名： 班 級(jí)：電氣普招1班 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 時(shí) 間：2014-12-26目錄摘要 1第1章 引言 21.1 LED及LED顯示屏 21.2 功能要求 2第2章 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì) 32.1 AT89C51的原理及說(shuō)明 32.2 顯示屏總體設(shè)計(jì)方案 42.3 列驅(qū)動(dòng)電路 42.4 行驅(qū)動(dòng)部分 5第 3 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 63.1軟件設(shè)計(jì)流程圖 63.2系統(tǒng)硬件原理圖63.3系統(tǒng)程序 7第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試 16第5章 設(shè)計(jì)心得 16參考文獻(xiàn) 16摘要本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單單片機(jī)AT89C51作為主控制模塊，利用簡(jiǎn)單的

2、外圍電路來(lái)驅(qū)動(dòng)16×16的點(diǎn)陣LED顯示屏。在本設(shè)計(jì)中主要用兩個(gè)74HC595來(lái)驅(qū)動(dòng)16×16點(diǎn)陣顯示屏的列，用AT89C51來(lái)驅(qū)動(dòng)16×16點(diǎn)陣顯示屏的行，可以最終實(shí)現(xiàn)“十六乘十六點(diǎn)陣可調(diào)速顯示屏設(shè)計(jì)” 十五個(gè)漢字的自動(dòng)左移，而且它們的“進(jìn)”和“出”是以滾動(dòng)形式設(shè)計(jì)的。也就是說(shuō)，硬件電路大致上可以分成單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動(dòng)電路和行驅(qū)動(dòng)電路三部分。從而可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)室內(nèi)用的16×16點(diǎn)陣LED圖文顯示屏，在目測(cè)條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_，圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。最后，利用

3、燒錄器可以很方便的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)等外圍存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，并能利用軟件方便的進(jìn)行顯示內(nèi)容的多樣變化，另一方面，LED點(diǎn)陣顯示屏作為一種新興的顯示器件,是由多個(gè)獨(dú)立的LED發(fā)光二極管封裝而成。進(jìn)行了單片機(jī)AT89C51的軟件仿真并成功完成了仿真驗(yàn)證。結(jié)果表明包括系統(tǒng)具體的硬件設(shè)計(jì)方案,軟件流程圖和部分C語(yǔ)言程序等方面。具有在負(fù)載范圍內(nèi), 只需通過(guò)簡(jiǎn)單的級(jí)連就可以對(duì)顯示屏進(jìn)行擴(kuò)展,是一種成本低廉的圖文顯示方案意義。它在實(shí)際生活中具有廣泛的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)、16*16點(diǎn)陣、滾動(dòng)顯示 第1章 引言1.1 LED及LED顯示屏LED顯示屏是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖

4、形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫(huà)、錄像、電視、VCD節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。LED顯示屏顯示畫(huà)面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫(huà)，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車(chē)站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣(mài)行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。它的優(yōu)點(diǎn)：亮度高、工作電壓低、功耗小、微型化、易與集成電路匹配、驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)、耐沖擊、性能穩(wěn)定。1.2 功能要求設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)用16×16點(diǎn)陣LED圖文顯示

5、屏，要求在目測(cè)條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_，圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。第2章 系統(tǒng)總體方案及硬件設(shè)計(jì)2.1 AT89C51的原理及說(shuō)明（1）AT89C51簡(jiǎn)介AT89C51是美國(guó)Intel公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CHMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含4k bytes的可反復(fù)擦寫(xiě)的只讀程序存儲(chǔ)器（PEROM）和藹可親128 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），器件采用Intel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)，片內(nèi)置通用4位中央處理器（CPU）和Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大AT89C51單片機(jī)適合于許多較為復(fù)雜控制應(yīng)用場(chǎng)合

6、。AT89C51引腳圖（2）AT89C51單片機(jī)P口的特點(diǎn)：P0口：P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開(kāi)路雙向I/O口，每腳可吸收8TTL門(mén)電流。當(dāng)P1口的管腳第一次寫(xiě)1時(shí)，被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程序數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位。在FIASH編程時(shí)，P0 口作為原碼輸入口，當(dāng)FIASH進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，P0輸出原碼，此時(shí)P0外部必須被拉高。P1口：P1口是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/O口，P1口緩沖器能接收輸出4TTL門(mén)電流。P1口管腳寫(xiě)入1后，被內(nèi)部上拉為高，可用作輸入，P1口被外部下拉為低電平時(shí)，將輸出電流，這是由于內(nèi)部上拉的緣故。在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)，P1口作為第八位地

7、址接收。   P2口：P2口為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2口緩沖器可接收，輸出4個(gè)TTL門(mén)電流，當(dāng)P2口被寫(xiě)“1”時(shí)，其管腳被內(nèi)部上拉電阻拉高，且作為輸入。并因此作為輸入時(shí)，P2口的管腳被外部拉低，將輸出電流。這是由于內(nèi)部上拉的緣故。P2口當(dāng)用于外部程序存儲(chǔ)器或16位地址外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行存取時(shí)，P2口輸出地址的高八位。在給出地址“1”時(shí)，它利用內(nèi)部上拉優(yōu)勢(shì)，當(dāng)對(duì)外部八位地址數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，P2口輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)容。P2口在FLASH編程和校驗(yàn)時(shí)接收高八位地址信號(hào)和控制信號(hào)。  P3口：P3口管腳是8個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的雙向I/O

8、口，可接收輸出4個(gè)TTL門(mén)電流。當(dāng)P3口寫(xiě)入“1”后，它們被內(nèi)部上拉為高電平，并用作輸入。作為輸入，由于外部下拉為低電平，P3口將輸出電流（ILL）這是由于上拉的緣故。2.2 顯示屏總體設(shè)計(jì)方案 列驅(qū)動(dòng)器 單片機(jī) 行驅(qū)動(dòng)器LED顯示點(diǎn)陣2.3 列驅(qū)動(dòng)電路列驅(qū)動(dòng)電路有集成電路74HC595構(gòu)成。它具有一個(gè)8位串入并出的移位寄存器和一個(gè)8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，既達(dá)到重疊處理的目的。74HC595的外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示。它的輸入側(cè)有8個(gè)串行移位寄存器，每個(gè)移位寄存器的輸出都連接一個(gè)輸出鎖存器。引腳SI是

9、串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SCK是移位寄存器的移位時(shí)鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個(gè)數(shù)據(jù)打入最低位。移位后的各位信號(hào)出現(xiàn)在各移位寄存器的輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。RCK是輸出鎖存器的打入信號(hào)，其上升沿將移位寄存器的輸出打入輸出鎖存器。引腳G是輸出三態(tài)門(mén)的開(kāi)放信號(hào)，只有當(dāng)其為低時(shí)鎖存器的輸出才開(kāi)放，否則為高組態(tài)。SCLR信號(hào)是移位寄存器清零輸入端，當(dāng)其為低時(shí)移位寄存器的輸出全部為零。由于SCK和RCK兩個(gè)信號(hào)是互相獨(dú)立的，所以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。芯片的輸出端為QAQH，最高位QH可作為多片74HC595級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí)，向上一級(jí)的級(jí)聯(lián)輸出。但因?yàn)镼H受輸出鎖存器的打

10、入控制，所以還從輸出鎖存器前引出QH，作為與移位寄存器完全同步的級(jí)聯(lián)輸出。2.4 行驅(qū)動(dòng)器由于4點(diǎn)陣顯示器有16行，為充分利用單片機(jī)的接口，本電路中運(yùn)用了單片機(jī)AT89C51的P1口和P2口，其輸入是一個(gè)16進(jìn)制碼，解碼輸出為低態(tài)掃描信號(hào)，單片機(jī)P1口和P2口輸出生產(chǎn)16條行選通訊信號(hào)線(xiàn)，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的線(xiàn)。雙列直插封裝第 3 章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì)及軟件編輯3.1軟件設(shè)計(jì)流程圖系統(tǒng)初始化“滾動(dòng)出”顯示效果“加速”顯示效果“減速”顯示效果“默認(rèn)”顯示效果開(kāi)始圖4-2系統(tǒng)主程序流程圖定時(shí)器賦初值讀取行號(hào)并增1送新行顯示數(shù)據(jù)消隱切換顯示數(shù)據(jù)送新行號(hào)、打開(kāi)顯示進(jìn)入中斷退出中斷圖4-1顯示驅(qū)動(dòng)程

11、序流程圖3.2系統(tǒng)硬件原理圖單片機(jī)采用89C51或其兼容系列的芯片，采用24M或更高頻率的晶振，以獲得較高的刷新頻率，使顯示更穩(wěn)定。單片機(jī)的串口與列驅(qū)動(dòng)器相連，用來(lái)送顯示數(shù)據(jù)。P1口與P2口為行驅(qū)動(dòng)器，送出行信號(hào)；P3.5P3.7口則用來(lái)發(fā)送控制信號(hào)。P0口空著，在有必要時(shí)可以擴(kuò)展系統(tǒng)的ROM和RAM。16×16點(diǎn)陣顯示屏的硬件原理圖如圖3-1圖3-1 16×16點(diǎn)陣顯示屏硬件原理圖3.3系統(tǒng)程序#include <reg51.h>sbit SI=P10; sbit SCK=P11; sbit RCK=P12; unsigned char dis132,dis2

12、32 ;unsigned char i,j,k; unsigned char code H_S8 =0x80,0x40,0x20,0x10,0x08,0x04,0x02,0x01;unsigned char code L_S32=0xFF,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x3F,0xFE,0xBF,0xFD,0xDF,0xFB,0xEF,0xE4,0x17,0x8F,0x7B,0xFF,0x1F,0xFC,0x7F,0xFB,0x5F,0xFD,0x7F,0xFF,0x0F,0xE0,0xF7,0xFF,0xFF,0xFF，0xFF,0xFF,0xDF,0xFF,0x9F,

13、0xF6,0xDF,0xF6,0xEF,0xF8,0xD7,0xFE,0x1B,0xEE,0xDF,0xE1,0x5F,0xFE,0x7F,0xCF,0x03,0xF0,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0xFF,0xFF，0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x83,0xCF,0xB7,0xD0,0xD7,0xED,0xC7,0xED,0xC7,0xF1,0xD7,0xFF,0x97,0xE9,0xC1,0xDD,0xDF,0x9E,0x5F,0xBF,0xDF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,

14、0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFE,0xFF,0xFD,0xBF,0xFD,0xBF,0xFD,0xBF,0xED,0xB7,0xE5,0xA7,0xF5,0xAF,0xF9,0xBF,0xFD,0xBF,0xFD,0x3F,0x80,0xC3,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xEF,0xFF,0xDF,0xFB,0xDF,0xFB,0xEF,0xE3,0x9F,0xF8,0xE3,0xFD,0xAF,0xF5,0x5F,0xF0,0x67,0xF7,0xE9,0xF8,0xEF,0xFB,0xEF,0xF5,0x2F,0x8E,0xFF,

15、0xFF,0xFF,0xFF，0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x3F,0xFF,0x7F,0xF3,0xBF,0xFF,0xBF,0xF9,0x0F,0xFE,0x3F,0xFF,0x9F,0xFE,0xAF,0xFD,0xB7,0xF3,0xBB,0xC7,0xBD,0xFF,0xBF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF3,0x5F,0xFB,0xDF,0xFD,0xFF,0xED,0x0F,0x82,0xF3,0xEE,0x1B,0xFC,0x7F,0xFF,0xFF,0xC0,0x03,0xFE,0xFF,0xFE,0xFF,

16、0xFE,0xFF,0xFE,0x3F,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFC,0xC3,0xFD,0xEB,0xE1,0x6B,0xFE,0xAB,0xFB,0x4B,0xFC,0xDB,0xF3,0x3B,0xFC,0xFB,0xFC,0x7B,0xFD,0xBB,0xDD,0xDB,0x83,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xDF,0xF9,0xEF,0xFB,0xEF,0xDF,0x37,0xE0,0xF7,0xFF,0xEB,0xF8,0xED,0xFF,0xEF,0xF8,0xEF,

17、0xF7,0x6F,0xE8,0x6F,0xF7,0xEF,0xE0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0x7F,0xFF,0xBF,0xFF,0xDF,0xFD,0x1F,0xF8,0x5F,0xFB,0x9F,0xFD,0x1F,0xFD,0xDF,0xFC,0x1F,0xFD,0x7F,0x8E,0xFB,0xFE,0xDB,0xF7,0xBB,0xE7,0x7F,0xF0,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF3,0x0F,0xFC,0xFF,0xFE,0xFF,0xFE,0xFF,0xFE,0xFF,

18、0xFE,0x7F,0xFF,0x7F,0xFF,0x7F,0x81,0x81,0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xBF,0xEF,0xDF,0xC0,0xCF,0xED,0xDF,0xE5,0xC7,0xFB,0xE9,0xEF,0x97,0xF1,0xA7,0xFB,0xDB,0xF0,0xDD,0xFB,0xDF,0x83,0x2F,0xFC,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xF3,0x5F,0xFB,0xDF,0xFD,0xFF,0xED,0x0F,0x82,0xF3,

19、0xEE,0x1B,0xFC,0x7F,0xFF,0xFF,0xC0,0x03,0xFE,0xFF,0xFE,0xFF,0xFE,0xFF,0xFE,0x3F,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,0xFC,0xC3,0xFD,0xEB,0xE1,0x6B,0xFE,0xAB,0xFB,0x4B,0xFC,0xDB,0xF3,0x3B,0xFC,0xFB,0xFC,0x7B,0xFD,0xBB,0xDD,0xDB,0x83,0xFF,0xFF,0xFF,0xFF,;void Delay (unsigned char a)unsigned char b,

20、c;for (b=a;b>0;b-)for (c=110;c>0;c-);void Input(unsigned char a)unsigned char b;SCK=0;RCK=0;for (b=8;b>0;b-)a=a<<1;SI=CY;SCK=1;SCK=0;void Display() for (i=0,j=0;i<16;i+) if (i<8)Input(H_Sj);Input(0x00);else Input(0x00);Input(H_Sj);j+;if(j=8)j=0;Input(dis12*i+1);Input(dis12*i);RC

21、K=1;Delay(3); void Now_dis(unsigned char *p,unsigned char *p1)unsigned char a;for (a=0;a<16;a+) pa*2=p1a*2; pa*2+1=p1a*2+1;void V_Move(unsigned char e, unsigned char g,unsigned char *p1) unsigned char a,b,c,d=0,f=31;for (a=0;a<16;a+)if(g=1)for (b=0;b<30;b+)dis1b=dis1b+2;if(p1=0) dis130=0xff

22、; dis131=0xff;else dis130=p1d+; dis131=p1d+;for (c=e;c>0;c-) Display(); else for (b=29;b>0;b-)dis1b+2=dis1b;dis12=dis10;if(p1=0) dis11=0xff; dis10=0xff;else dis11=p1f-;dis10=p1f-;for (c=e;c>0;c-) Display(); void RL_Move(unsigned char a,unsigned char b,unsigned char *p)unsigned char i,j,k,c;

23、for (i=0;i<16;i+)if(p=0)dis22*i=0xff;dis22*i+1=0xff;else dis22*i=p2*i;dis22*i+1=p2*i+1;if(b=1)for (k=0;k<16;k+)for(i=0;i<16;i+)dis1i*2+1=dis1i*2+1<<1;dis1i*2=dis1i*2<<1;if (CY=1)dis1i*2+1=dis1i*2+1|0x01;dis2i*2+1=dis2i*2+1<<1;if (CY=1)dis1i*2=dis1i*2|0x01;dis2i*2=dis2i*2&l

24、t;<1;if (CY=1)dis2i*2+1=dis2i*2+1|0x01;for (j=a;j>0;j-)Display();else for (k=0;k<16;k+)for(i=0;i<16;i+)dis1i*2=dis1i*2>>1;c=dis1i*2+1&0x01;dis1i*2+1=dis1i*2+1>>1;if (c)dis1i*2=dis1i*2|0x80;c=dis2i*2&0x01;dis2i*2=dis2i*2>>1;if (c)dis1i*2+1=dis1i*2+1|0x80;c=dis2i*

25、2+1&0x01;dis2i*2+1=dis2i*2+1>>1;if (c)dis2i*2=dis2i*2|0x80;for (j=a;j>0;j-)Display();void main ()while (1)Now_dis(dis1,L_S0);V_Move(10,1,L_S1);V_Move(10,1,L_S2);V_Move(10,0,L_S3);V_Move(10,1,L_S4);V_Move(10,0,L_S5);V_Move(10,1,L_S6);V_Move(10,1,L_S7);V_Move(10,0,L_S8);V_Move(10,1,L_S9);V_Move(10,0,L_S10);V_Move(10,1,L_S11);V_Move(10,