LED点阵显示屏设计__单片机_课程设计
单片机课程设计16×16led点阵显示

16×16LED点阵显示摘要单片微型计算机(single chip microcomputer)简称单片机,它是为各类专用控制器而设计的通用或专用微型计算机系统,高密度集成了普通计算机微处理器,一定容量的RAM和ROM以及输入/输出接口,定时器等电路于一块芯片上构成的。
单片机自20世纪70年代问世以来,以极其高的性价比受到人们的重视和关注,所以应用很广,发展很快。
单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。
在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字,汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器,广告屏等。
所以研究LED显示有实用的意义。
LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。
本设计是4个16×16点阵LED电子显示屏的设计。
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 x 8点阵LED显示模块来组成4个16x16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。
文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计,以及使用说明等。
关键词:AT89C51单片机 LED 16*16点阵显示动态显示目录第一章绪论 (1)1.1 设计课题背景知识 (1)1.2 问题提出 (3)1.3 LED显示屏的发展 (4)第二章功能要求及方案论证 (6)2.1 功能要求 (6)2.1 功能要求 (6)第三章系统电路的设计 (9)3.1 设计框图及介绍 (9)3.2 51系列单片机简介 (9)3.3 单片机最小应用系统电路设计 (13)3.4 LED点阵介绍 (14)3.5 LED显示方式 (14)3.6 点阵的移动 (17)3.7 点阵的颜色 (21)3.8 LED阵列驱动电路 (21)3.9 单片机延时子程序 (22)第四章系统程序的设计 (24)4.1 显示驱动程序 (24)4.2 系统主程序 (25)第五章调试及性能分析 (32)5.1 开发环境介绍 (32)5.2 理论性能分析 (32)5.3 系统调试 (33)第六章总结 (34)致谢 (35)附录 (36)一. 程序代码 (36)系统主程序 (37)二.主要芯片介绍 (42)三.点阵左移显示的流程图 (46)四.元件清单 (47)五.参考文献 (47)六.仿真电路图 (48)第一章绪论1.1 设计课题背景知识单片微型计算机(single chip microcomputer)简称单片机,它是为各类专用控制器而设计的通用或专用微型计算机系统,高密度集成了普通计算机微处理器,一定容量的RAM和ROM以及输入/输出接口,定时器等电路于一块芯片上构成的。
基于单片机的LED点阵显示屏的设计

基于单片机的LED点阵显示屏的设计LED点阵显示屏是一种常见的显示设备,它通过控制各个LED的亮灭来显示文字、图形或动画。
在这篇文章中,我们将介绍基于单片机的LED 点阵显示屏的设计。
一、设计目标设计一个基于单片机的LED点阵显示屏,使其能够显示各种文字、图形和动画。
同时,要求显示屏的显示效果清晰、稳定,能够满足日常使用的需求。
二、设计方案1.硬件设计(1)点阵屏:选择合适的点阵屏作为显示屏的输出设备。
点阵屏的种类有很多,常见的有8x8、16x16和32x32等不同尺寸的点阵屏。
根据实际需求选择合适的尺寸。
(2)单片机:选择一块适合的单片机作为控制器。
单片机的选择需要考虑其计算能力、扩展性和易用性等因素。
(3)扩展模块:根据需要,可以选择添加一些额外的扩展模块,如按键模块、声音模块等,以增加显示屏的功能。
(4)电源模块:为显示屏提供稳定的电源,以保证其正常工作。
2.软件设计(1)驱动程序:编写驱动程序,通过单片机控制各个LED的亮灭。
根据点阵屏的不同类型,编写相应的驱动程序。
(2)显示程序:编写显示程序,将要显示的文字、图形或动画转换成相应的点阵数据,然后通过驱动程序显示在点阵屏上。
(3)用户界面:设计一个用户界面,使用户能够方便地输入要显示的文字、选择图形或动画等,然后通过单片机控制显示屏显示出来。
三、实施步骤1.硬件部分(1)按照设计方案选择合适的点阵屏、单片机和扩展模块,并连接它们。
(2)根据点阵屏的引脚定义,设计相应的电路板,并进行制作。
(3)将单片机和扩展模块焊接到电路板上,并连接好相应的引脚。
(4)连接电源模块,为整个系统提供电源。
2.软件部分(1)根据点阵屏的类型,编写相应的驱动程序。
(2)编写显示程序,将要显示的文字、图形或动画转换成点阵数据。
(3)设计用户界面,编写相应的程序,将用户输入的内容转换成可显示的数据。
(4)将驱动程序、显示程序和用户界面程序上传到单片机。
四、测试与调试完成硬件和软件的设计后,进行测试与调试。
单片机课程思政教学设计与实践——以LED点阵显示器为例

科技创新科技视界Science &Technology Vision科技视界0引言,,[1]。
2016,,“,”。
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,LED 、LED 、LED ,,。
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1思政元素的凝练1.1充分利用显示器的显示功能,传播正能量信息LED ,。
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1.2归纳现代单片机显示器的发展过程,联系思政理论知识,,LED ,LED ,LED 。
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2教学设计2.1教学目标(1)。
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2.2以爱国主义元素引出课程内容,70,LED “”“”,,LED 。
单片机课程思政教学设计与实践———LED 仝军令司卓印梁斌(中国矿业大学徐海学院,江苏徐州221008)【摘要】充分利用显示器的显示功能,将爱国主义、社会主义核心价值观等信息融入教学内容。
在讲解LED 点阵显示器工作原理的基础上,从历史的角度出发,归纳现代单片机显示器的发展历程,揭示了现代单片机显示器演进过程中的内在联系,引出学生在思政理论课程中所学习的“否定之否定规律”,使学生认识到思政理论知识的普遍指导意义。
达到了专业课与思政理论课“同向同行,形成协调效应”的效果。
【关键词】课程思政;教学设计;单片机;显示器中图分类号:G642文献标识码:ADOI:10.19694/ki.issn2095-2457.2021.11.03※基金项目:中国矿业大学徐海学院“课程思政”示范项目(YA1915)。
作者简介:仝军令(1979—),男,河南唐河人,硕士,讲师,研究方向为机电一体化技术。
高校科技6. All Rights Reserved.科技创新科技视界Science &Technology Vision 科技视界2.3主要内容讲授2.3.1LED LED “——”。
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2.3.2LED 8×8LED LED 。
基于8x16x16LED点阵显示屏设计

重庆三峡学院单片机课程设计报告书学院(系):年级专业:学号:学生姓名:指导教师:教师职称:成绩:制作日期2012年11月27日目录一、引言................................ 错误!未定义书签。
1.1 课题背景 ........................ 错误!未定义书签。
1.2 点阵LED 国内外研究现状综述 ...... 错误!未定义书签。
二、硬件系统的设计 ...................... 错误!未定义书签。
2.1 LED行线锁存器................... 错误!未定义书签。
2.2 16x16LED点阵.................... 错误!未定义书签。
2.3 8x16x16LED点阵显示屏的构建 ...... 错误!未定义书签。
2.4 系统电路原理图................... 错误!未定义书签。
2.5 驱动原理及驱动能力............... 错误!未定义书签。
三、软件系统的设计 ...................... 错误!未定义书签。
3.1 主程序 .......................... 错误!未定义书签。
3.2 子程序 .......................... 错误!未定义书签。
四、系统调试 ............................ 错误!未定义书签。
五、设计心得 ............................ 错误!未定义书签。
六、参考文献 ............................ 错误!未定义书签。
附录.................................... 错误!未定义书签。
致谢................................... 错误!未定义书签。
基于单片机的LED点阵显示屏设计重庆三峡学院摘要:本设计以TA89C51单片机为主芯片,设计了一个由单片机控制的8x16x16LED点阵滚动显示屏控制系统。
基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计

基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计摘要:本篇论文主要介绍基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计方案。
该系统通过51单片机进行数据处理,并将数据在LED点阵显示屏上进行展示,具有显示效果好、成本低等优点。
论文主要介绍了硬件电路设计、程序设计、PCB设计以及实验结果等内容,对基于51单片机的LED点阵显示屏系统的实用性进行了探讨。
关键词:51单片机、LED点阵显示屏、硬件电路设计、程序设计、PCB设计、实验结果一、引言LED点阵显示屏是一种广泛应用于各种场合,如宣传广告、商店展示、显示器等领域的显示设备。
与传统的显示屏相比,LED点阵显示屏具有显示效果好、成本低等优点。
近年来,随着51单片机技术的不断发展,基于51单片机的LED点阵显示屏系统在各个领域得到了广泛的应用。
本文主要介绍基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计方案。
该系统通过51单片机进行数据处理,并将数据在LED点阵显示屏上进行展示,具有良好的实用性和经济效益。
论文主要包括硬件电路设计、程序设计、PCB设计以及实验结果等部分。
二、硬件电路设计1. 系统框图基于51单片机的LED点阵显示屏系统的硬件。
2. 数码管显示电路基于51单片机的LED点阵显示屏系统的中,采用BCD数码管进行数据输入。
BCD数码管共四位,每一位数字独立控制。
数码管显示电路主要包括74HC595移位寄存器、串联$k$向$n$型译码器以及BCD数码管组成。
采用74HC595移位寄存器可以将多个BCD数码通过串联方式连接在一起,从而减少了输出引脚的数量。
通过寄存器的移位方式,可以实现控制数据的输入和输出。
3. LED点阵显示电路在本系统中,采用了8*8共阴极的LED点阵显示屏,并通过双向移位寄存器74HC595将数据的控制信号传输到LED点阵显示屏。
在具体的控制方案中,将LED点阵显示屏划分为8*8个小块,每个小块对应一个控制信号,通过移位寄存器将每一个小块的控制信号输出到LED 点阵上。
单片机课程设计--+16x16点阵LED电子显示屏的设计

单片机课程设计-- 16x16点阵LED电子显示屏的设计第一章系统总体方案设计LED驱动显示采用动态扫描方法, 动态扫描方式是逐行轮流点亮, 这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套列驱动器。
以16×16点阵为例, 把所有同一行的发光管的阳极连在一起, 把所有同一列的发光管的阴极连在一起(共阳的接法), 先送出对应第1行发光管亮灭的数据并锁存, 然后选通第1行使其燃亮一定的时间, 然后熄灭;再送出第2行的数据并锁存, 然后选通第2行使其燃亮相同的时间, 然后熄灭;…第16行之后, 又重新燃亮第1行, 反复轮回。
当这样轮回的速度足够快(每秒24次以上), 由于人眼的视觉暂留现象, 就能看到显示屏上稳定的图形。
该方法能驱动较多的LED, 控制方式较灵活, 而且节省单片机的资源。
显示数据传输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已传输到位之后, 这一行的各列才能并行地进行显示。
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。
采用串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾, 可以采用重叠处理的方法。
即在显示本行各列数据的同时, 传送下一行的列数据。
为了达到重叠处理的目的, 列数据的显示就需要有锁存功能。
对于列数据准备来说, 它应能实现串入并出的移位功能。
这样, 本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时, 串行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。
系统框图如图一图一点阵显示器硬件系统框图第二章系统硬件电路的设计硬件电路大致上可以分为单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。
一. 单片机系统及外围电路单片机采用89C51或更高频率的晶振, 以获得较高的刷新频率, 使得显示更稳定。
基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现课程设计报告书

课程设计题目:基于单片机的点阵电子显示屏设计(显示大学人民武装学院信息工程系)毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知,除文中已经注明引用的容外,本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明确说明并表示意。
作者签名:日期:毕业论文(设计)授权使用说明本论文(设计)作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文(设计)的规定,学校有权保留论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。
有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量复制并允许论文(设计)进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文(设计)的全部或部分容。
的论文(设计)在解密后适用本规定。
作者签名:指导教师签名:日期:日期:注意事项1.设计(论文)的容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括:任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)。
4.文字、图表要求:1)文字通顺,语言流畅,书写字迹工整,打印字体及大小符合要求,无错别字,不准请他人代写2)工程设计类题目的图纸,要求部分用尺规绘制,部分用计算机绘制,所有图纸应符合国家技术标准规。
图表整洁,布局合理,文字注释必须使用工程字书写,不准用徒手画3)毕业论文须用A4单面打印,论文50页以上的双面打印4)图表应绘制于无格子的页面上5)软件工程类课题应有程序清单,并提供电子文档5.装订顺序1)设计(论文)2)附件:按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文(复印件)次序装订基于单片机的点阵电子显示屏设计摘要:本文介绍了一款以单片机AT89S51为控制器的LED点阵显示屏系统的设计。
LED 点阵显示设计(单片机课程设计)

LED 点阵显示设计利用LED 点阵(16*16 个发光二极管)交替显示自己名字的每个汉字。
一、预备知识:目前, LED 电子显示屏广泛应用于各种公共场所, 如南通大学新校区图书馆底楼LED 大屏幕、新校区学生食堂各种显示菜价的LED 电子屏等, 在车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场等更是随处可见LED 电子显示屏的身影。
实验箱上由4 块8*8 LED 点阵模块组成1 个16*16 的LED 点阵, 每个LED 发光管其实就是1 个像素点, 而通常汉字显示时所需像素点就是16*16。
汉字显示需要“字模生成软件”生成显示的点阵数据, 通常“字模生成软件”支持使用指定字体、指定取点模式及字节排列模式, 支持字体加粗、斜体、删除线、下划线等设置等。
“字模生成软件”的具体使用见课程设计讲解视频。
二、设计目的1.了解、掌握LED 点阵显示的控制原理, 为后续的LCD 显示控制打下基础;2.熟悉、掌握串行输入并行输出移位寄存器的使用;3.掌握单片机串行接口扩展原理和编程方法。
三、设计内容1.设计LED 点阵模块显示控制电路的原理图;2.设计程序流程图;3、编程调试, 在LED 点阵模块上交替显示自己名字的每个汉字, 交替间隔时间控制在0.5~1 秒之间。
四、参考接线LED 点阵模块显示控制所用导线较多, 可参见LED 点阵模块原理说明及实验箱电路原理图。
五、设计步骤程序:ORG 0000HLJMP MAINMAIN:MOV SP,#6FHMOV B,#80HMOV R0,#0MOV R3,#100MAIN_LOOP:MOV DPTR,#LED_TABMOV R1,#8MOV R2,#8MAIN_LOOP_H:MOV A,BMOV P2,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R1,MAIN_LOOP_H MOV P2,#00HMAIN_LOOP_L:MOV A,BMOV P1,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R2,MAIN_LOOP_L MOV P1,#00HDJNZ R3,MAIN_LOOP MOV R3,#100MAIN_LOOP1:MOV R1,#8MOV R2,#8MOV DPTR,#LED_TAB1 MAIN_LOOP_H1:MOV A,BMOV P2,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R1,MAIN_LOOP_H1 MOV P2,#00HMAIN_LOOP_L1:MOV A,BMOV P1,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R2,MAIN_LOOP_L1DJNZ R3,MAIN_LOOP1MOV R3,#100MAIN_LOOP2:MOV R1,#8MOV R2,#8MOV DPTR,#LED_TAB2MAIN_LOOP_H2:MOV A,BMOV P2,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R1,MAIN_LOOP_H2 MOV P2,#00HMAIN_LOOP_L2:MOV A,BMOV P1,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R2,MAIN_LOOP_L2MOV P1,#00HDJNZ R3,MAIN_LOOP2 LJMP MAINFASONG:MOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRCLR TIMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIINC DPTRRETDELAY:MOV R7,#4DL Y_LOOP:DJNZ R6,$DJNZ R7,DL Y_LOOP RETDELAY2:MOV R7,#250DL Y_LOOP2:MOV R6,#250DJNZ R6,$DJNZ R7,DL Y_LOOP2 RETLED_TAB:DB …….LED_TAB1:DB …….LED_TAB2: DB……..END原理图:。
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摘要本文研究了基于P89C51单片机LED8×8点阵显示屏的设计并运用Proteus 软件进行原理图绘制,运用Keil软件进行仿真和调试。
主要介绍了LED8×8点显示屏的硬件电路设计、汇编程序设计与调试、Proteus软件绘制原理图和实物制作等方面的内容,本显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易实现等优点。
能帮助广大电子爱好者了解汉字的点阵显示原理,认识单片机的基本结构、工作原理及应用方法,并提高单片机知识技术的运用能力。
利用单片机来设计的系统,既能实现系统所需的功能,也可以满足计数的准确性、迅速性,并且电路简单、操作简单、通用性强。
目录1 绪论 (1)1.1 前言 (1)1.2 选题背景 (1)1.3设计要求 (2)1.4 国内外的研究概况 (2)1.5此次设计研究的主要内容应解决的问题 (2)2 总体设计方案 (3)2.1 硬件电路组成 (3)2.2 系统各单元电路设计 (4)2.2.1 P89C51单片机最小系统 (4)2.2.2 按键控制电路 (4)2.2.3 三极管驱动电路 (4)2.2.4 8×8 LED点阵介绍 (5)2.3 字符的点阵显示原理及字库代码获取方法 (6)3 程序设计 (7)3.1程序流程图 (7)3.2程序设计 (7)4 调试及性能分析 (8)4.1系统调试 (8)4.1.1软件调试 (8)4.1.2硬件调试 (8)4.2设计分析 (8)总结 (9)致谢 (10)参考文献 (11)附录 (12)附录1 原件清单 (12)附录2硬件原理图 (13)附录3程序清单 (14)1 绪论1.1 前言LED点阵显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。
它以其色彩鲜艳,动态范围广,亮度高,寿命长,工作稳定可靠等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。
同时也可广泛应用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。
目前大多数的LED点阵显示系统自带字库。
其显示和动态效果(主要是显示内容的滚动)的实现主要依靠硬件扫描驱动,该方法虽然比较方便,但显示只能按照预先的设计进行。
而实际上经常会遇到一些特殊要求的动态显示,比如电梯运行中指示箭头的上下移动、某些智能仪表幅值的条形显示、广告中厂家的商标显示等。
这时一般的显示系统就很难达到要求。
另外,由于受到存储器本身的局限,其特殊字符往往难以显示,同时显示内容也不能随意更改。
因此就提出了一种利用PC机和单片机控制的LED显示系统通信方法。
该方法可以对显示内容进行实时控制,从而实现诸如动态显示效果。
同时用户也可以在PC机上进行显示效果的预览,显示内容亦可以即时修改。
同时它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。
并广泛的用于公交汽车、商店、体育场馆、车站、学校、银行、高速公路等公共场所的信息发布和广告宣传。
LED 显示屏发展较快,本文讲述了基于P89C51单片机8×8 LED汉字点阵滚动显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编写与调试、Proteus软件仿真等基本环节和相关技术。
1.2 选题背景LED电子显示屏是随着计算机及相关的微电子﹑光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒体。
它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,以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点,在短短的十来年中,迅速成长为平板显示的主流产品,在信息显示领域得到了广泛的应用。
LED 点阵电子显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。
它以其色彩鲜艳,动态范围广,亮度高,寿命长,工作稳定可靠等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。
同时也可广泛应用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。
1.3设计要求利用一块点阵数码板,按编程者要求实现任意符号的显示。
1.4 国内外的研究概况目前大多数的LED点阵显示系统自带字库。
其显示和动态效果(主要是显示内容的滚动)的实现主要依靠硬件扫描驱动,该方法虽然比较方便,但显示只能按照预先的设计进行。
而实际上经常会遇到一些特殊要求的动态显示,比如电梯运行中指示箭头的上下移动、某些智能仪表幅值的条形显示、广告中厂家的商标显示等。
这时一般的显示系统就很难达到要求。
另外,由于受到存储器本身的局限,其特殊字符或图案也往往难以显示,同时显示内容也不能随意更改。
本文提出一种利用PC机和单片机控制的LED显示系统通讯方法。
该方法可以对显示内容(包括汉字和特殊图符)进行实时控制,从而实现诸如闪动、滚动、打字等多种动态显示效果。
该方法同时还可以调节动态显示的速度,同时用户也可以在PC机上进行显示效果的预览,显示内容亦可以即时修改。
在我国改革开放之后,特别是进入90年代国民经济高速增长,对公众场合发布信息的需求日益强烈,LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势,因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高,生产也得到了迅速的发展,并逐步形成产业,成为光电子行业的新兴产业领域。
1.5此次设计研究的主要内容应解决的问题此次设计研究的主要内容是设计一个符号显示牌:通过程序控制符号显示牌,使符号显示牌,在无按键按下时,显示数字“0-9”,当第一次按下按键时,显示字母“μ”,当第二次按下按键时显示汉字“公”。
应解决的问题:单片机P1口的输出电流不足以驱动二极管,需要加驱动,本次研究中以S8050作为驱动,同时在S8050NPN晶体管基极加4.7K的电阻。
实验前要弄清晶体管三个引脚代表的极性,以免符号显示牌不亮导致而设计失败。
2 总体设计方案2.1 硬件电路组成本产品采用以P89C51单片机为核心芯片的电路来实现,主要由P89C51芯片、晶振电路、三极管驱动电路、按键控制电路、8×8 LED点阵5部分组成,电路框图如图1所示。
其中,P89C51是一种带4kB闪烁可编程可擦除只读存储器(Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory,FPEROM)的低电压、高性能CMOS 型8位微处理器,俗称单片机。
该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,工业标准的MCS一51指令集和输出管脚相兼容。
由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,能够进行1 000次写/擦循环,数据保留时间为10年。
他是一种高效微控制器,为很多嵌人式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。
因此,在智能化电子设计与制作过程中经常用到P89C51芯片。
时钟电路由P89C51的18,19脚的时钟端(XTAI 1及XTAL2)以及12 MHz晶振X 、电容C2、C3组成,采用片内振荡方式。
复位电路采用简易的上电复位电路,主要由电阻R ,R2,电容C ,开关K 组成,分别接至P89C51的RST复位输人端。
LED 点阵显示屏采用8x8共64个象素的点阵,可通过万用表检测发光二极管的方法测试判断出该点阵的引脚分布。
我们把行列总线接在单片机的I/O口,然后把上面分析到的扫描代码送入总线,就可以得到显示的字符了。
我们在实际应用中是将LED点阵的8条列线通过驱动电路接在P1口,8条行线通过限流电阻接在P0口。
单片机89C51按照设定的程序在P1和P0接口输出与内部字符对应的代码电平送至LED点阵的行列线(高电平驱动),从而选中相应的象素LED发光,并利用人眼的视觉暂留特性合成整个字符的显示。
再改变取表地址实现字符的滚动显示。
硬件电路组成框图如图5所示。
图2-1 硬件电路组成框图2.2 系统各单元电路设计2.2.1 P89C51单片机最小系统最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。
图2-2为P89C51单片机的最小系统。
图2-2 P89C51单片机最小系统2.2.2 按键控制电路单片机开始工作时,P2.0是高电平。
当按键按下时,检测到一个低电平信号,改变P0口输出信号,控制8×8 LED点阵显示屏显示不同字符。
R110kP2.0图2-3 按键控制电路2.2.3 三极管驱动电路扫描驱动电路的功能主要是有P1口输出高电平使三极管发射结导通,发射结输出足够大的电流使二极管导通。
Q1 s8050Q2S8050Q3S8050Q4S8050Q5 S8050Q6S8050Q7S8050Q8S8050R1 4.7k R24.7kR34.7kR44.7kR5 4.7k R64.7kR74.7kR84.7kP1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.701234567图2-4 三极管驱动电路2.2.4 8×8 LED点阵介绍图(4)为8×8点阵LED外观及引脚图,,只要其对应的X、Y轴顺向偏压,即可使LED发亮。
例如如果想使左上角LED点亮,则电子模块中的0口为1,A口为0即可。
应用时限流电阻可以放在横轴或列轴。
图2-5 8×8点阵LED外观及引脚(1)把“单片机系统”区域中的P0端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“A~H”端口上;(2)把“单片机系统”区域中的P1端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“0~7”端口上;为了方便于单片机连接,我们在焊接的过程中特意将0~7接口排列出来作为列,将A~H接口作为行,这样我们就可以直接将P89C51单片机的P0口与0~7接口一次连接,将P89C51单片机的P1口与A~H接口一次连接。
要使LED发亮即使给予数字端高电平,字母端给予低电平,就能使二极管发亮。
2.3 字符的点阵显示原理及字库代码获取方法我们以UCDOS中文宋体字库为例,每一个字由8行8列的点阵组成显示。
我们可以把每一个点理解为一个象素,而把每一个字的字形理解为一幅图像。
事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字,也可以显示在64象素范围内的任何图形。
如查用8位的P89C51单片机控制,如图所示图2-6 8×8点阵等效电路为了弄清楚汉字的点阵组成规律,首先通过列扫描方法获取汉字的代码。
首先将8行分成4位的上、下两部分,把发光的象素位编为0不发光的象素位为1的十六进制代码。
这样就把要显示的“公”字编为如下代码:0x7f,0xbf,0xc1,0xdf,0xdf,0xdf,0xc1,0xdf由这个原理可以看出,无论显示何种字体或图像,都可以用这个方法来分析出他的扫描代码从而显示在屏幕上。
上述方法虽然能够让我们弄清楚字符点阵代码的获取过程。
字符点阵显示一般有点扫描、行扫描和列扫描3种。
为了符合视觉暂留要求,点扫描方法的扫描频率必须大于16×64—1024 Hz,周期小于1 ms 即可。