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1、摘 要本文以STC89C52RC为核心控制器，用四块88共阳型点阵模块构建一个1616的LED电子显示屏，实现滚动汉字的的动态显示。驱动部分使用两个移位存储器74HC595和两个移位寄存器74HC164组成，主要负责列扫描和行扫描。行控制电路采用8550三极管放大电流，加大扫描强度，提高点阵显示屏亮度。软件控制程序采用C语言编写，通过设置LED发光二极管阳极与阴极电平的高低来控制它的亮灭。点阵显示的字符可以直接在字模软件中提取，字体显示方式采用动态显示，使文字可以实现左移、上移、下移的动态显示效果。实验表明，该系统的总体设计完成了LED点阵显示滚动汉字和数字的功能，且显示效果清晰，性能稳定，无
2、拖尾现象。关键词：STC单片机 16*16点阵显示 动态显示AbstractThis article with STC89C52RC as the core controller, using four 8 x 8 total Yang type lattice modules to build a 16 x 16 LED electronic display screen, realize the dynamic display of the scroll of Chinese characters. Drive part used two shift memory 74 hc595 are
3、 needed and shift register 74 hc164 composition, is mainly responsible for scan and line scan. Line control circuit adopts 8550 triode amplifier, current scan intensity, improve the dot matrix display screen brightness. Software control program written using C language, by setting the anode and cath
4、ode LED light-emitting diodes (leds) level of high and low to control the light out of it. Dot matrix display of characters can be directly extracted in the font software, font display mode using dynamic display, make the text can realize the dynamic display of the left, move up and down. Experiment
5、s show that the system overall design to complete the function of LED dot matrix display scroll of Chinese characters, and display effect is clear, stable performance, no trailing phenomenon.Keywords : STC microcontroller 16*16 dot matrix display dynamic display目 录 1 绪论11.1 课题背景11.2 研究目的和意义11.3 论文主要
6、内容12 系统硬件电路设计32.1 系统结构的设计32.2 行驱动电路设计32.3 列驱动电路设计42.4 单片机最小系统电路52.5 单片机芯片选择62.6 LED点阵显示器92.7 取字模软件介绍103 系统软件部分设计123.1 主程序设计123.2 显示驱动程序设计133.3 显示屏刷新率的计算134 系统调试及性能分析144.1 系统调试144.2 hex文件的生成144.3 仿真调试164.4 调试中出现的问题165 结论与展望185.1 结论185.2 展望18参考文献19附 录120附 录221 西京学院本科毕业设计（论文）1 绪论1.1 课题背景随着时代的不断发展，广告显示牌
7、在宣传中发挥着越来越重要的角色，无论是在公交车站，地铁站，股票市场，或者学校都不能缺少它，但是，传统的霓虹灯，无论是在显示、功耗都不能满足当前社会的需要。因此，改进传统霓虹灯是必要的。正是因为单片机超越性的发展和高亮度LED发光管的崛起,使得高亮度的点阵显示屏垄断了市场。LED显示设备与传统的显示设备相比，它具有鲜明的色彩，多样化的显示方式，高强度的亮度显示，并且LED显示屏上的文字或图像可以随意改动，使用灵活方便。同时，点阵屏幕视野开阔、显示方式又灵活多变，因此，被很多企业所应用。如：银行、股市、商业广告和文化娱乐场所等。1.2 研究目的和意义本设计的主要研究目是让我们熟练掌握并清楚的知道单
8、片机点阵的设计原理，并且让我们把大学期间所学到的理论知识充分应用于实践，使我们更深刻的认识了理论与实践相结合的重要性。通过设计，我们学会了如何利用计算机软件和硬件的开发工具，并积累了宝贵的经验，为今后在相关行业工作积累了丰富的实践经验。目前我国信息技术的发展越来越快，LED显示屏作为显示平面功能也更广泛。但是不论LED技术发展再迅速，我国的生产水平和外国先进水平相比起来还是存在一定的距离。因此，研究这一课题为我们未来的就业或对LED显示屏技术的发展有很大的帮助。1.3 论文主要内容本课题设计主要是利用单片机来控制一个1616点阵显示屏，并且LED显示屏各点能够高亮度且均匀显示，要求文字在显示过
9、程中平稳、清晰不拖隐，文字的显示样式有循环的左移、上移。根据任务要求，具体的内容如下：1.查阅点阵的相关文献资料，学习最简单点阵的使用方法；2.将单一的8*8点阵扩展成1616点阵，利用Proteus软件对硬件系统电路进行仿真；3.利用keil软件编写单片机程序，编译链接生成.hex文件，然后下载到Proteus软件中进行硬件仿真；4.硬件电路仿真调试成功后制作实物，并且要使实物能够完成本设计所要实现的要求。332 系统硬件电路设计2.1 系统结构的设计系统的整体设计是将单片机最小系统、行驱动电路、列驱动电路、LED点阵显示电路，运用单片机的智能化，将每个驱动模块系统的组合在一起，总体设计框图
10、如图2.1所示。 图2.1 系统结构设计总图2.2 行驱动电路设计行驱动电路的设计采用芯片74HC164,并利用三极管8550放大驱动电流，加大扫描强度，提高点阵屏的亮度。由于单片机的输出端口有限，如果要控制16*16的LED点阵显示则需要32个端口，这样就占用了单片机很多的I/O口，并且对单片机的扩展也带来很大的麻烦，影响I/O口的其他扩展功能。而行驱动电路仅用7 9端口可以实现控制显示，因此，使用行驱动电路大大减少占用I/O口扩展其他功能，为单片机节约了大量的空间。74HC164是属于8位边沿触发移位寄存器的高速硅门 CMOS 器件，数据采用串入并出，并且数据经过两个输入端（A 或 B）串
11、行输入；两个端口都可作为数据输入端，可以相互交替来控制另外一个端口。两个输入端都可接高电平并且可以连接在一起，但是一定不能悬空处理。主复位 (CLR) 如果是低电平，则其它输入端均无效，此时也清除了寄存器，致使所有的输出为低电平。其引脚排列图如下图2.2所示。图2.2 74HC164引脚排列2.3 列驱动电路设计列驱动电路是采用集成芯片74HC595组成，具有一个8位串入并出的移位寄存器还有一个8位输出锁存器的特殊结构，移位寄存器和输出锁存器是相互独立控制的，这样的目的是先移好位，再存储数据，并且在移位时，输出的数据能够保持。74HC595的输入端拥有8个串行移位寄存器，8个移位寄存器的输出都
12、和一个锁存器相连接。其引脚排列如图2.2所示。图2.2 74HC595引脚排列引脚SER是串行数据的输入端，SRCLR为直接清零端,它的优先级别最高。RCK是移位时钟脉冲，当脉冲到达上升沿时开始移位，同时把SER的下一个数据输入到最低位。移位寄存器时钟（SRCLK）和数据存储寄存器时钟（RCLK）两个都属于上升沿触发有效。假如两个时钟相连在一起工作，那么移位寄存器会始终超前于存储寄存器一个时钟脉冲。2.4 单片机最小系统电路 单片机最小系统是由晶振电路和复位电路两部分组成，其总体电路图如下图2.4所示。图2.4 单片机最小系统图（1）时钟电路系统的时钟电路设计采用内部方式，即利用芯片内部的振荡
13、电路。STC单片机内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器。引脚XTAL1和XTAL2分别是此放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外晶体谐振器一起构成一个自激振荡器。外接晶体谐振器以及电容C1和C2构成并联谐振电路，接在放大器的反馈回路中。对外接电容的值虽然没有严格的要求，但电容的大小会影响震荡器频率的高低、震荡器的稳定性、起振的快速性和温度的稳定性。因此，此系统电路的晶体振荡器的值为12MHz，电容值约为30pF。（2）复位电路复位是对单片机进行初始化操作，即把特殊功能寄存器的数据刷新为默认数据，单片机在运算过程中如果遇到外界干扰，寄存器中的数据就会发生混乱，以至于程序不能
14、正常运行，这样就需要单片机复位，以使程序重新开始。复位方式一般分两种：上电自动复位和按键手动复位，本设计中的复位电路既可实现上电自动复位也可实现手动复位，其电路的组成是在RST复位输入引脚上接一个电容至VCC端，还有按键，下接一个电阻到地即可。2.5 单片机芯片选择单片机是把微型计算机主要部分集成在一块芯片上的单芯片微型计算机。单片机STC89C52由CPU、存储器（包括RAM和ROM）、I/O接口、定时器/计数器、中断控制功能等均集成在一块芯片上，片内各功能通过内部总线相互连接起来。（1）主要特性：8位CPU内置4K字节可重复编程Flash寿命：1000写/擦循环全静态工作：0Hz-24Hz
15、三级程序存储器锁定128*8位内部RAM32根可编程I/O线两个16位定时器/计数器5个中断源，2个中断优先级可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路（2）单片机的管脚如图2.5所示。图2.5 STC89C52的引脚图VCC：供电电压GND：接地P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8个TTL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，他可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0口作为原码输入口，当FLISH 进行校验时，P0输出源码，此时P0外部必须被拉高。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4个TTL门电流。P1口管脚写入“1”后，被内部上拉位高，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FLISH 进行校验时，P1口作为第8地址接受。P2口：P2口位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
