16×64LED点阵显示屏的设计(附完整proteus仿真图和源程

电气信息学院单片机技术课程设计报告课题名称LED点阵广告牌的设计专业班级学号学生姓名指导教师评分2012年6月12日至6月22日课程设计量化评分标准指导老师评语：指标分值评分要素得分方案设计20方案选择合理，分析、设计正确，原理清楚，电路、程序流程图清晰，结构合理，程序简洁、正确。设计报告20报告结构严谨，逻辑严密，论述层次清晰，语言流畅，表达准确，重点突出，报告完全符合规范化要求，用计算机打印成文。调试与结果20过程清晰，调试方案设计合理，测试点选择适当，程序编写正确，调试步骤清楚。电路及程序运行结果正确，达到预期效果。工作态度20工作量饱满程度，题目难度；工作态度，按时完成设计任务，是否独立完成等。答辩成绩20思路清晰；语言表达准确，概念清楚，论点正确；分析归纳合理，结论严谨；回答问题有理论根据，基本概念清楚。总评成绩答辩记录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（不少于2个问题）。答：《单片机原理及应用》课程设计I摘要LED电子显示屏是利用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种。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来驱动显示屏显示。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点阵LED显示模块来组成一个16×64点阵显示模式。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；点阵屏；c语言《单片机原理及应用》课程设计目录摘要...................................................................................................................I1.设计任务...............................................................................................................11.1基本要求....................................................................................................11.2选做............................................................................................................12.设计方案...............................................................................................................22.1点阵屏显示模块原理.................................................................................22.2数据传输方案............................................................................................33.系统硬件电路的设计............................................................................................43.1单片机系统及外围电路..............................................................................43.216×64点阵显示屏设计..............................................................................63.3LED点阵显示器的扫描驱动.....................................................................74.系统软件的设计.................................................................................................114.1显示驱动程序............................................................................................114.2系统主程序................................................................................................115.总结...................................................................................................................14参考文献................................................................................................................15附录1：总设计图..................................................................................................16附录2：总源程序..................................................................................................17《单片机原理及应用》课程设计11.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，LED显示屏在网路环境下的使用情况越来越多，在多媒体、多种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中得到应用。本文讨论了利用单片机为控制信号完成一个16×64LED点阵显示屏系统的设计。1.1基本要求：1.设计一款能够显示不同字符的LED点阵广告牌；2.设计不同的字符切换效果（如闪烁，静止，平移等）；3.设计控制按钮，可以在不同的效果间切换；1.2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1.1示例图《单片机原理及应用》课程设计22.设计方案2.1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画出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。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，同时给列以驱动代码，这样不断地进行行行的扫描，只要速度够快，由于人的视觉暂留作用，就不会感觉到明显的闪烁感。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32.2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。采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。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，这一行的各列才能并行地进行显示。这样，对于一行的显示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太少了，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，而不会影响本行的显示。图2-2为显示屏电路实现的结构框图。单片机控制器列驱动行驱动16×16LED点阵列驱动16×16LED点阵列驱动16×16LED点阵列驱动16×16LED点阵图2.2点阵显示屏系统框图《单片机原理及应用》课程设计43.系统硬件电路的设计本系统采用AT89C52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、驱动显示电路、电源电路等部分组成。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PC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。硬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三部分。3.1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，时期显示更稳定。单片机的串口与列驱动器相连，用来显示数据。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位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL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口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，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5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“1”时，它利用内