基于单片机1616的点阵显示设计说明
基于单片机16*16的点阵显示
院系：机电工程学院
专业（班级）：电子信息工程2班
：林帅帅
学号:
指导教师：叶圣
职称：讲师
完成日期：2013年12月18日
目录
1 引言 (1)
2 设计的任务与要求 (3)
3硬件电路设计 (4)
3.1 总体设计方案 (4)
3.2 元器件描述 (5)
3.2.1 STC89c52单片机 (5)
3.2.2 74hc595寄存器的概述 (7)
3.2.4 16*16点阵显示屏幕 (8)
3.2.5 点阵显示模块 (9)
3.3 89c52应用系统部分电路 (10)
3.3.1 晶体振电路原理和概述 (10)
3.3.2 上电复位电路 (11)
3.3.3 I/O口和扩展锁存器控制点阵显示 (12)
4系统软件设计 (14)
4.1 软件设计描述 (14)
4.2 16*16点阵显示程序 (14)
5调试以及性能分析 (20)
总结 (21)
参考文献 (22)
附录A 总电路图 (23)
附录B 实物图 (24)
基于单片机的16*16点阵显示
1 引言
现代信息产业的高速发展，在我们周围LED显示屏作为现代信息化社会的一个闪亮标志。其广泛的应用在室外需要进行服务的地方，众人皆知在我们生活的领域如电信，邮政大厅，营业部，车站，机场，港口，体育场所等信息的发布，政府政策的发布，各类市场行情信息的发布和宣传等。信息广告在蓬勃发展的市场经济中起着越来越重要的作用。随着技术的不断进步，新产品层出不穷，市场竞争越来激烈，广告的重要性也就更加引发企业的关注。一个成功的企业隔离不开成功的广告，而成功的广告离不开成功的广告技术和发布手段。因此，广告的新颖性，广告的创意引起高层人士的高度重视。
在以前电子技术还不发达的时候，我们通常见到的是通过写大字报基挂横幅等来打广告，但那样很不方便，比如要更换容则要整个都要换掉，而且到了晚上就看不清，非常麻烦。所以在现代信息技术发达的社会，仅仅这样肯定是没有竞争力的，而汉字显示屏的出现，不仅可以随时更改容，而且到了晚上也特别的醒目，操作也非常的简便，成本低，从而很全有实用性，给人们带来了许多的用途与方便，基于PC 机控制的LED点阵式显示屏的发展技术也非常的快，不仅点阵数高，同时可以显示铁汉字或图形，而且清晰度非常高。还有许多的其它附加功能，又如，可以动态显示，不断的换颜色，可以翻转汉字或图形，还可以反色目前国外还有更加先进的技术，就是利用液晶显示屏，则更加清晰，但成本比较高。
当今社会在飞速发展无疑能源，健康，空间的利用，成了人们着重关注的对象。而在这个信息传递极速的社会，LED的出现给人们带来了希望之光。LED 的特色之处一是节能（直接功耗，间接耗能），二是基本无电离辐射，三提高空间利用率。而这些特色又恰好解决了上述的三种问题。然而LED点阵显示屏的特点不仅仅于此LED点阵显示屏用的是数码管，而数码管具有补助和，便宜等优点。做出来的LED点阵显示很耐用。LED点阵显示屏之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与LED显示屏本身所具有的优点分不开的。LED点阵显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度。更高耐气候性，更高的发光密谋，武冈市的发光均匀性，可靠性，全色化方向发展。
LED点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展示的广告信息烧写固化到EPROM芯片，能进行固定容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。
目前，国的LED点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的容相对较少，显示花样较单一。一般在产品出厂时，显示容就已写入显示屏控制系统中的EPROM芯片，当需要更换显示容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用围受到了限制。国的另一种LED显示屏——可编程序型LED显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示容不便的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点因此传统的LED的。
。
2 设计的任务与要求
本课程设计的16*16点阵需要32个驱动，分别为16个列驱动及16个行驱动。每个行与每个列可以选中一个发光管，共有256个发光管，采用动态驱动方式。每次显示一行后再显示下一行。本设计是利用实验仪上的16*16 LED 点阵显示器，编写显示“机电工程学院”等中文字符字符，最好能移动显示。
现在市场上各类基于LED的显示屏较多，但大部分产品为单一模式的LED 显示屏，其在显示容的更换及显示屏的重组等方面都存在不便之处。但随着信息化社会的迅速发展，LED显示屏正在向显示容丰富、信息更改方便等方面发展。因此制作一款多功能的LED广告显示屏是非常有意义。
3 硬件电路设计
3.1 总体设计方案
工作原理简述：LED点阵电路大体上可以分成单片机本身的硬件、显示驱动电路（74hc595寄存器）、控制信号电路（按键）三部分。在整个电路当中此控制电路部分相当于一个上位机，它负责控制整个电路以及相应的程序的运行以及给屏体电路部分发送命令。点阵显示屏体、以及它的各个驱动电路。由于两部分的电路在制板时可以放到一起，所以可以将其字库放到控制电路部分使用中断方式来与屏体电路部分进行数据和命令的传送。此显示电路采用扫描方式进行显示时，由两个I/O口控制点阵的行，各行的同名列共用一个列驱动器。由行译码器给出的列选通信号，从第一列开始，按顺序一次对各列进行扫描。接通的列，就在该行该列点燃相应的LED，未接通的列所对应的LED熄灭。
图1系统框图
74hc595的SRCK端接单片机P3.6口，SI 端接单片机P3.4口，RCK端
接单片机P3.5口，第一片74hc959的QH'接到第二片74hc595的SI上，第
二片74hc959的QH'接到第三片74hc595的SI上，第三片74hc959的QH'
接到第四片74hc595的SI上，如图2：
图2 74hc595电路图
3.2 元器件描述
这此课程设计主要采用单片机STC89c52为LED显示屏的控制核心，系统主要包括LED驱动模块、外部扩展锁存器74hc595。下面对各模块和器件的设计逐一进行论证阐述。
3.2.1 STC89c52单片机
STC89c52俗称单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪存存储器组合在单个芯片中，ATMEL的STC89c52是一种高效微控制器。AT89C系列单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
STC89c52单片机40个引脚按引脚功能大致可分为4个种类：电源、时钟、控制和I/O引脚。如图3所示