2022年51单片机的16X16LED点阵式汉字电子显示屏的设计 .docx
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1、精品_精品资料_学号:0121018700318课 程 设 计指导老师朱宏辉2022年6月25日题学专目院业4 个8x8 点阵LED 电子显示屏的设计物流学院物流工程班级物流 ZY1001姓名宋金龙可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_摘 要本设计是基于 MCS-51 的 1616 点阵 LED 电子显示屏的设计, 16 16 的点阵共有 256 个发光二极管,我们采纳动态扫描的显示方法,更节约锁存器也就节约了成本.扫描驱动电路就可以实现多行(比 如 16 行)的同名列共用一套驱动器.具体就 16 16 的点阵来说,把全部同1 行的发光管的阳极连在一起,把全部同1 列的发光管的阴极连
2、在一起(即我们采纳共阳极的接法).采纳扫描方式进行显示时, 每一行和每一列都有一个行驱动器和列驱动器,各行的同名列和各列的同名行共用一个驱动器.我们采纳四个 74LS273 锁存器 .显示数据通常储备在单片机的储备器中,按8 位一个字节的势式次序排放.编写点阵显示程序,利用proteus 画出电路原理图并装入程序仿真调试,仿真胜利后完成电路焊接并装入程序完成实物设计.整个设计过程让我们学到很多实践学问.LED显示屏作为一种新型的显示器件,是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成,通常用来显示时间、图文等信息,由点阵LED组成的汉字显示屏在工工程所应用特别广泛.LED显示屏显示画面颜色明艳,立体
3、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、工业企业治理和其它公共场所.在实际应用中的显示屏由于成本 和牢靠性的因素常采纳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.本设计是基于 MCS-51 单片机的 16x16 显示屏,其中包含了硬件、软件、调试等方案的设计.此外、该设计只需简洁的级联就能实现显示屏的扩展,但级联时要留意不要超过驱动负载范畴.关键字: LED ,点阵式,显示屏, AT89C51可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_目
4、录摘 要2第一章 :绪论01.1 把握单片机应用系统的一般过程和方法01.2 :设计要求0其次章:硬件电路的设计02.1 设计思路02.2 试验器材02.2.1 锁存器 74LS273 介绍12.3 硬件电路设计框图12.4 16*16 点阵 LED 显示器汉字显示的工作原理22.5 如何将 4 片 8x8 的 LED 拼接成一片 16x16 的 LED 显示屏(显示屏的扩展)32.6 点阵 LED 显示器与单片机的接口5第三章 :系统软件设计6第四章:系统程序设计8ORG 0000H8总结:23参考文献:24附:元件清单及仿真图24可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第一章 :绪
5、论1.1 把握单片机应用系统的一般过程和方法综合运用单片机原理与接口技术课程和其它有关先修课程的理论及方法,分析和解决单片机应用系统的设计、分析和试验开发等相关问题,进一步巩固和加深对所学学问的懂得.通过课程设计实践, 把握单片机应用系统的一般过程和方法,培育分析和解决实际问题的才能.培育设计的基本技能通过课程设计,学会运用相关技术资料和电子技术常用设备和工具,把握有关的设计流程、硬件及软件技术平台的基本操作使用方法,培育分析和设计的基本技能.1.2 :设计要求1、以 MCS-51 系列的单片机为核心器件,组成一个点阵式汉字显示屏.2、显示屏由一块16x16 LED 点阵显示器组成,可以依次显
6、示10 个汉字 .3、通过编程能够随时对汉字进行修改、调整.其次章:硬件电路的设计2.1 设计思路依据设计要求,初步确定设计方案如下:1. 挑选 4 片 74LS273 作为 16*16 点阵 LED 显示器的数据锁存器.2. 1#、2# 锁存器分别掌握上八行和下八行,3#、4#锁存器分别掌握左八列和右八列.3. P0 口作为 I/O 口,输出行数据和掌握信号.4. P2 口作为 I/O 口,与 “写”掌握信号相协作,输出列掌握信号.5. 通过编程依次显示汉字“欢迎光临武汉理工高校”等十个汉字 .2.2 试验器材AT89C51 芯片,锁存器74LS273, 4 片 8x8 的 LED 显示器组
7、合而成的16x16LED 显示屏,电阻、电容、晶振片、电源、门电路等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2.2.1 锁存器 74LS273 介绍74LS273 是一种带清除功能的8D 触发器, D0 D7 为数据输入端, Q0 Q7 为数据输出端,正脉冲触发,低电平清除,常用作8 位的址锁存器 .引脚介绍: 1 脚是复位 CLR, 低电平有效 ,当 1 脚是低电平常 , 输出脚 2Q0 、5Q1 、6Q2 、9Q3 、 12Q4、15Q5 、16Q6 、19Q7 全部输出0,即全部复位.当1 脚为高电平常 , 11 脚 CP( CLK )触发端,锁存掌握端 ,并且是上升沿触发锁存
8、,当 11 脚有一个上升沿 , 立刻锁存输入脚3、 4、 7、8 、13、14、 17、18 的电平状态 ,并且立刻出现在输出脚2Q0 、 5Q1 、6Q2 、9Q3 、12Q4、15Q5 、16Q6 、19Q7 上.2.3 硬件电路设计框图依据设计要求与设计思路,硬件电路框图如图2.2.1 所示 .硬件电路结构有六个部分组成:时钟电路、复位电路、点阵显示器阳极驱动电路、阴极驱动电路和16*16 点阵显示器电路 .点阵显示器阳时钟电路单片机极驱动电路16*16点 阵复位电路点阵显示器阴极驱动电路LED 显示器图 2.2.1图 2.2.2 为各部分硬件电路的原理图30p19U1XTAL118XT
9、AL230p(a)振荡电路9可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_9RST22u1k293031PSENALE EA1P1.030p( b)复位电路22.4 16*16 点阵 LED 显示器汉字显示的工作原理我们以 UCDOS 中文宋体字库为例,每一个字由16 行 16 列的点阵组成显示.即国标汉字库中的每一个字均由 256 点阵来表示 .我们可以把每一个点懂得为一个像素,而把每一个字的字形懂得为一幅图像.事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字,也可以显示在256 像素 .我们以显示汉字“大”为例,来说明其扫描原理:在UCDOS 中文宋体字库中,每一个字由16 行 16列的点阵组成显示.假
10、如用 8 位的 AT89C51 单片机掌握,由于单片机的总线为8 位,一个字需要拆分为2 个部分 .一般我们把它拆分为上部和下部,上部由8*16 点阵组成,下部也由8*16 点阵组成 .在本例中单片机第一显示的是左上角的第一列的上半部分,即第0 列的 p00-p07 口.方向为 p00 到 p07 ,显示汉字“大”时, p05 点亮,由上往下排列,为p0.0 灭, p0.1 灭, p0.2 灭 p0.3 灭, p0.4 灭, p0.5 亮,p0.6 灭,p0.7 灭. 即二进制 00000100,转换为 16 进制为 04h.依照这个方法,连续进行下面的扫描,一共扫描32 个 8 位,即可以得
11、出汉字 “大 ”的扫描代码 .由这个原理可以看出,无论显示何种字体或图像,都可以用这个方法来分析出它的扫描代码从而显示在屏幕上.16*16点阵 LED 显示器有两种接线形式,即共阴极接法和共阳极接法.共阳极接法的原理图如图2.2.3( a)所示,途中只画出了4*4点阵的二极管 .每一行发光二极管的阳极接在一起,有一个引出端r,每一列发光二极管的阴极接在一起,有一个引出端c.当给发光二极管阳极引出端r1 高电平常,阴极引出端 c1 加低电平常,左上角的二极管点亮.因此,对行和列的电平进行扫描掌握时,可以实现显示不同汉字的目的.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_r1r2r3r4c1c
12、2c3c4图 2.2.3 16*16 点阵 LED 显示器原理图及引脚排列( a)16*16 点阵 LED 原理图( b)4 个 8*8 点阵 LED 引脚排列2.5 如何将 4 片 8x8 的 LED 拼接成一片 16x16 的 LED 显示屏(显示屏的扩展)1、第一选定 4 片 MATRIX-8X8RED(颜色自选)并将它们左转90 度以实现对应的行线和列线连接.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、将显示器分成上下两部分,左右两部分,将对应的行线和列线连接起来,如图.3、拖动左右两边的显示器拼接在一起,然后拖动上下的显示器拼接在一起,结果如图.可编辑资料 - - - 欢迎下
13、载精品_精品资料_4、对于 4 片 8x8 的显示屏也可以通过总线的方法连接.2.6 点阵 LED 显示器与单片机的接口16*16 点阵 LED 显示器引脚排列如图2.2.3 ( b)所示 .当采纳单片机进行掌握时,连接16*16 点阵LED 显示器需要接入四片74LS273 锁存器, .在编程掌握时,将16*16 点阵 LED 显示器分成上下两部分,上半部分 8 行 16 列和下半部分 8 行 16 列.1#、2#锁存器分别掌握上八行和下八行,3#、4#锁存器分别掌握左八列和右八列.每一列由两个字节组成,数据分成两次送入扫描一列,显示一个字需要扫描16 次.“欢迎光临 ”显示如图 2.2.4
14、,可以依据从左到右,先下后上的次序以此写出“欢迎光临武汉理工高校” 等字的编码 .“欢迎 ”显示字样可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 2.2.4光“临 ”显示字样可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_30p30p22uU119XTAL118XTAL29RST1k29 PSEN30 ALE31 EAP0.0/AD0 P0.1/AD1 P0.2/AD2P0.3/AD3P0.4/AD4 P0.5/AD5P0.6/AD6 P0.7/AD7P2.0/A8P2.1/A9 P2.2/A10P2.3/A11 P2.4/A12 P2.5/A13P2.6/A14U23 D04 D17D
15、2393837363534333221U92223242526OR2732847108111312141314U617181516111718D313 D414 D517 D618 D711CLK1MR74LS273U3D0Q0Q02Q156Q29Q3Q412Q515Q616Q7192200200200200200200200200可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1P1.02P1.13P1.24P1.35P1.46P1.57P1.68P1.780C51P2.7/A15P3.0/RXD P3.1/TXD P3.2/INT0P3.3/INT1P3.4/T0 P3.5/T1 P3.6
16、/WRP3.7/RDD1 D2 D3D4D5 D6 D7CLK MROR74LS273Q15Q26Q39Q412Q51516Q6Q719200200200200200200200200可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_U43 D04 D17 D28 D313D414Q02Q15Q26Q39Q41215可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_D5U717 D618 D711CLK 1MROR74LS273U5Q516Q6Q719可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3D04Q025可编辑资料 - - - 欢迎下载精品
17、_精品资料_7 D1D28 D313 D414 D5U817D6 18D711CLK 1MROR74LS273Q16Q2Q39Q412Q515Q61619Q7可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_图 2.2.5 整体电路图第三章:系统软件设计“欢迎光临武汉理工高校 ” 10个字的编码表如下:TAB1:DB 00H,00H,10H,00H,34H,08H,44H,04H. “欢 ”字编码数据DB 04H,03H,7CH,04H,06H,28H,38H,10H可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_DB 0FH,0CH,89H,03H,0F8H,03H,08H,0CH DB 28
18、H,18H,1CH,30H,08H,20H,00H,00HTAB2:DB 00H,00H,40H,10H,40H,30H,06EH,1FH.“迎”字编码数据DB 06CH,18H,00H,10H,00H,24H,0FEH,23H DB 02H,21H,82H,20H,0FFH,3FH,02H,21H DB 02H,23H,0FFH,21H,02H,20H,00H,00HTAB3:DB 00H,00H,40H,00H,44H,20H,48H,20H. “光 ”字编码数据DB 50H,10H,0E0H,0FH,40H,00H,0FFH,1FH DB 60H,20H,50H,20H,48H,20H,
19、46H,20H DB 60H,20H,40H,10H,00H,00H,00H,00HTAB4: DB 0F0H,03H,00H,40H,00H,20H,0FFH,1FH.“临”字编码数据DB 00H,00H,00H,00H,40H,3FH,31H,21H DB 1FH,21H,14H,21H,24H,3FH,64H,21H DB 44H,21H,46H,21H,04H,3FH,00H,00HTAB5:DB 10H,00H,10H,08H,10H,18H,90H,1FH. “武 ”字点阵数据DB 14H,08H,0F4H,07H,94H,04H,94H,04H DB 14H,04H,10H,00
20、H,0FEH,00H,10H,03H DB 12H,0CH,14H,10H,10H,20H,00H,30HTAB6: DB 00H,00H,00H,70H,22H,78H,44H,0C4H. “汉 ”字点阵数据DB 0CCH,06H,00H,40H,04H,20H,34H,10H DB 0C4H,08H,04H,05H,04H,02H,04H,05H DB 0C4H,08H,3EH,10H,04H,20H,00H,30HTAB7: DB 08H,21H,08H,61H,0F8H,1FH,08H,09H. “理 ”字点阵数据DB 08H,05H,00H,00H,00H,80H,0FCH,0A1H
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