基于单片机的点阵显示

《基于单片机的点阵显示》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于单片机的点阵显示（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、目录摘 要3第一章前言51.1 选题背景及国内外研究现51.2 论文主要内容51.3 设计目标及采取的方案61.3.1 本设计的目标61.3.2 本设计采取的方案7第二章 系统总体分析72.1 显示部分72.2 驱动电路的选择82.3 工作原理8第三章 系统硬件设计83.1 STC89C52作为主控芯片93.2 单片机最小系统113.3 LED的特点以及常用的参数133.4 74HC595介绍153.5行驱动电路183.6大电流达林顿管TIP127193.7 位数据缓冲器74LS244203.7 LED点阵屏的输入输出端口203.8汉字显示的原理22第4章 系统软件设计234.1 程序设计23

2、4.2主程序设计24第五章 系统调试355.1 硬件调试365.2 软件调试36结 论36致谢37参考文献37摘 要本文主要阐述了用51单片机控制单色16*32的LED点阵屏显示的方法，对LED点阵屏如何进行行列信号控制及信号传输中的驱动问题进行了研究，并讨论了单片机控制系统中关键的数据处理以及发送问题。结果表明采用并行数据输入、串行数据及同步时钟传输的专用电路可大大减少CPU的辅助时间，提高了数据的发送速度。并给出了通过软件控制点阵屏显示的几种方式，如静态显示，分屏显示以及左移显示，对其软件的算法给出了具体分析。基于各种算法我们就可以灵活的运用软件实现各种显示，并将其用于商业用途。关键词:L

3、ED点阵屏；单片机；驱动；扫描Abstract This article mainly elaborates the method of using MCU-51 to control single color 32*64 LED lattice screen display, and researching how to carry on the ranks signal control and the question of signal actuation with the LED lattice screen, and discusses the essential data proc

4、essing and the transmission question in the monolithic integrated circuit control system. The result indicates that CPU non-cutting time can be reduced greatly by using the allocated-use circuit with parallel data input, serial data and synchronism clock transmission, which has raised the data trans

5、mitting speed. This system has given several ways to control lattice screen display via software such as the static state display, divided screen display and left shift display, which has given the concrete analysis of softwares algorithm. We can realize all kinds of display nimbly by using software

6、 based on each algorithm, and use it in the commercial trade . Key words:LED lattice screen；One-chip computer；Drive；Scan第一章前言1.1 选题背景及国内外研究现状（1）选题背景现代信息社会中，作为人一机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。高亮度、全彩化蓝色及纯绿色LED产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业

7、化条件。LED产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色LED显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色LED屏更会成为主流产品。（2）选题意义 该设计课题使我们能够掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法，对LED显示屏这个行业有了较为深刻的了解和认识。并且对大学期间所学习的一些理论进行了实践，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。并且通过该设计课题掌握了51单片机的的软硬件开发工具的使用方法，为以后从

8、事相关行业的工作积累了实际工作经验。目前我国的信息行业发展迅速，作为主要平面显示媒介的LED显示屏的作用也越练越广泛，相关的从业人员也会越来越紧缺。但同时应该清楚的认识到我国的LED技术虽然发展迅速但和世界先进水平还有一定的差距。因此此课题不论是对自己的就业还是对我国LED显示技术的发展都有非常现实与积极的意义。1.2 论文主要内容针对设计题目的特点，作者对论文的内容和结构将做如下安排：（1）初步方案的论证和选择 搜集题目的有关资料，并参照目前通用的设计思想和设计方法拟定几套设计方案进行分析比较。拟选单片机为核心控制器件，外加译码电路和驱动电路的设计方案。（2）方案实现以设计方案为指导思想选择

9、合适的器件来实现这一思想，选择器件时要从功能和电气特性两方面来选择和论证。经过对比选择选定STC89C52单片机为核心控制器件，用74HC138N为译码电路器件。 （3）软件编写 根据硬件特点和设计要求，软件选用C语言编写。程序按功能分为静态显示、动态显示等相对独立的模块。然后按照所划分的模块逐个编写和调试，最后将独立的模块整合起来。（4）验证与测试 调试分为硬件调试、软件调试和系统联合调试几步来进行。在硬件调试中发现有单片机端口驱动能力不足、驱动电路工作不稳定等问题。在软件调试中出现程序整合工作不协调等问题。通过分析，查找找出了问题原因并设法将其解决。（5）结论 设计完成后对设计中所遇到的问

10、题、经验教训、以及自己的想法进行总结。1.3 设计目标及采取的方案1.3.1 本设计的目标本设计的理论基础是单片机技术基础，微机原理，模拟和数子电路。通过本设计不仅把以前学过的知识重新温习，而且在查阅课外资料时还有好多芯片都是以学过的芯片为基础，并且在其基础上改进和完善的。通过这次毕业设计使我在学校学习的理论知识和实际应用有机地结合起来，同时也能培养我独立思考、勇于创新的科学态度和钻研精神，为我将要踏上工作岗位做一次提前的锻炼。1.3.2 本设计采取的方案1） 利用单片机控制技术控制LED的显示，再结合单片机的程序作线路布置，即硬件设计。2） 行列电路设计，分析电路图确定整个系统大概的规模。3

11、） 进行系统分析，通过系统分析，确定该系统该具有那些功能，有那些模块，各个模块之间是怎样联系的，以及怎样组合的。4） 确定所需的元器件，然后通过电路图进行连接。5） 集合程序调试，调试整个的系统模块的功能，看各个功能是否能正常运行，并找出程序中的错误，改正这些错误。6） 最终能在LED电路板上显示所要的图形或汉字。第二章 系统总体分析本节是该设计的方案与比较部分，对设计中所采用的芯片从多方面综合的进行比较，最后经过仔细的研究后决定所选的器件。2.1 显示部分显示部分是本次设计最核心的部分，我们先对LED8*8点阵显示进行实验，然后再其基础上扩展成LED16*16，最后实现LED16*32对于L

12、ED8*8点阵显示有以下两种方案：静态显示，将一帧图像中的每一个二极管的状态分别用0 和1 表示,若为0 ,则表示LED 无电流,即暗状态;若为1 则表示二极管被点亮。若给每一个发光二极管一个驱动电路,一幅画面输入以后,所有L ED 的状态保持到下一幅画。对于静态显示方式,所需的译码驱动装置很多,引线多而复杂,成本高,且可靠性也较低。动态显示，对一幅画面进行分割,对组成画面的各部分分别显示,是动态显示方式。动态显示方式,可以避免静态显示的问题。但设计上如果处理不当,易造成亮度低,闪烁问题。因此合理的设计既应保证驱动电路易实现,又要保证图像稳定,无闪烁。动态显示采用多路复用技术的动态扫描显示方式

13、, 复用的程度不是无限增加的, 因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用了人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短, 发光的亮度等因素。通过实验发现, 当扫描刷新频率(发光二极管的停闪频率) 为50Hz, 发光二极管导通时间1m s 时, 显示亮度较好, 无闪烁感。 由于静态显示方式,所需的译码驱动装置很多,引线多而复杂,成本高,且可靠性也较低。而动态显示可以避免静态显示的问题，只是在设计时应注意合理的设计既应保证驱动电路易实现,又要保证图像稳定,无闪烁。且动态显示易于制作和理解，又能巩固所学知识，达到毕业设计的目标。我采用动态显示。2.2 驱动电路的选择驱动电路的选择采取并口输

14、入，占用大量I/O口资源。选取串口输入，I/O口资源使用较少。所以我选用74HC138译码器作为串口输入控制。2.3 工作原理利用单片机进行LED汉字显示平设计与制作是利用单片机控制技术，编写程序，通过程序控制LED的显示，显示所要显示的内容。技术线路为通过程序控制STC89C52芯片输出高低电平，高低电平控制分别控制LED的亮和灭，最终达到所要显示的内容。在显示电路中，主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。本设计介绍一种实用的汉字显示屏的制作，同时为了降低制作难度， 仅作了一个字的轮流显示，实际使用时可根据这个原理自行扩充显示的字数。我们把行列总线接在单片机的IO口，然后把扫描代码送入总

15、线，就可以得到显示的汉字了。我们在实际应用中只是将LED点阵的16条行线直接接在P0口和P2口，至于列选扫描信号则是由4-16线译码器74HC138来选择控制，这样一来列选控制只使用了单片机的4个IO口，节约了很多IO资源，为单片机系统扩充使用功能提供了条件。第三章 系统硬件设计LED点阵设计主要应用于显示屏，它是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。由于它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内室外环境适应能力强等优点，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年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图像显示屏的发展过程。本设计采用以STC