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1、-目 录引言2第1章 背景介绍31.1 LED及LED显示屏31.1.1 点矩阵显示器的种类31.1.2点矩阵显示器的构造.31.2 MCS-51系列单片机简介41.2.1 MCS-51系列单片机及其特点41.2.2 单片机的开展历史简介5第2章 功能要求6 2.1 设计目的.6 2.2 主要器件.6 2.3 任务要求.6 2.4 LED动态显示原理.6第3章 方案实现83.1 系统硬件电路的设计83.1.1单片机系统及外围电路83.1.2列驱动电路93.1.3行驱动器103.2系统程序的设计103.2.1显示驱动程序113.2.2系统主程序11第4章 性能分析与总结124.1 性能分析124
2、.2 总结14致谢14参考文献14附录A 点阵LED图文显示屏的截图.15附录B程序如下.16引言 LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。文章给出了一种基于MCS-51单片机的57 点阵LED显示屏的设计方案。包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和局部汇编语言程序等方面。在负载范围内, 只需通过简单的级联就可以对显示屏进展扩展,是一种本钱低廉的图文显示方案。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，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
3、、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本钱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57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。第1章 背景介绍1.1 LED及LED显示屏LED 就是Light Emitting Diode而发光。该能量相当于半导体材料的带隙能量Eg(Ev ,其与发光波长(nm 的关系为= 1239. 6PEg。LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩
4、阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进展控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，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。它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。1.1.1 点矩阵显示器的种类点矩阵显示器的种类可以分为5*7 5*8 6*8 8*8 4种，假设按LED发光变化颜
5、色来分，又可分为单色 双色 三色3种，按LED的极性排列又可分为共阳极和共阴极两种。1.1.2 点矩阵显示器的构造以5*7点矩阵为例，一般市售注明CA-P共阳极和CC-P固化在ROM中，不易受病毒破坏。许多信号的通道均在一个芯片内，故运作时系统稳定可靠。便于扩展： 片内具有计算机正常运行所必需的部件，片外有很多供扩展用的(总线，并行和串行的输入/输出管脚，很容易组成一定规模的计算机应用系统。控制功能强： 具有丰富的控制指令：如：条件分支转移指令，I/O口的逻辑操作指令，位处理指令。实用性好： 体积小，功耗低，价格廉价，易于产品化。1.2.2 单片机的开展历史简介第1阶段(1971年1978年，
6、以MCS-48系列为代表，称4位单片机。在片内：CPU有4位或8位；ROM有1KB或2KB；RAM有64B或128B；只有并行接口，无串行接口；只有1个8位的定时/计时器；中断源只有2个。在片外：寻址范围只有4KB；芯片引脚有40个。第2阶段(1978年1983年，以MCS-51系列为代表，称8位单片机。在片内：CPU有8位；ROM有4KB或8KB；RAM有128B或256B；有串/并行接口；有2个或3个16位的定时/计时器；中断源有5至7个。在片外：寻址范围有64KB；芯片引脚有40个。第3阶段(1983年以后，以MCS-96系列为代表，称16位单片机。在片内：CPU有16位；ROM有8KB
7、；RAM有232B；有串/并行接口；有4个16位的定时/计时器；中断源有8个；增加了D/A和A/D转换电路。在片外：寻址范围有64KB；芯片引脚有48个或68个。以上MCS-51系列以其优良的性价比，在我国得到了广泛的应用。第2章 功能要求2.1 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。2.2 主要器件 AT89C51，RP1(100K*8, 16*16LED点阵green共阴极，74H154，振，按钮开关。2.3 任务要求 通过AT89C51的P1.0P1.3连接416线译码器74LS154对16*16LED点阵的每一竖列进展逐列扫描，并将P0与P2端口作为数据输出端点
8、亮数码管发光显示，实现“*学院机电工程学院*单片机课程设计；字样，并依次左移循环显示。2.4 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展选通，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。点阵式LED绝大局部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
9、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。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*0、*1*7叫做列线，接内部每列8个LED的阴极，相邻两列线间绝缘。在这种形式的LED点阵模块中，假设在*行线上施加高电平用“1表示，在*列线上施加低电平用“0表示。则行线和列线的穿插点处的LED就会有电流流过而发光。比方，Y7为1，
10、*0为0,则右下角的LED点亮。再如Y0为1，*0到*7均为0，则最上面一行8个LED全点亮。 Proteus中只有57和88等LED点阵，并没有1616LED点阵，而在实际应用中，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“MATRI*-8*8-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，则此时它的左面8个引脚是其行线，右边8个引脚是其列
11、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展连接，使每一条行线引脚接一行16个LED，列线也一样。并注意要将行线和列线引出一定长度的引脚，以便下面我们使用。连接好的1616点阵如图3.2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到达好的显示效果,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3.3所示。图3.2 点阵模块组合第3章 方案实现 从理论上说，不管显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。57的点阵共有35个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，57的点阵需要35/8=5个锁存器。这个数字比拟大，因为我们仅仅是57的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的本钱将是一个很大的数字。因此在
