16×64LED點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)(附完整proteus仿真圖和源程序)
答辯記錄 1、例舉設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的問(wèn)題及其解決方法(至少兩例)。 答: (1)問(wèn)題說(shuō)明: 解決方法: (2)問(wèn)題說(shuō)明: 解決方法 2、教師現(xiàn)場(chǎng)提的問(wèn)題記錄在此(不少丁2個(gè)問(wèn)題) 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 摘要 LED電子顯示屏是利川發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成可變面 積的顯示屏幕,在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)顯示屏的技術(shù)也有很多 和。本文介紹了基于單片機(jī)80C51為控制器的16×64LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 整機(jī)以美國(guó) ATMEL公司生產(chǎn)的40腳單片機(jī)AT89C51為核心,介紹了以它為控制 系統(tǒng)的LED點(diǎn)陣電子顯示屏的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和開發(fā)過(guò)程。通過(guò)該芯片控制一個(gè)行驅(qū)動(dòng) 器74LS154和八個(gè)列驅(qū)動(dòng)器74HC595米驅(qū)動(dòng)顯示屏顯示。該電子顯示屏可以顯示 各種文字或單色圖像,全屏能顯示4個(gè)漢字,采用16塊8×8點(diǎn)阼LED顯示模塊 來(lái)組成一個(gè)16×64點(diǎn)阼顯示模式。顯示采用動(dòng)態(tài)顯示,使得圖形或文字能夠?qū)?現(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。本文介紹了利用 Proteus7.10軟件進(jìn)行原 理圖的繪制,利用漢字轉(zhuǎn)換軟件將漢字轉(zhuǎn)換為將要發(fā)送給單片機(jī)的點(diǎn)陣數(shù)據(jù),在 keil軟件當(dāng)中采用C語(yǔ)言編程,與 proteus進(jìn)行聯(lián)調(diào),并通過(guò)仿真軟件 Proteus7.10最終實(shí)現(xiàn)自己設(shè)想的效果,總體上系統(tǒng)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、顯示清晰、成 本較低。 關(guān)鍵詞:單片機(jī);LED;點(diǎn)阼屏;c語(yǔ)言 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 目錄 摘要 設(shè)計(jì)任務(wù) 基本要求 選做 設(shè)計(jì)方案 點(diǎn)陣屏顯示模塊原理 數(shù)據(jù)傳輸方案 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路 點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì) 點(diǎn)陣顯示器的掃描驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 顯示驅(qū)動(dòng)程序 系統(tǒng)主程序 總結(jié) 參考文獻(xiàn) 附錄:總設(shè)計(jì)圖 附錄:總源程序 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)任務(wù) 從LED材料的不斷更新,灰度控制技術(shù)的發(fā)展,真彩色圖像的展現(xiàn):到驅(qū)動(dòng) 電路的靈活、高效,控制系統(tǒng)技術(shù)的提高無(wú)不體現(xiàn)了LED行業(yè)技術(shù)的飛躍發(fā)展 另外,隨著計(jì)算機(jī)的網(wǎng)路技術(shù)的發(fā)展,LE顯示屏在網(wǎng)路環(huán)境下的使用情況越來(lái) 越多,在多媒體、多和顯示設(shè)備組成的信息顯示系統(tǒng)中,采用智能化網(wǎng)路控制, 聯(lián)網(wǎng)控制多屏技術(shù)也在實(shí)際屮得到應(yīng)用。本文討論了利用單片機(jī)為控制信號(hào)完成 一個(gè) 點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 11基本要求 設(shè)計(jì)一款能夠顯示不同字符的點(diǎn)陣廣告牌; 2.設(shè)計(jì)不同的字符切換效果(如內(nèi)爍,靜止,平移等); 設(shè)計(jì)控制按鈕,可以在不同的效果間切換; 12選做 4能夠顯示圖形或自定義字符 5通過(guò)串行口從電腦上下載更新需顯示的字符 6其他功能(創(chuàng)新部分) 圖示例圖 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)方案 21點(diǎn)陣屏顯示模塊原理 四個(gè)8×8的點(diǎn)陣構(gòu)成一個(gè)16×16的點(diǎn)陣,共由256個(gè)LED構(gòu)成。如果LED的 陰極與行相連,而陽(yáng)極與列相連,那么只要給該LED對(duì)應(yīng)的行以低電平,列以高 電平,那么對(duì)應(yīng)的LED就發(fā)光。 圖2-1畫岀了可顯示一個(gè)漢字的16×16的點(diǎn)陣屏模塊。這種模塊由256個(gè)發(fā)光 LED以16×16的形式構(gòu)成一個(gè)正方形模塊,然后引出2列16針的引腳將內(nèi)部電路 接口引出,供驅(qū)動(dòng)電路使用 0200 100 fFC 200生 400g fEO 0040 0080 0100 TFFE 0100 100 0100 00 0500 0200 圖2.1LED點(diǎn)陣顯示原理圖 行對(duì)應(yīng)的給LED的陰極,先給第一行以低電平,如果送給16列的代碼為0200, 則第一行的第7個(gè)LED被點(diǎn)亮,再給第二行以低電平,如果送給16列的代碼為0100, 則第二行的第8個(gè)被點(diǎn)亮,接著給第三行以低電平,同時(shí)給列以動(dòng)代碼,這樣 不斷地進(jìn)行行行的掃摧,只要速度夠快,由于人的祧覺暫留作用,就不會(huì)感覺釗 明顯的閃爍感。點(diǎn)陣上會(huì)看到一個(gè)清晰的“字”字 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 22數(shù)據(jù)傳輸方案 顯然,采用并行方式時(shí),從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大,相應(yīng)的硬件 數(shù)目多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí),并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹?采用牛行傳輸?shù)姆椒?控制電路可以只用根信號(hào)線,將列數(shù)據(jù)位一位傳 往列驅(qū)動(dòng)器,在硬件方面無(wú)疑是卜分經(jīng)濟(jì)的。但是,串行傳輸過(guò)程較長(zhǎng),數(shù)據(jù)按 順序一位一位地輸出給列驅(qū)動(dòng)器,只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢?這 行的各列才能并行地進(jìn)行顯小。這樣,對(duì)于一行的顯小過(guò)程就可以分解成列數(shù) 據(jù)準(zhǔn)備(傳輸)和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。對(duì)于串行傳輸方式來(lái)說(shuō),列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間 可能相當(dāng)長(zhǎng),在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時(shí)間就人少了,以致影響 到LED的亮度。 解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間矛盾問(wèn)題,可以采用重疊處 理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí),傳送下一列數(shù)據(jù)。為了達(dá)到重疊處理 的目的,列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。經(jīng)過(guò)上述分析,就可以歸納出列驅(qū) 動(dòng)器電路應(yīng)具有的功能。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來(lái)說(shuō),它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并處的移位功能; 對(duì)于列數(shù)據(jù)顯示來(lái)說(shuō),應(yīng)具有并行鎖存的功能。這樣,本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入 并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí),串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù),而不會(huì)影 響行的顯示。圖22為顯示屏電路實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)框圖 列驅(qū)動(dòng) 列驅(qū)動(dòng) 列驅(qū)動(dòng) 列驅(qū)動(dòng) 單片機(jī)控制器 行驅(qū)動(dòng) 6×6LED 16×⊥6LED 16×16LED 6×6LED 點(diǎn)陣 點(diǎn)陣 點(diǎn)陣 點(diǎn)陣 圖點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)框圖 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)采用 單片機(jī)作控制器。整個(gè)電路主要由單片機(jī)控制及其接 口電路、驅(qū)動(dòng)顯小電路、電源電路等部分紐成。為了簡(jiǎn)化顯示屏電路,降低成本, 本系統(tǒng)在單片機(jī)部分不加字庫(kù)存儲(chǔ)器,而在機(jī)上編輯漢字和字符顯示信息, 并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的點(diǎn)陣顯示數(shù)據(jù)。然后通過(guò)串口送給單片機(jī)存儲(chǔ)并進(jìn)行顯示處 理 使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 部分。 31單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路 單片機(jī)采用MSC-51或其兼容系列芯片,采用24MHZ或更高頻率晶振,以獲 得較高的刷新頻率,時(shí)期顯小更穩(wěn)定。單片機(jī)的串口與列動(dòng)器相連,用來(lái)顯小 數(shù)據(jù)。P1口低4位與行驅(qū)動(dòng)器相連,送出行選信號(hào);P1.5~P1.7口則用來(lái)發(fā)送 控制信號(hào) MSC51單片機(jī)部分管腳說(shuō)明如下: P0口:P0口為一個(gè)8位漏級(jí)開路刈向I/0口,每腳可吸收8TTL門電流。當(dāng) P凵的管腳第次寫1時(shí),被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程 序藪據(jù)存儲(chǔ)器,它可以被定義為數(shù)據(jù)/地址的第八位 P1凵:P1凵是一個(gè)內(nèi)部提供上拉電阻的8位雙向I/0凵,P1凵緩沖器能接 收輸出4L門電流。P1口管腳寫入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口作為第八位地址接收 P2凵:P2凵為一個(gè)內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I0凵,P2凵緩沖器可接收 輸出4個(gè)TL門流,當(dāng)P2口被寫“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 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》課程設(shè)計(jì) 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“I”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)行讀寫時(shí),P2凵輸出其特殊功能寄存器的內(nèi)谷。P2凵在 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/0口,可接收輸出4個(gè)TTL 門電流。當(dāng)P3凵寫入“1”后,它們被內(nèi)部上拉為髙電平,并用作輸 入。作為輸入,由亍外部下拉為低電平,P3凵將輸出電流(IL)這 是由于上拉的緣故 RST:復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器復(fù)位器件時(shí),要保持RST腳兩個(gè)機(jī)器周期的高電 平時(shí)間 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內(nèi)部時(shí)鐘工作電路的輸入。 XTAL2:來(lái)自反向振蕩器的輸出。 C F 氣x1燈TA P0ADD□ P0.2/AD2 36 C2 F4/D4 F0.5AD5 PO, 3JAD6 RST PO.7/A07A3t4 C3 H山A Ro 1nF P2.2A10 PSEN P2.3A|1 ALE F2.4 in P2541328 P25A1427 P27A|5 P12 3 P3. 0/RXD F10 F1.1/2E P3. ITXD P3 2/NT0F13 P13 61. 4 P34/014 P3 6R 16 PC/FD 17 B9C54 圖 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖