点阵LED屏单片机学习板.doc
16*16点阵LED屏单片机学习板 16*16点阵LED屏单片机学习板是一款非常适合有一定单片机 基础的客户选购，我们设计的这款点阵屏硬件成熟可靠，LED亮度充足而且均匀图像清晰稳定无串扰，显示效果非常理想，既可以显示静态的图形和文字也能通过 编程让图形和文字运动起来，运动方式灵活多样可以平移、下降、激光扫描、滚动播出等等，大家一定看到过商场门口的红色流动字幕吧？只要你有足够的耐心你也 能实现这个效果！ 一个 16*16点阵LED屏单片机学习板：缺货，停止邮购 硬件资源： 1、一片AT89S51单片机2、由4个8*8点阵LED模块组成一个16X16点阵LED3、4个按键开关（功能预留）4、一个REST手动复位按键5、一个DS1302时钟芯片、CR2032断电记忆电池座、蜂鸣器（功能预留）。6、电路板大小：204*100*15 毫米 注意：本电路板耗电较大，正常工作时LM7805稳压器比较烫手，有条件的客户可以加装散热器或者直接用5V/1A开关电源供电（跳过7805稳压器）详细配套软件资料：1、由下向上滚动的“单片机是工业中最基础的运用.”汇编语言完整源程序2、PDF格式的原理图、装配安装示意图3、配有中、英文字模资料、示范程序 工作原理分析： 从理论上说，不论显示图形还是文字，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。16×16的点阵共有256个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果我们采用锁存器来扩展端口，按8位 的锁存器来计算，1 6×16的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是16×16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 成本将是一个很庞大的数字。 因此在实际应用中的显示屏都不采用这种设计，而采用另一种称为动态扫描的显示方法。动态扫描的意思简 单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行(比如16行)的同名列共用一套列驱动器。具体就1 6×16的点阵来说，把所有同l行的发光管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的阴极连在一起(共阳的接法)，先送出对应第1行发光管亮灭的数据并锁 存，然后选通第l行使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第2行的数据并镇存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；-?第16行之后，又重新 燃亮第1行，腹轮回。当这样轮回的速度足够快(每秒24次以上)，由于人眼的视觉暂留现象，就能看到显示屏上稳定的图形了。 采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按8位一个字节的形式顺序排放。显示 时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并行方式或串行方式。显 然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并行传输的方案是不可取的。 采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但是，串行传输过程较长，数据按 顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都已传输到位之后，这一行的各列才能并行地进行显示。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数据准 备(传输)和列数据显示两个部分。对于串行传输方式来说，列数据准备时间可能相当长在行扫描周期确定的情况下，留给行显示的时间就太少了，以致影响到 LED的亮度。 解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题，可以采用重叠处理的方法。即在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据。为了达到重叠 处理的目的，列数据的显示就需要具有锁存功能。经过上述分析，可以归纳出列驱动器电路应具备的主要功能。对于列数据准备来说，它应能实现串人并出的移位功 能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据，而不会影 响本行的显示。硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分单片机系统及外围电路： 单片机采用89C51或其兼容系列的芯片，采用24MHz或更高频率的晶振，以获得较高的刷新频率，使显示更稳定。单片机的串口与列驱动器相连， 用来送显示数据。P1口低4位与行驱动器相连，送出行选信号；P1.5P1.7口则用来发送控制信号。PO和P2口空着，在有必要时可以扩展系统的 ROM和RAM。列驱动电路： 列驱动电路由集成电路74HC595构成。它具有一个8位串人并出的移位寄存器和一个8位输出锁存器的结构，而且移位寄存器和输出锁存器的控制是各自独立的，可以实现在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据，即达到重叠处理的目的。 它的输入侧有8个串行移位寄存器，每个移位寄存器的输出都连接一个输出锁存器。引脚SI是串行数据的输入端。引脚SCK是移位寄存器的移位时钟脉冲，在其 上升沿发生移位，并将SI的下一个数据打人最低位。移位后的各位信号出现在各移位寄存器的输出端，也就是输出锁存器的输入端。RCK是输出锁存器的打人信 号，其上升沿将移位寄存器的输出打人到输出锁存器。引脚G是输出三态门的开放信号，只有当其为低时锁存器的输出才开放，否则为高阻态。SCLR信号是移位 寄存器的靖0输入端，当其为低时移位寄存器的输出全部为o。由于SCK和RCK两个信号是互相独立的，所以能够做到输人串行移位与输出锁存互不干扰。芯片 的输出端为QAQH最高位QH可作为多片74HC595级联应用时，向上一级的级联输出。但因QH受输出锁存器打人控制，所以还从输出锁存器前引出了 QH，作为与移位寄存器完全同步的级联输出。行驱动电路： 单片机P1口低4位输出的行号经416线译码器74LSl54译码后生成1 6条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。一条行线上要带动16列的LED进行显示，按每一LED器件20 mA电流计算，16个LED同时发光时，需要320 mA电流，选用三极管8550作为驱动管可满足要求。系统程序的设计 显示屏软件的主要功能是向屏体提供显示数据，并产生各种控制信号，使屏幕按设计的要求显示。根据软件分层次设计的原理，可把显示屏的软件系统分成 两大层：第一层是底层的显示驱动程序，第二层是上层的系统应用程序。显示驱动程序负责向屏体送显示数据，并负责产生行扫描信号和其它控制信号，配合完成 LED显示屏的扫描显示工作。显示驱动程序由定时器T0中断程序实现。系统应用程序完成系统环境设置(初始化)、显示效果处理等工作，由主程序来实现。 从有利于实现较复杂的算法(显示效果处理)和有利于程序结构化考虑，显示屏程序适宜采用c语言编写。显示驱动程序： 显示驱动程序在进人中断后首先要对定时器T0重新赋初值，以保证显示屏刷新率的稳定，116扫描显示屏的刷新率(帧频)计算公式如下：刷新率(帧频)=1/16×T0溢出率=1/16×fosc/12(65536to) 其中fosc为晶振频率，to为定时器T0初值(工作在16位定时器模式)。 然后显示驱动程序查询当前燃亮的行号，从显示缓存区内读取下一行的显示数据，并通过串口发送给移位寄存器。为消除在切换行显示数据的时候产生拖尾现象，驱 动程序先要关闭显示屏，即消隐，等显示数据打人输出锁存器并锁存，然后再输出新的行号，重新打开显示。图7.4 显示驱动程序流程图系统主程序： 系统主程序开始以后，首先是对系统环境初始化，包括设置串口、定时器、中断和端口；然后向上滚动显示“单片机是工业中最基础的运用.”。由于单片机没有停机指令，所以可以设置系统程序不断地循环执行上述显示效果。装配图片以下是部分源程序，不完整，仅供参考，这是完整的资料。; *; * *; * 单个16*16点阵电子屏字符显示器 *; * AT89C52 12MHZ晶振 *; *;显示字用查表法，不占内存，字符用16*16共阳LED点阵，;效果：向上滚动显示19个字，再重复循环。;R1：查表偏址寄存器，B：查表首址，R2：扫描地址(从00-0FH)。;R3：滚动显示时控制移动速度，单字显示可控制静止显示的时间。;*;中断入口程序;*;ORG 0000HLJMP STARTORG 0003HRETIORG 000BHLJMP INTT0ORG 0013HRETIORG 001BHRETIORG 0023HRETIORG 002BHRETI;*; 初始化程序 ;*;*; 主程序 ;*;START: MOV 20H,#00H ;清标志,00H为第16行开始扫描标志,01为1帧扫描结束标志MOV A,#0FFH ;端口初始化MOV P1,AMOV P2,AMOV P3,AMOV P0,ACLR P1.6 ;串行寄存器打入输出端控制位MOV TMOD,#01H ;使用T0作16位定时器,行扫描用。MOV TH0,#0FCH ;1ms初值(12MHZ)MOV TL0,#18HMOV SCON,#00H ;串口0方式传送显示字节MOV IE,#82H ;T0中断允许,总中断允许MOV SP,#70HMAIN: LCALL DIS1 ;显示准备，黑屏，1.5秒MOV DPTR,#TABLCALL MOVDISP ;向上滚动显示一页(8个字)INC DPHLCALL MOVDISP ;向上滚动显示一页(8个字)INC DPHLCALL MOVDISP ;向上滚动显示一页(8个字)AJMP MAIN;*; 多字滚动显示子程序 ;*;每次8个字，入口时定义好DPTR值;MOVDISP: MOV B,#00H ;向上移动显示，查表偏址暂存（从00开始）DISLOOP: MOV R3,#07H ;移动速度DISMOV: MOV R2,#00H ;第0行开始MOV R1,B ;SETB TR0 ;开扫描（每次一帧）WAITMOV: JBC 01H,DISMOV1 ;标志为1扫描一帧结束（16毫秒为1帧，每行1毫秒）AJMP WAITMOVDISMOV1: DJNZ R3,DISMOV ;1帧重复显示（控制移动速度）INC B ;显示字的下一行（每行2字节）INC B ;MOV A,R1 ;R1为0，8个字显示完JZ MOVOUT ;AJMP DISLOOP ;MOVOUT: RET ;移动显示结束;*; 单字显示子程序 ;*;显示表中某个字DIS1: MOV R3,#5AH ;静止显示时间控制（16MS*#=1.6秒）DIS11: MOV R2,#00H ;一帧扫描初始值（行地址从00-0FH）MOV DPTR,#TAB ;取表首址MOV R1,#00H ;查表偏址（显示第一个字）SETB TR0 ;开扫描（每次一帧）WAIT11: JBC 01H,DIS111 ;为1，扫描一帧结束AJMP WAIT11DIS111: DJNZ R3,DIS11RET;*; 扫描程序 ;*;注意省略了一部分;*; 扫描文字表 ;*;TAB: DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH ;黑屏DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFHDB 0F7H,0DFH,0F9H,0CFH,0FBH,0BFH,0C0H,007H,0DEH,0F7H,0C0H,007H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H ;- 文字: 单 -DB 0C0H,007H,0DEH,0F7H,0FEH,0FFH,000H,001H,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFHDB 0FFH,0BFH,0EFH,0BFH,0EFH,0BFH,0EFH,0BBH,0E0H,001H,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH ;- 文字: 片 -DB 0E0H,00FH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0DFH,0EFH,0DFH,0EFH,0BFH,0EFH,07FH,0EFHDB 0EFH,0FFH,0EFH,007H,0EFH,077H,001H,077H,0EFH,077H,0EFH,077H,0C7H,077H,0CBH,077H ;- 文字: 机 -DB 0ABH,077H,0AFH,077H,06EH,0F7H,0EEH,0F5H,0EDH,0F5H,0EDH,0F5H,0EBH,0F9H,0EFH,0FFHDB 0FFH,0FFH,0F0H,00FH,0F7H,0EFH,0F0H,00FH,0F7H,0EFH,0F0H,00FH,0FFH,0FFH,000H,001H ;- 文字: 是 -DB 0FEH,0FFH,0F6H,0FFH,0F6H,007H,0F6H,0FFH,0EAH,0FFH,0DCH,0FFH,0BFH,001H,0FFH,0FFHDB 0FFH,0FFH,0C0H,003H,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH ;- 文字: 工 -DB 0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,000H,001H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFHDB 0FBH,0BFH,0FBH,0BFH,0FBH,0BFH,0FBH,0BBH,0BBH,0B9H,0DBH,0B3H,0DBH,0B7H,0EBH,0AFH ;- 文字: 业 -DB 0E3H,0AFH,0EBH,09FH,0FBH,0BFH,0FBH,0BFH,0FBH,0BBH,000H,001H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFHDB 0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0DEH,0F7H,0C0H,003H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H ;- 文字: 中 -DB 0DEH,0F7H,0C0H,007H,0DEH,0F7H,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH;DB 0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0DEH,0F7H,0C0H,003H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H ;- 文字: 中 -DB 0DEH,0F7H,0C0H,007H,0DEH,0F7H,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFHDB 0E0H,00FH,0EFH,0EFH,0E0H,00FH,0EFH,0EFH,0E0H,00FH,0FFH,0FFH,000H,001H,0DDH,0FFH ;- 文字: 最 -DB 0C1H,003H,0DDH,077H,0C1H,0AFH,0DCH,0DFH,0C1H,0AFH,01DH,071H,0FCH,0FBH,0FDH,0FFHDB 0F7H,0DFH,0F7H,0DFH,080H,003H,0F7H,0DFH,0F0H,01FH,0F7H,0DFH,0F0H,01FH,0F7H,0DFH ;- 文字: 基 -DB 000H,001H,0F7H,0DFH,0EEH,0E7H,0C0H,011H,03EH,0FBH,0FEH,0FFH,080H,003H,0FFH,0FFHDB 0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,000H,001H,0FCH,07FH,0FCH,0BFH,0FAH,0BFH,0FAH,0DFH ;- 文字: 本 -DB 0F6H,0EFH,0EEH,0E7H,0D0H,011H,03EH,0FBH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FFH,0FFHDB 0EFH,07FH,0EFH,07FH,0DFH,07FH,083H,003H,0BAH,0FBH,0BAH,0FBH,0B9H,0FBH,083H,07BH ;- 文字: 的 -DB 0BBH,0BBH,0BBH,09BH,0BBH,0DBH,0BBH,0FBH,083H,0FBH,0BBH,0D7H,0BFH,0EFH,0FFH,0FFHDB 0FEH,0FFH,0FFH,07FH,0C0H,003H,0DFH,0FFH,0DDH,0FFH,0DEH,0F7H,0CFH,073H,0D7H,037H ;- 文字: 应 -DB 0DBH,06FH,0DBH,06FH,0D9H,0DFH,0BBH,0DFH,0BFH,0BFH,0A0H,001H,07FH,0FFH,0FFH,0FFHDB 0FFH,0FFH,0E0H,003H,0EFH,07BH,0EFH,07BH,0EFH,07BH,0E0H,003H,0EFH,07BH,0EFH,07BH ;- 文字: 用 -DB 0EFH,07BH,0E0H,003H,0EFH,07BH,0EFH,07BH,0DFH,07BH,0DFH,07BH,0BFH,06BH,07FH,077HDB 0FDH,0FFH,0FEH,0FFH,0FFH,07FH,000H,001H,0FDH,0FFH,0FDH,0FFH,0FCH,00FH,0FDH,0EFH ;- 文字: 方 -DB 0FBH,0EFH,0FBH,0EFH,0F7H,0EFH,0F7H,0EFH,0EFH,0EFH,0DFH,06FH,03FH,09FH,0FFH,0FFH;DB 0FDH,0FFH,0FEH,0FFH,0FFH,07FH,000H,001H,0FDH,0FFH,0FDH,0FFH,0FCH,00FH,0FDH,0EFH ;- 文字: 方 -DB 0FBH,0EFH,0FBH,0EFH,0F7H,0EFH,0F7H,0EFH,0EFH,0EFH,0DFH,06FH,03FH,09FH,0FFH,0FFHDB 0FFH,05FH,0FFH,067H,0FFH,06FH,080H,003H,0FFH,07FH,0FFH,07FH,0FFH,07FH,0C1H,07FH ;- 文字: 式 -DB 0F7H,0BFH,0F7H,0BFH,0F7H,0BFH,0F4H,0DFH,0E3H,0DDH,08FH,0EDH,0DFH,0F5H,0FFH,0FBHDB 0F9H,0BFH,0C7H,0AFH,0F7H,0B7H,0F7H,0B7H,0F7H,0BFH,000H,001H,0F7H,0BFH,0F7H,0B7H ;- 文字: 我 -DB 0F1H,0D7H,0C7H,0CFH,037H,0DFH,0F7H,0AFH,0F6H,06DH,0F7H,0F5H,0D7H,0F9H,0EFH,0FDHDB 0FFH,007H,0C0H,06FH,0EDH,0EFH,0F6H,0DFH,0C0H,001H,0DDH,0FDH,0BDH,0FFH,0C0H,003H ;- 文字: 爱 -DB 0FBH,0FFH,0F8H,00FH,0F3H,0DFH,0F4H,0BFH,0EFH,03FH,09CH,0CFH,073H,0F1H,0CFH,0FBHDB 0F7H,0DFH,0F9H,0CFH,0FBH,0BFH,0C0H,007H,0DEH,0F7H,0C0H,007H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H ;- 文字: 单 -DB 0C0H,007H,0DEH,0F7H,0FEH,0FFH,000H,001H,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFHDB 0FFH,0BFH,0EFH,0BFH,0EFH,0BFH,0EFH,0BBH,0E0H,001H,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH ;- 文字: 片 -DB 0E0H,00FH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0DFH,0EFH,0DFH,0EFH,0BFH,0EFH,07FH,0EFHDB 0EFH,0FFH,0EFH,007H,0EFH,077H,001H,077H,0EFH,077H,0EFH,077H,0C7H,077H,0CBH,077H ;- 文字: 机 -DB 0ABH,077H,0AFH,077H,06EH,0F7H,0EEH,0F5H,0EDH,0F5H,0EDH,0F5H,0EBH,0F9H,0EFH,0FFHDB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH ;黑屏DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;END
