单片机控制LED点阵显示屏设计方案孙锋.pdf
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1、目录引言 2 第 1 章背景介绍 3 1.1 LED 及 LED 显示屏 31.1.1 点矩阵显示器的种类31.1.2点矩阵显示器的结构.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 单片机的发展历史简介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 10 3.2系统程序的设计10 3.2.1显示驱动程序 11 3.2.2系统主程序 11 第
2、4 章 性能分析与总结124.1 性能分析 124.2 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 /18 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,软件流程图和部分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行扩展,是一种成本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,
3、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。文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F
4、7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V
5、7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F
6、7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V
7、7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F
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9、7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1/18 第 1 章背景介绍1.1 LED 及 LED显示屏LED 就是
10、 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行控制,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,
11、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,若按 LED 发光变化颜色来分,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 点矩阵显示器的结构以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
12、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,价格便宜,易于产品化。1.2.2 单片机的发展历史简介第 1 阶段(1971 年1978 年,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
13、 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;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
14、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。文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C
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20、7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1/18 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
21、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。点阵式 LE
22、D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。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,相邻两列线间绝缘。在这种
23、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均为文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI1H6Q7V2Y7 ZT7W8F7T7C1文档编码:CH9A2C9F7V7 HI
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