点阵课程设计报告

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一．方案论证与设计 (1)

1.1 设计要求 (1)

1.2 要求分析 (1)

1.3 方案说明 (4)

二．点阵硬件设计 (4)

三．点阵软件设计 (5)

四. 实验结果与分析 (7)

五．总结与体会 (9)

参考文献 (10)

附录 (11)

一．方案论证与设计

1.1 设计要求

一、使用AT89S51设计一个点阵显示控制系统。

二、基本要求（难度系数0.7）：

（1）在点阵上显示固定的汉字“中”；

（2）同过按键切换显示汉字“中”、“国”；

（3）在点阵上滚动显示汉字“中国”。

三、发挥部分：

（1）增加通过串口设置点阵显示内容的功能

1.2 要求分析

一、点阵说明：

8×8单色点阵共需要64个发光二极管组成，且每个二极管是放置在行线与列线的交叉点上如图（1）。比如:如果要想实现第一发光二极管亮，那么只要将DC8引脚置高电平，DR1引脚置低电平。这样便可以实现第一个二极管亮。如果要实现第一行亮，DC=0x80；DR=0xfe。按照这样的思路就可以让点阵上的任一个二极管亮。本课程设计中，行是由74HC595控制列是由P0口控制的。所以我们下面介绍一下74HC595的用法，及其芯片的原理。

图（1）

二、74HC595简介:

74HC595的输出端为D0~D7，这8位并行输出端可以直接控制数码管的8个管段，D7’为级联输出端，它用来连接下一片595的串行数据输入端DS，下面给出74HC595控制引脚的详细说明。

SRCLK（11脚）用于输入移位时钟脉冲，在上升沿时移位寄存器（shift register）数据移位，D0→D1→ D2→D3→D4→D5→D6→D7→Q7’，其中Q7’用于595的级联，本课程设计中串行输入函数Hc595SendByte，使用了SRCLK引脚及下面的DS引脚。

SER(14脚)为串行数据输入引脚，Hc595SendByte函数通过移位运算符有高位到低位将各位数据通过SER引脚传行输入595芯片，串行发送时由SRCLK引脚提供移位时钟。For循环控制完成8次移位急可完成1字节的串行传送。

RCLK（12脚）提供锁存脉冲，在上升沿时移位寄存器的数据被传入存储器，由于OE引脚接地，传入存储寄存器的数据会直接出现在输出端D0~D7。在串行输入函数完成1个字节的传送后，数据送出由并行输出函数COMMONPORTS在RCLK的上升沿完成。

SRCLR（10脚）在低电平时将移位寄存器数据清零，本课程设计中该引脚直接连接VCC。

OE（13脚）在高电平时禁止输出（高阻态），本课程设计中改引脚接地，存储寄存器中的内容将直接输出。

74HC595的主要优点是能锁存数据，在移位过程中，输出端的数据保持不变，这有利于使点阵在串行速度较慢的场合不会出现闪烁感。

三、按键的介绍：

按键的扫面的方法的有两种，本设计中采用较快的行列扫描的方法。

行列扫描：我们可以通过高四位全部输出低电平，低四位输出高电平。当接收到的数据，低四位不全为高电平时，说明有按键按下，然后通过接收的数据值，判断是哪一列有按键按下，然后再反过来，高四位输出高电平，低四位输出低电平，然后根据接收到的高四位的值判断是那一行有按键按下，这样就能够确定是哪一个按键按下了。

.

1.3 方案说明

二．点阵硬件设计

.

三．点阵软件设计

void main()

{

display(2);

KeyValue=0xff;

.

while(1)

{ KeyDown();

if(KeyValue==0)

display(0);

if(KeyValue==1)

display(1);

if(KeyValue==2)

{

int num,temp,tab;

temp=ALL[0];

for(num=0;num<15;num++)

{

ALL[num]=ALL[num+1];

}

ALL[15]=temp;

for(num=0;num<15;num++)

{ for(tab=0;tab<8;tab++)

{

Hc595SendByte(0x00); //消隐

COMMONPORTS = TAB[tab]; //输出字码

Hc595SendByte(ALL[tab]);

delay(2);

}

}

}

else

display(2);

}

}

四. 实验结果与分析

五．总结与体会

一、问题与解决方法

（1）74HC595芯片不认识

74HC595芯片是我做这个课程设计遇到的最大的问题，起初我以前点阵像数码管一样，是共阴或者是共阳的方式连接。只要在P0进行控制，便可以随意点亮每一个二极管。通过我上网查看，发现他们不是这样的，需要在一段置高电平，另一端置低电平才能点亮。在原理图上，很显然可以看出发光二极管的一端靠P0口控制的，另一端靠74HC595控制。所以我必须要了解595的工作原理，在要求分析阶段我已经对74HC595做了介绍。

（2）delay（）函数的延迟计算

延时时间的长短等于指令周期乘以总的只能，如果要是这样算的话。在需要延时一

段时间，使用延时延时函数比较方便。如果想要具体延时多久，使用定时器跟准确。（3）“中”字闪烁

“中”字出现了，时间较短的闪烁现象。我马上就想到了，因为我是通过逐行扫描的方式点亮点阵的。所以肯定是扫描的上一行和下一行的眼时间过长。所以只要改变一下delay（）函数的延时时间就可以了。

（4）FPGA电路板上电后立刻出现“中”字

因为在刚开始定义ValueKey的时候，没有对其赋值。因为在Keil中，如果定义某个变量，如果不对其进行赋值，keil会默认它为0；所以进入我的住函数的时候，在我没有按下按键之前ValueKey已经得到一个值了，它马上会显示“中”。在老师的帮助下，查出了这个问题。通过这个问题，我觉得是我编程的时候，不规范操作造成的。这提醒我，下次编程的时候，应该在定义个变量的同时将其赋值。

参考文献

[1] 张靖武,周灵杉.单片机系统的PROTEUS设计与仿真[M].北京:电子工业出版社,2007

[2] 张红，邹华. 单片机原理及应用机械工业出版社2012.07

[3] 王悦凯51单片机系统入门.扩展.应用开发学习手册中国铁道出版社2013

[4] 彭伟单片机C语言程序设计实训100例电子工业出版社2011