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1、基于单片机的LED点阵显示电子钟设计毕业设计说明书基于单片机的LED点阵显示电子钟设计专业电子信息工程学生姓名班级学号指导教师完成日期2013年5月31日 基于单片机的LED点阵显示电子钟的设计摘 要：毕业设计是基于AT89C51单片机的LED点阵电子显示器的设计，采用的并行方式的显示方案来实现。该电子时钟由AT89C51，74LS373数码管等构成，采用晶振电路作为驱动电路，由延时程序和循环程序产生的一秒定时，达到时分秒的计时。用keil软件生成.hex文件，用Proteus的ISIS软件实现了单片机LED点阵电子时钟系统的设计与仿真。单片机具有体积小，成本低，抗干扰能力强，面向控制，可以实
2、现分机各分布式控制等优点。电子显示器就是利用单片机的上述优点，采用目前市场上性能价格比较高的AT89C51单片机设计而成的最小系统。它在实际生活中具有广泛的应用。 电子钟由显示电路，行驱动电路，列驱动电路，中央控制器，按键电路和复位电路组成。 在毕设中，LED点阵作为电子时钟的显示屏，最大的优点在于其显示内容的多样性，为用户提供了灵活的人机交互界面。同时由于在这里采用带晶振的单片机，使得电子时钟不仅走准确，而且可以利用单片机的高度灵活性，为电子时钟扩充许多显来诸如定时自动报警、按时自动打铃、定时广播、自动起闭路灯、定时开关烘箱、通断动力设备、甚至各种定时电气的自动启动等。关键词：单片机；LED
3、点阵；电子显示器 Design on Microcontroller-based LED dot matrix display electronic clockAbstract : Graduation design is based on AT89C51 microcontroller LED dot matrix design of electronic displays,We use the parallel display of programs to achieve.The electronic clock by the AT89C51, 74LS373 digital contro
4、l constitutes,As a driver circuit using crystal oscillator circuit,Program and Cyclic Program by the delay of one second timer generates,Reached when every minute timer.Using keil software generates. Hex file,With the Proteus ISIS software of the microcontroller LED dot matrix electronic clock syste
5、m design and simulation.Microcontroller with a small, low cost, anti-interference ability, control-oriented, can achieve an extension of the distributed control, etc.The electronic display is the use of the above advantages SCM,Using a high cost performance on the market today designed by AT89C51 mi
6、crocontroller minimum system.In real life, it has a wide range of applications.Electronic clock by the display circuit, the line driver circuit, the column driver circuit, the central controller, key circuit and reset circuit. In the complete set in, LED dot matrix display as an electronic clock, th
7、e biggest advantage lies in its diversity of content display to provide users with a flexible and interactive interface. As used here with the same single-chip crystal oscillator, making accurate electronic clock not only walk, but also can take advantage of single-chip high degree of flexibility fo
8、r the electronic clock to expand significantly as many regular automatic alarm, automatic bell schedule, regular broadcasts, automatic lights from closed , oven timer switch, on-off power equipment, and even a variety of timing Electric start automatically, etc.Key words:SCM；LED dot matrix；Electroni
9、c displays 目 录1 概述11.1 课题研究背景与意义11.2 课题设计内容12 方案的选择与论证12.1 设计任务与要求12.2 总体设计方案22.2.1 硬件部分的设计22.2.2 软件部分的设计32.3 元件选择32.3.1 AT89C5132.3.2 74LS37352.3.3 74LS13872.3.4 LED点阵显示器83 系统硬件电路设计103.1 晶振电路设计103.2复位电路设计113.3 时分调节电路设计113.4 驱动电路设计123.5 显示电路设计123.6控制器件硬件原理图133.6.1 原理图绘制工具简介133.6.2 原理图绘制144 系统软件设计144
10、.1 软件流程图144.2 软件程序内容154.2.1 编程软件简介154.2.2 定时器工作程序174.2.3 数字显示程序175 系统仿真与调试195.1 仿真软件简介195.1.1 Proteus软件介绍195.1.2 功能特点205.2 系统调试205.2.1 代码调试205.2.2 电路连接245.3 仿真结果与调试245.3.1 电路仿真245.3.2 仿真图调试255.4 性能分析266 结束语27参考文献28致 谢29附 录30附录1 程序代码31附录2 LED点阵电子钟仿真图38附录3 LED点阵电子钟原理图39本科生毕业设计说明书（2013） 基于单片机的LED点阵显示电子
11、钟的设计1 概述1.1 课题研究背景与意义自20世纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济的高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈。而LED显示屏作为信息传播的一种重要手段，已经成为城市信息现代化建设的标志,LED显示屏随着社会经济的不断进步，以及LED制造技术的完善，人们对LED显示屏的认识将会越来越深入，其应用领域将会越来越广；LED显示屏经多年的开发、研制、生产，其技术目前已经成熟。 现在各种广告牌不再是白底黑字了，也不再是单一的非电产品，而是用上了丰富多彩的LED电子产品，为城市增添了一道靓丽的风景。而
12、且它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、成本低、发光效率高、故障少、视角大、可视距离远、可靠耐用、组态灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等特点。近年来LED显示屏市场得到了迅猛的发展，已经广泛应用到银行、邮电、税务、机场、车站、证券市场及其它交易市场、医院、电力、海关、体育场等需要进行多种公告、宣传的场合。随着LED显示器在广告传媒领域逐渐崭露头角，其控制系统也如雨后春笋，层出不穷。由于它的控制系统均是基于嵌入式微处理器开发，所以单片机在其中也占有一席之地。此次毕业设计就是基于以上社会背景设计出一种简单的基于单片机的LED点阵电子显示钟。1.
13、2 课题设计内容 基于单片机，设计一个LED电子显示器系统。可以通过按键对时间进行调整和复位，并可以通过8*8的LED显示器显示出来，当按下按键1时分数增加1；当按下按键2时，时数增加1。并且要将误差控制在1秒之内。设计好电路图后用Altium Designer画出原理图，用Proteus软件完成电路的仿真图，并运行仿真结果，对系统进行调试。2 方案的选择与论证2.1 设计任务与要求 a）采用LED点阵显示； b）可根据按键调整时间； c）误差小于1S。2.2 总体设计方案2.2.1 硬件部分的设计根据毕业设计任务书的要求，经过思考和筛选，选择并行方式显示，I/O口通过锁存芯片来扩展，以此来控
14、制LED点阵40个列线，双缓冲寄存器由5片锁存器74LS373来组成，可以驱动LED点阵8组列线，并用3/8译码器74LS138对LED点阵的8行进行扫描。在送每一行的数据到LED点阵时，先把数据分别送到5个74LS373，然后再把数据一起输出到LED点阵列中，送出去的时间数据由AT89C51来控制。电子钟由显示电路、行驱动电路、列驱动电路、中央控制器AT89C51、按键电路和复位电路组成。系统框图如图2-1所示：电源电路列驱动电路AT89C51控制器显示电路按键电路复位电路行驱动电路图2-1 系统框图a) 显示模块的选择 显示模块采用8*8的点阵LED数码管，它具有低功耗、小体积、高性能、低
15、价格等特点。这种模块由64个发光LED芯片以8*8的形式构成一个正方形模块，然后用两列12针引脚将内部电路接口引出，供驱动电路使用。这种结构是市面上最通用，也是现在应用最为广泛采用的形式。b) 时钟信号的选择 秒信号由单片机提供，使用程序由时、分、秒计数。采用这种方案的优点在于，它可以有效减少电路的复杂程度，减少多余芯片的使用，节约成本。并可以减少时间误差，以达到设计要求。c) 总体设计方案 根据以上方案所述本次毕业设计采取的总体方案如下：用锁存芯片来扩展I/O口，控制LED点阵40个列线；5片锁存器74LS373组成双缓冲寄存器，驱动LED点阵8组列线；采用8*8的点阵LED数码管组成显示模块，显示出运行调试结果；主控系统由AT89C51组成，通过它的串行输出动态扫描来实现时和分的显示。2.2.2 软件部分的设计 在
