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1、课程设计说明书 课程设计论文 题 目：单片机控制LED点阵显示 院 （系）： 机械工程 专 业： 机械制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师： 职 称： 2013 年 月 日课程设计说明书 目 录引言 11 设计任务与要11.1 设计目的 11.2 任务要求及器件 12 LED 动态显示原理： 22.1 8*8点阵动态显示例 23 硬件电路设计33.1 16*16点阵制作 33.2 AT89C51特性 53.3 74HC154 63.4 单片机系统的基本模块 74 软件设计 85 软件运行结果 136 结论 147 谢辞 158 参考文献 15 引言 LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体
2、感强，静如油画，动如电影， 广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市 场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。在实际应用中的显示屏由于成本 和可靠性的因素常采用一种称为动态扫描的显示方法。本文设计的是一个室 内用16*16的点阵LED图文显示屏，图形或文字显示有静止、移入移出 等显示方式。1.1设计目的： 掌握单片机控制原理与光显示器件的应用 熟悉汇编语言编程 1.2任务要求： 通过AT89C51的P1.0P1.3连接416线译码器74LS154 对16*16LED点阵的每一竖列进行逐列扫描，并将P0与P2端口作为数据输出 端点亮数码管发光显示，实现“新余学院机电工
3、程学院张铸祥单片机课程设计”字样，并依次左移循环显示主要器件：AT89C51，RP1(100K*8), 16*16LED点阵（green共阴极），74H154，晶振（12M）, 2个30PF电容, 0.01UF电容，R1(100K)，按钮开关2. LED 动态显示原理：LED点阵显示系统中各模块的显示方式： 有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息
4、。点阵式LED绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于24帧/秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中，因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发光单元的信号线数量，因此在LED显示技术中被广泛使用。2.1 8*8点阵动态显示例以88点阵模块为例，说明一下其使用方法及控制过程。图2.1中，红色水平线Y0、Y1Y7叫做行线，接内部发光二极管的阳极，每一行8个LED的阳极都接在本行的行线上。相邻两行线间绝缘。同样，蓝色竖直线X0、X1X7叫做列线，接内部每列8个LED的阴极，
5、相邻两列线间绝缘。在这种形式的LED点阵模块中，若在某行线上施加高电平（用“1”表示），在某列线上施加低电平（用“0”表示）。则行线和列线的交叉点处的LED就会有电流流过而发光。比如，Y7为1，X0为0,则右下角的LED点亮。再如Y0为1，X0到X7均为0，则最上面一行8个LED全现描述一下用动态扫描显示的方式，显示字符“B”的过程。其过程如图2.1点亮。现描述一下用动态扫描显示的方式，显示字符“B”的过程。其过程如图3.1 图2.1 用动态扫描显示字符“B”的过程3. 硬件电路设计3.1 16*16点阵制作Proteus中只有57和88等LED点阵，并没有1616LED点阵，而在实际应用中，
6、要良好地显示一个汉字，则至少需要1616点阵。下面我们就首先介绍使用88点阵构建1616点阵的方法，并构建一块1616LED点阵，用于本次设计。首先，从Proteus7.5的元件库中找到“MATRIX-8X8-RED”元器件，并将四块该元器件放入Proteus文档区编辑窗口中。此时需要注意,如果该元器件保持初始的位置（没有转动方向），我们要首先将其左转90，使其水平放置，那么此时它的左面8个引脚是其行线，右边8个引脚是其列线（当然，如果你是将右转，则右边8个引脚是行线）。然后我们将四个元器件对应的行线和列线分别进行连接，使每一条行线引脚接一行16个LED，列线也相同。并注意要将行线和列线引出一
7、定长度的引脚，以便下面我们使用。连接好的1616点阵如图3.1.1所示。成如上图的1616点阵只是第一步，这样分开的数块并不能达到好的显示效果,下面我们要将其进一步组合。组合实际上很简单，首先选中如上图中右侧的两块88点阵，然后拖动并使其与左侧的两块相并拢，如图3.1.2所示。 图3.1.1 点阵模块组合 图3.1.2可以看到原来的连线已经自动隐藏了，至于线上的交点，我们不要去动。然后，我们再来最后一步，选中下侧的两块点阵，并拖动使其与上侧的两块并拢,最后的效果如图3.4所示。看到,原来杂乱的连线现在已经几乎全部隐藏了，一块1616的LED点阵做成了。需要注意，做成的LED点阵的行线为左侧的1
8、6个引脚，下侧的16个引脚为其列线，而且其行线为高电平有效，列线为低电平有效。然后，我们将其保存，以便以后使用。3.2 AT89C51特性AT89C51 提供以下标准功能：4k 字节Flash 闪速存储器，128字节内部RAM，32 个I/O 口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。外形及
9、引脚排列如图3.2所示 图 3.23.3 74HC154 74HC154译码器可接受4位高有效二进制地址输入，并提供16个互斥的低有效输出。74HC154的两个输入使能门电路可用于译码器选通，以消除输出端上的通常译码“假信号”，也可用于译码器扩展。该使能门电路包含两个“逻辑与”输入，必须置为低以便使能输出端。任选一个使能输入端作为数据输入，74HC154可充当一个1-16的多路分配器。当其余的使能输入端置低时，地址输出将会跟随应用的状态。1-11 13-17 ：输出端。（outputs (active LOW)）12：Gnd电源地 （ground (0 V)）18-19：使能输入端、低电平有效
10、 (enable inputs (active LOW)20-23地址输入端 (address inputs)24：VCC电源正 (positive supply voltage) H = 高电平（HIGH voltage level）L = 低电平（LOW voltage level）X = 任意电平（dont care）只要控制端G1、G2任意一个为高电平，A、B、C、D任意电平输入都无效。G1、G2必须都为低电平才能操作芯片 3.4 单片机系统的基本模块 基本模块的制作是基于单片机的16*16点阵滚动显示的基本思路，也是我们研究的基于单片机的16*16点阵滚动显示的重要依据。 其中，单片
11、机最小系统包括复位电路、晶振电路和电源电路。显示部分即点阵显示电路，驱动部分即74HC154驱动电路。4. 软件设计ORG0000HAJMPMAINORG0030H MAIN: MOVDPTR,#TABMOVR1,#00HMOVR4,#144 CM:MOVR5,#5MOVR3,#16 C1: MOV R2,#0 C16:MOVP0,#00HMOVP2,#00HCLRP3.0MOVA,R2MOVCA,A+DPTR MOVP0,A INCR2MOVA,R2MOVCA,A+DPTRMOVP2,AINCR2MOVP1,R1INCR1 ACALLD1MSACALLD1MSDJNZR3,C16MOVR3,
12、#16DJNZR5,C1INCDPTRINCDPTRDJNZR4,CM AJMPMAIN D1MS:MOVR6,#2MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,$-4RET TAB:DB 0x08,0x00,0x10,0x20,0xFE,0x1E,0x00,0x02,0x44,0x02,0x28,0x02,0xFF,0x7E,0x10,0x12;DB 0x10,0x12,0xFE,0x12,0x10,0x12,0x54,0x12,0x92,0x12,0x11,0x11,0x14,0x11,0x88,0x10;/*新,0*/DB 0x80,0x00,0x80,0x00,0x40,0x01,0x20,0x02,0x10,0x04,0x08,0x08,0xF4,0x17,0x83,0x60;DB 0x80,0x00,0xFC,0x1F,0x80,0x00,0x88,0x08,0x88,0x10,0x84,0x20,0xA2,0x20,0x
