16×64LED点阵显示屏的设计（附完整proteus仿真图和源程序）

16×64LED点阵显示屏的设计(附完整proteus仿真图和源程序)
答辩记录 1、例举设计过程中遇到的问题及其解决方法(至少两例)。 答: (1)问题说明: 解决方法: (2)问题说明: 解决方法 2、教师现场提的问题记录在此(不少丁2个问题) 《单片机原理及应用》课程设计 摘要 LED电子显示屏是利川发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面 积的显示屏幕,在信息显示领域得到了广泛的应用,实现显示屏的技术也有很多 和。本文介绍了基于单片机80C51为控制器的16×64LED点阵显示屏系统的设计。 整机以美国 ATMEL公司生产的40脚单片机AT89C51为核心,介绍了以它为控制 系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。通过该芯片控制一个行驱动 器74LS154和八个列驱动器74HC595米驱动显示屏显示。该电子显示屏可以显示 各种文字或单色图像,全屏能显示4个汉字,采用16块8×8点阼LED显示模块 来组成一个16×64点阼显示模式。显示采用动态显示,使得图形或文字能够实 现静止、移入移出等多种显示方式。本文介绍了利用 Proteus7.10软件进行原 理图的绘制,利用汉字转换软件将汉字转换为将要发送给单片机的点阵数据,在 keil软件当中采用C语言编程,与 proteus进行联调,并通过仿真软件 Proteus7.10最终实现自己设想的效果,总体上系统的设计简单、显示清晰、成 本较低。 关键词:单片机;LED;点阼屏;c语言 《单片机原理及应用》课程设计 目录 摘要 设计任务 基本要求 选做 设计方案 点阵屏显示模块原理 数据传输方案 系统硬件电路的设计 单片机系统及外围电路 点阵显示屏设计 点阵显示器的扫描驱动 系统软件的设计 显示驱动程序 系统主程序 总结 参考文献 附录:总设计图 附录:总源程序 《单片机原理及应用》课程设计 设计任务 从LED材料的不断更新,灰度控制技术的发展,真彩色图像的展现:到驱动 电路的灵活、高效,控制系统技术的提高无不体现了LED行业技术的飞跃发展 另外,随着计算机的网路技术的发展,LE显示屏在网路环境下的使用情况越来 越多,在多媒体、多和显示设备组成的信息显示系统中,采用智能化网路控制, 联网控制多屏技术也在实际屮得到应用。本文讨论了利用单片机为控制信号完成 一个 点阵显示屏系统的设计。 11基本要求 设计一款能够显示不同字符的点阵广告牌; 2.设计不同的字符切换效果(如內烁,静止,平移等); 设计控制按钮,可以在不同的效果间切换; 12选做 4能够显示图形或自定义字符 5通过串行口从电脑上下载更新需显示的字符 6其他功能(创新部分) 图示例图 《单片机原理及应用》课程设计 设计方案 21点阵屏显示模块原理 四个8×8的点阵构成一个16×16的点阵,共由256个LED构成。如果LED的 阴极与行相连,而阳极与列相连,那么只要给该LED对应的行以低电平,列以高 电平,那么对应的LED就发光。 图2-1画岀了可显示一个汉字的16×16的点阵屏模块。这种模块由256个发光 LED以16×16的形式构成一个正方形模块,然后引出2列16针的引脚将内部电路 接口引出,供驱动电路使用 0200 100 fFC 200生 400g fEO 0040 0080 0100 TFFE 0100 100 0100 00 0500 0200 图2.1LED点阵显示原理图 行对应的给LED的阴极,先给第一行以低电平,如果送给16列的代码为0200, 则第一行的第7个LED被点亮,再给第二行以低电平,如果送给16列的代码为0100, 则第二行的第8个被点亮,接着给第三行以低电平,同时给列以动代码,这样 不断地进行行行的扫摧,只要速度够快,由于人的祧觉暂留作用,就不会感觉釗 明显的闪烁感。点阵上会看到一个清晰的“字”字 《单片机原理及应用》课程设计 22数据传输方案 显然,采用并行方式时,从控制电路到列驱动器的线路数量大,相应的硬件 数目多。当列数很多时,并列传输的方案是不可取的。 采用牛行传输的方法,控制电路可以只用根信号线,将列数据位一位传 往列驱动器,在硬件方面无疑是卜分经济的。但是,串行传输过程较长,数据按 顺序一位一位地输出给列驱动器,只有当一行的各列数据都以传输到位之后,这 行的各列才能并行地进行显小。这样,对于一行的显小过程就可以分解成列数 据准备(传输)和列数据显示两部分。对于串行传输方式来说,列数据准备时间 可能相当长,在行扫描周期确定的情况下留给行显示的时间就人少了,以致影响 到LED的亮度。 解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题,可以采用重叠处 理的方法。即在显示本行各列数据的同时,传送下一列数据。为了达到重叠处理 的目的,列数据的显示就需要具有所存功能。经过上述分析,就可以归纳出列驱 动器电路应具有的功能。对于列数据准备来说,它应能实现串入并处的移位功能; 对于列数据显示来说,应具有并行锁存的功能。这样,本行已准备好的数据打入 并行锁存器进行显示时,串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据,而不会影 响行的显示。图22为显示屏电路实现的结构框图 列驱动 列驱动 列驱动 列驱动 单片机控制器 行驱动 6×6LED 16×⊥6LED 16×16LED 6×6LED 点阵 点阵 点阵 点阵 图点阵显示屏系统框图 《单片机原理及应用》课程设计 系统硬件电路的设计 本系统采用 单片机作控制器。整个电路主要由单片机控制及其接 口电路、驱动显小电路、电源电路等部分纽成。为了简化显示屏电路,降低成本, 本系统在单片机部分不加字库存储器,而在机上编辑汉字和字符显示信息, 并将其转换为相应的点阵显示数据。然后通过串口送给单片机存储并进行显示处 理 使件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路 部分。 31单片机系统及外围电路 单片机采用MSC-51或其兼容系列芯片,采用24MHZ或更高频率晶振,以获 得较高的刷新频率,时期显小更稳定。单片机的串口与列动器相连,用来显小 数据。P1口低4位与行驱动器相连,送出行选信号;P1.5~P1.7口则用来发送 控制信号 MSC51单片机部分管脚说明如下: P0口:P0口为一个8位漏级开路刈向I/0口,每脚可吸收8TTL门电流。当 P凵的管脚第次写1时,被定义为高阻输入。P0能够用于外部程 序薮据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位 P1凵:P1凵是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/0凵,P1凵缓冲器能接 收输出4L门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作 输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉 的缘故。在 FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收 P2凵:P2凵为一个内部上拉电阻的8位双向I0凵,P2凵缓冲器可接收 输出4个TL门流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻 拉高,且作为输入。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将 《单片机原理及应用》课程设计 输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在 给出地址“I”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存 储器进行读写时,P2凵输出其特殊功能寄存器的内谷。P2凵在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。 P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/0口,可接收输出4个TTL 门电流。当P3凵写入“1”后,它们被内部上拉为髙电平,并用作输 入。作为输入,由亍外部下拉为低电平,P3凵将输出电流(IL)这 是由于上拉的缘故 RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电 平时间 XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2:来自反向振荡器的输出。 C F 气x1灯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 图 单片机最小系统原理图