16×64LED點陣顯示屏的設計(附完整proteus仿真圖和源程序)
答辯記錄 1、例舉設計過程中遇到的問題及其解決方法(至少兩例)。 答: (1)問題說明: 解決方法: (2)問題說明: 解決方法 2、教師現(xiàn)場提的問題記錄在此(不少丁2個問題) 《單片機原理及應用》課程設計 摘要 LED電子顯示屏是利川發(fā)光二極管構成的點陣模塊或像素單元組成可變面 積的顯示屏幕,在信息顯示領域得到了廣泛的應用,實現(xiàn)顯示屏的技術也有很多 和。本文介紹了基于單片機80C51為控制器的16×64LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設計。 整機以美國 ATMEL公司生產的40腳單片機AT89C51為核心,介紹了以它為控制 系統(tǒng)的LED點陣電子顯示屏的動態(tài)設計和開發(fā)過程。通過該芯片控制一個行驅動 器74LS154和八個列驅動器74HC595米驅動顯示屏顯示。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個漢字,采用16塊8×8點阼LED顯示模塊 來組成一個16×64點阼顯示模式。顯示采用動態(tài)顯示,使得圖形或文字能夠實 現(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。本文介紹了利用 Proteus7.10軟件進行原 理圖的繪制,利用漢字轉換軟件將漢字轉換為將要發(fā)送給單片機的點陣數(shù)據,在 keil軟件當中采用C語言編程,與 proteus進行聯(lián)調,并通過仿真軟件 Proteus7.10最終實現(xiàn)自己設想的效果,總體上系統(tǒng)的設計簡單、顯示清晰、成 本較低。 關鍵詞:單片機;LED;點阼屏;c語言 《單片機原理及應用》課程設計 目錄 摘要 設計任務 基本要求 選做 設計方案 點陣屏顯示模塊原理 數(shù)據傳輸方案 系統(tǒng)硬件電路的設計 單片機系統(tǒng)及外圍電路 點陣顯示屏設計 點陣顯示器的掃描驅動 系統(tǒng)軟件的設計 顯示驅動程序 系統(tǒng)主程序 總結 參考文獻 附錄:總設計圖 附錄:總源程序 《單片機原理及應用》課程設計 設計任務 從LED材料的不斷更新,灰度控制技術的發(fā)展,真彩色圖像的展現(xiàn):到驅動 電路的靈活、高效,控制系統(tǒng)技術的提高無不體現(xiàn)了LED行業(yè)技術的飛躍發(fā)展 另外,隨著計算機的網路技術的發(fā)展,LE顯示屏在網路環(huán)境下的使用情況越來 越多,在多媒體、多和顯示設備組成的信息顯示系統(tǒng)中,采用智能化網路控制, 聯(lián)網控制多屏技術也在實際屮得到應用。本文討論了利用單片機為控制信號完成 一個 點陣顯示屏系統(tǒng)的設計。 11基本要求 設計一款能夠顯示不同字符的點陣廣告牌; 2.設計不同的字符切換效果(如內爍,靜止,平移等); 設計控制按鈕,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 《單片機原理及應用》課程設計 設計方案 21點陣屏顯示模塊原理 四個8×8的點陣構成一個16×16的點陣,共由256個LED構成。如果LED的 陰極與行相連,而陽極與列相連,那么只要給該LED對應的行以低電平,列以高 電平,那么對應的LED就發(fā)光。 圖2-1畫岀了可顯示一個漢字的16×16的點陣屏模塊。這種模塊由256個發(fā)光 LED以16×16的形式構成一個正方形模塊,然后引出2列16針的引腳將內部電路 接口引出,供驅動電路使用 0200 100 fFC 200生 400g fEO 0040 0080 0100 TFFE 0100 100 0100 00 0500 0200 圖2.1LED點陣顯示原理圖 行對應的給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LED被點亮,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個被點亮,接著給第三行以低電平,同時給列以動代碼,這樣 不斷地進行行行的掃摧,只要速度夠快,由于人的祧覺暫留作用,就不會感覺釗 明顯的閃爍感。點陣上會看到一個清晰的“字”字 《單片機原理及應用》課程設計 22數(shù)據傳輸方案 顯然,采用并行方式時,從控制電路到列驅動器的線路數(shù)量大,相應的硬件 數(shù)目多。當列數(shù)很多時,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線,將列數(shù)據位一位傳 往列驅動器,在硬件方面無疑是卜分經濟的。但是,串行傳輸過程較長,數(shù)據按 順序一位一位地輸出給列驅動器,只有當一行的各列數(shù)據都以傳輸?shù)轿恢?這 行的各列才能并行地進行顯小。這樣,對于一行的顯小過程就可以分解成列數(shù) 據準備(傳輸)和列數(shù)據顯示兩部分。對于串行傳輸方式來說,列數(shù)據準備時間 可能相當長,在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時間就人少了,以致影響 到LED的亮度。 解決串行傳輸中列數(shù)據準備和列數(shù)據顯示的時間矛盾問題,可以采用重疊處 理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據的同時,傳送下一列數(shù)據。為了達到重疊處理 的目的,列數(shù)據的顯示就需要具有所存功能。經過上述分析,就可以歸納出列驅 動器電路應具有的功能。對于列數(shù)據準備來說,它應能實現(xiàn)串入并處的移位功能; 對于列數(shù)據顯示來說,應具有并行鎖存的功能。這樣,本行已準備好的數(shù)據打入 并行鎖存器進行顯示時,串并移位寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據,而不會影 響行的顯示。圖22為顯示屏電路實現(xiàn)的結構框圖 列驅動 列驅動 列驅動 列驅動 單片機控制器 行驅動 6×6LED 16×⊥6LED 16×16LED 6×6LED 點陣 點陣 點陣 點陣 圖點陣顯示屏系統(tǒng)框圖 《單片機原理及應用》課程設計 系統(tǒng)硬件電路的設計 本系統(tǒng)采用 單片機作控制器。整個電路主要由單片機控制及其接 口電路、驅動顯小電路、電源電路等部分紐成。為了簡化顯示屏電路,降低成本, 本系統(tǒng)在單片機部分不加字庫存儲器,而在機上編輯漢字和字符顯示信息, 并將其轉換為相應的點陣顯示數(shù)據。然后通過串口送給單片機存儲并進行顯示處 理 使件電路大致上可以分成單片機系統(tǒng)及外圍電路、列驅動電路和行驅動電路 部分。 31單片機系統(tǒng)及外圍電路 單片機采用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,時期顯小更穩(wěn)定。單片機的串口與列動器相連,用來顯小 數(shù)據。P1口低4位與行驅動器相連,送出行選信號;P1.5~P1.7口則用來發(fā)送 控制信號 MSC51單片機部分管腳說明如下: P0口:P0口為一個8位漏級開路刈向I/0口,每腳可吸收8TTL門電流。當 P凵的管腳第次寫1時,被定義為高阻輸入。P0能夠用于外部程 序藪據存儲器,它可以被定義為數(shù)據/地址的第八位 P1凵:P1凵是一個內部提供上拉電阻的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,被內部上拉為高,可用作 輸入,P1口被外部下拉為低電平時,將輸出電流,這是由于內部上拉 的緣故。在 FLASH編程和校驗時,P1口作為第八位地址接收 P2凵:P2凵為一個內部上拉電阻的8位雙向I0凵,P2凵緩沖器可接收 輸出4個TL門流,當P2口被寫“1”時,其管腳被內部上拉電阻 拉高,且作為輸入。并因此作為輸入時,P2口的管腳被外部拉低,將 《單片機原理及應用》課程設計 輸出電流。這是由于內部上拉的緣故。P2口當用于外部程序存儲器或 16位地址外部數(shù)據存儲器進行存取時,P2口輸出地址的高八位。在 給出地址“I”時,它利用內部上拉優(yōu)勢,當對外部八位地址數(shù)據存 儲器進行讀寫時,P2凵輸出其特殊功能寄存器的內谷。P2凵在 FLASH 編程和校驗時接收高八位地址信號和控制信號。 P3口:P3口管腳是8個帶內部上拉電阻的雙向I/0口,可接收輸出4個TTL 門電流。當P3凵寫入“1”后,它們被內部上拉為髙電平,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:復位輸入。當振蕩器復位器件時,要保持RST腳兩個機器周期的高電 平時間 XTAL1:反向振蕩放大器的輸入及內部時鐘工作電路的輸入。 XTAL2:來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 單片機最小系統(tǒng)原理圖