点阵显示系统汇总

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毕业设计

16×16矩阵显示系统研究

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指导教师：

完成时间：二○一三年六月

目录

设计说明 .............................................................................................................III 第一章引言 . (1)

第二章设计思路 (3)

2.1 显示原理及控制方式分析 (3)

2.2方案选择 (8)

第三章系统的硬件设计与实现 (9)

3.1 设计原理及单元模块设计 (9)

3.2 硬件电路设计 (9)

第四章系统的软件设计 (13)

4.1 主程序设计流程 (13)

结论 (16)

致谢 (17)

附录一 (18)

附录二 (24)

参考文献 (25)

设计说明

电子技术的发展加快了电子产品更新的步伐，进一步推动了整个信息社会的发展，特别是电子设计自动化EDA（Electronic Design Automation,）技术的发展，推动了整个电子设计技术的飞速发展。电子设计中少不了的是电子线路的设计PCB(Printed Circuit Board)印刷版板的设计。目前人们在计算机上利用电子CAD(Computer Aided Design)软件来完成产品的原理图设计和印刷版设计。Protel系列软件以其功能强、界面友好和操作简便快捷等优点已成为EDA行业尤其是PCB设计中发展最快应用时间最长、运用范围最广的软件之一。Altium Designer 09则是Protel的最新推出版本，具有自动布线，自动布局，进行逻辑检测、逻辑模拟等强大功能。实现了与机械设计的协作，快速的交互式布线引擎，提高了电路板布线进程。这些功能可以帮助电子工程师们设计更加精密复杂的电路板。

本次设计选用Altium 公司的Altium designer09作为软件平台，设计一个16×16点阵显示屏电路，以AT89S52单片机为核心器件，主要包括串行输入转并行输出模块、单片机I/O扩展模块、点阵显示模块、电源供电模块等几大部分组成。能够实现16×16点阵汉字与图形的左右上下滚动显示，电路采用串行输入转并行输出芯片

74HC595，大大节约的单片机的I/O。

关键词电子设计，Protel， Altium designer，16×16点阵

16×16矩阵显示系统研究

第一章引言

在微型计算机技术使用上，单片机主要用与工业测控，如家用电器，计算机外围设备，工业智能化仪表，机器人，生产过程的自动控制，农业，化工，军事，航空航天等领域等，都有着巨大的作用。

作为21世纪的工科大学生，不仅要熟练地使用通用微机进行各种数据

处理，还要把计算机技术运用到本专业领域或相关领域，即具有“开发”能力。新世纪的工科大专院校的大学生既要掌握通用微机，又要掌握单片机，所以学习单片机这一门学科对我们的学习很重要。大家都知道，现在市面上已出现很多有关点阵显示器的商品，如广告活动字幕机、股票显示板、活动布告栏等。它的优点是可按需要的大小、形状、单色、或彩色来组合，可与微处理器连接，做各种广告栏文字或图形变化。因此可知汉字显示系统在人民的生活当中是何等的重要，也是研究的课题之一。

8×8点阵LED字符显示器系统在工业、各种比赛场合及日常生活应用中占有十分重要的地位，多年来，研究此项目的工程技术人员曾为简化电路、提高可靠性、降低成本，付出了很大的努力，做出不少成绩。如今，美观、价廉、体积小、高可靠性8×8点阵LED字符显示器的出现，为这一领域的技术打开了新的天地。

LED字符显示器发发展到今天已经从模拟化、分立化迈进数字化、集成化LED系统。它的最大优点在于采用AT89S52掉电工作方式构成高可靠、

低功耗系统方法。在单片机程序设计中，采用“模块化”思路，设计中大量硬件尽量用软件代替，从而简化了系统结构，减少电子元件虚焊，接触不良和漂移等引起的一些故障，而且使用方便，只须改变软件中几条伪指令即可。另外，本系统还可以方便的设计监控、故障自诊断、故障自动复原程序，以提高系统的可靠性。系统的抗干扰设计，提高了系统的抗干扰能力。

在设计中重点要考虑单片机应用系统的设计。其中主要包括最小系统设计，系统扩展设计，信道与接口设计，系统抗干扰设计与应用软件系统设计等内容。这方面，本设计在系统硬件电路设计的选择上可略见一斑。为了不增大电路板的体积及减小功耗，本设计采用ATMEL公司的AT89S52单片机，体积小，工作电压范围宽，达到了设计最优化的目的。除此之外，一个实际的单片机应用系统还需要多种配置及其接口连接。单片机应用系统设计会涉及到更为复杂的内容和问题，如将会涉及到多方位接口和多种类型的电路结构，如模拟电路、伺服驱动电路、抗干扰隔离电路等。因此，单片机应用系统设计应遵循一些基本原则和方法。从一般应用角度，了解单片机应用系统的结构、设计的内容与一般方法，对于单片机应用系统的工程设计与开发有十分重要的指导意义。

第二章设计思路

2.1 显示原理及控制方式分析

1. LED点阵模块结构

八十年代以来出现了组合型LED点阵显示器模块，以发光二极管为像素，它用高亮度发光二极管芯阵列组合后，环氧树脂和塑模封装而成。这种一体化封装的点阵LED模块，具有高亮度、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。LED点阵规模常见的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。

根据像素颜色的数目可分为单色、双基色、三基色等。像素颜色不同，所显示的文字、图像等内容的颜色也不同。单色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色，双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定，如红绿都亮时可显示黄色，如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间，则可实现256或更高级灰度显示，即可实现真彩色显示。

图2.1示出最常见的8×8单色LED点阵显示器的内部电路结构和外型规格，其它型号点阵的结构与引脚可试验获得。