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 系統的LED點陣電子顯示屏的動態設計和開發過程。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。顯示采用動態顯示,使得圖形或文字能夠實 現靜止、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送給單片機的點陣數據,在 keil軟件當中采用C語言編程,與 proteus進行聯調,并通過仿真軟件 Proteus7.10最終實現自己設想的效果,總體上系統的設計簡單、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 數據傳輸方案 系統硬件電路的設計 單片機系統及外圍電路 點陣顯示屏設計 點陣顯示器的掃描驅動 系統軟件的設計 顯示驅動程序 系統主程序 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,灰度控制技術的發展,真彩色圖像的展現:到驅動 電路的靈活、高效,控制系統技術的提高無不體現了LED行業技術的飛躍發展 另外,隨著計算機的網路技術的發展,LE顯示屏在網路環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中,采用智能化網路控制, 聯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量大,相應的硬件 數目多。當列數很多時,并列傳輸的方案是不可取的。 采用牛行傳輸的方法,控制電路可以只用根信號線,將列數據位一位傳 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據都以傳輸到位之后,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 據準備(傳輸)和列數據顯示兩部分。對于串行傳輸方式來說,列數據準備時間 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據準備和列數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據的同時,傳送下一列數據。為了達到重疊處理 的目的,列數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。對于列數據準備來說,它應能實現串入并處的移位功能; 對于列數據顯示來說,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據,而不會影 響行的顯示。圖22為顯示屏電路實現的結構框圖 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 圖點陣顯示屏系統框圖 《單片機原理及應用》課程設計 系統硬件電路的設計 本系統采用 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及外圍電路、列驅動電路和行驅動電路 部分。 31單片機系統及外圍電路 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,時期顯小更穩定。單片機的串口與列動器相連,用來顯小 數據。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,它利用內部上拉優勢,當對外部八位地址數據存 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 單片機最小系統原理圖