LED點(diǎn)陣廣告牌系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、論文題目：led 點(diǎn)陣廣告牌系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘 要隨著 led 技術(shù)日趨成熟，在汽車、廣告、日常生活等諸多領(lǐng)域都可以看見 led 點(diǎn)陣顯示屏的身影，目前高亮度 led 已可以產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三原色的光，可以組成大型單色、雙色和彩色 led 顯示屏，常見的應(yīng)用是文字顯示及氣象預(yù)報(bào)圖像，另外，也盛行使用 led 顯示屏作為廣告招牌。因此，led 在各個(gè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。 本文介紹了一種基于單片機(jī)的 led 點(diǎn)陣廣告牌系統(tǒng)，系統(tǒng)是以 at89s51 單片機(jī)為核心實(shí)現(xiàn) led 點(diǎn)陣漢字的顯示。本文分別從硬件設(shè)計(jì)和軟件實(shí)現(xiàn)給予詳盡的描述。硬件部分由行驅(qū)動(dòng)模塊、列驅(qū)動(dòng)模塊以及 led 點(diǎn)陣顯示模塊組成；軟件部分采用

2、簡單流通性強(qiáng)的 c 語言編程，實(shí)現(xiàn)不同的顯示方式、顯示不同的點(diǎn)陣漢字、調(diào)速。此 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)是基于 at89s51 單片機(jī)的控制，采用這種方法設(shè)計(jì)的 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)成本低、易于實(shí)現(xiàn)?！娟P(guān)鍵詞】at89s51 單片機(jī)；led 點(diǎn)陣漢字；【論文類型】應(yīng)用型title: led dot billboards system designmajor: electronic and information engineeringname: liya signature: supervisor: zhang xiao li signature: abstract with the led te

3、chnology matures, many fields of automotive, advertising, and daily life can be seen the figure of the led dot matrix display. at present, high-brightness leds can produce red, green and blue light and can form a large monochromethe two-color and color led display. the common application is the imag

4、e of text display and weather forecasts. in addition the prevalence of the use of led display advertising signs. therefore, the led has a wide application in various fields.this article describes a microcontroller-based led dot matrix billboard system and theat89s51 microcontroller is the core of ch

5、inese characters of led dot matrix display systemthe article give a detailed description separately from the hardware design and software. the hardware part is made of the line driver module, the column driver module and led dot matrix display module and software part simple liquidity of the c progr

6、amming language.so can present a different display mode , a variety of dot matrix characters display and different space system is controlled by at89s51 microcontroller. the led dot matrix display system using this method designed is low-cost and easy to implement.【key words】at89s51 single-chip micr

7、ocomputer(scm); led dot matrix characters【type of thesis】applied type目 錄1 緒論 .11.1 led 點(diǎn)陣漢字顯示系統(tǒng)背景 .11.2 led 點(diǎn)陣漢字顯示系統(tǒng)概述 .22 led 點(diǎn)陣漢字顯示系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì).32.1 移位寄存器 74hc595 控制列（方案一）.32.2 譯碼器 74hc154 控制列（方案二） .43 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) .53.1 芯片選擇.51）mcs-51 單片機(jī).52）1664led 點(diǎn)陣顯示.83.2 led 點(diǎn)陣漢字 protues 仿真原理 .103.2.1 88led 點(diǎn)陣構(gòu)成 161

8、6led 點(diǎn)陣 .103.2.2 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)的 protues 仿真 .113.2.3led 點(diǎn)陣系統(tǒng)顯示仿真結(jié)果 .123.3 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) .143.3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì) .143.3.2 33 矩陣鍵盤 .154 軟件程序設(shè)計(jì) .184.1 led 點(diǎn)陣系統(tǒng)主程序流程圖 .184.2 led 點(diǎn)陣系統(tǒng)主程序關(guān)鍵代碼 .184.3 33 的矩陣鍵盤掃描流程圖 .194.4 33 的矩陣鍵盤掃描程序 .205 總結(jié) .22致謝 .23附錄. led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)電路圖.24附錄. led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng) pcb 圖.25附錄. led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)實(shí)物圖.2

9、6附錄. led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)主要程序.28參考文獻(xiàn) .34 1 緒論1.1 led 點(diǎn)陣漢字顯示系統(tǒng)背景由于單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和高亮度led 發(fā)光管的出現(xiàn),使得大屏幕高亮度電子廣告屏成為可能。與傳統(tǒng)的顯示設(shè)備相比，led顯示設(shè)備具有明顯的優(yōu)勢：led 屏色彩豐富，顯示方式變化多樣、亮度高；led 屏可以隨意修改顯示內(nèi)容；led 顯示屏可用來與計(jì)算機(jī)屏幕同步。另外，它以其超大畫面、超寬視覺、靈活多變的顯示方式等獨(dú)居一格的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛樂等方面。 led電子顯示屏是利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，它具有高清晰度、色彩鮮艷、視角

10、大、工作穩(wěn)定、壽命長、功耗低等優(yōu)點(diǎn)。由干采用單元模塊化結(jié)構(gòu)，屏體大小可按用戶要求靈活拼制，它的超高亮度，使它在戶內(nèi)外顯示中具有不可替代的作用。 我國在1997年針對(duì)該行業(yè)發(fā)布了電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)sj/t111411997led顯示屏通過規(guī)范 ，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了led顯示屏的定義、分類、技術(shù)要求、檢驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則以及標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存要求。它適用于所有l(wèi)ed顯示屏產(chǎn)品，已成為led顯示屏生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)、制造、測試、安裝、驗(yàn)收、使用、質(zhì)量檢驗(yàn)和制定各種技術(shù)標(biāo)注、技術(shù)文件的主要依據(jù)。多年時(shí)間表明，它對(duì)led顯示屏產(chǎn)品質(zhì)量的提高以及行業(yè)的健康發(fā)展起到了不可估量的作用。由于科技的發(fā)展，led顯示屏的性能不斷增

11、加，功能不斷完善，質(zhì)量不斷提高，該標(biāo)準(zhǔn)在2003年修訂為sj/t111412003led顯示屏通用規(guī)范 ，由信息產(chǎn)業(yè)部發(fā)布實(shí)施至今。本文提供了一種成本低廉的漢字點(diǎn)陣 led 顯示方案，該方案采用常用的 5l 系列單片機(jī)和可以級(jí)聯(lián)擴(kuò)展的顯示電路，可適用于許多需要漢字和圖形顯示的場合。本設(shè)計(jì)的led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)采用字模提取軟件，其顯示和動(dòng)態(tài)效果的實(shí)現(xiàn)主要依靠硬件掃描驅(qū)動(dòng)，該方法方便，且易于實(shí)現(xiàn)。本文對(duì)點(diǎn)陣顯示原理進(jìn)行了深入的研究，對(duì)單片杌控制系統(tǒng)及顯示驅(qū)動(dòng)屯路進(jìn)行了分析。介紹了單片機(jī)控制程序的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)和制作了基于 5 1 系列單片機(jī)控制系統(tǒng)的 641 6led 點(diǎn)陣顯示屏。該系統(tǒng)對(duì) led

12、 顯示屏的驅(qū)動(dòng)采用動(dòng)態(tài)掃描驅(qū)動(dòng)方式，可以實(shí)現(xiàn)不同的動(dòng)態(tài)顯示效果。 1.2 led 點(diǎn)陣漢字顯示系統(tǒng)概述 該系統(tǒng)采用 at89c52 單片機(jī)做控制器，整個(gè)電路主要由單片機(jī)控制及其接口電路、驅(qū)動(dòng)顯示電路、電源電路、33 矩陣鍵盤、1664led 點(diǎn)陣等部分組成。為了簡化顯示屏電路，降低成本，該系統(tǒng)在單片機(jī)部分不加字庫存儲(chǔ)器，而采用字模提取軟件提取漢字字型碼，利用單片機(jī)讀取顯示字型碼。通過驅(qū)動(dòng)電路對(duì) 1664 共陽極 led 點(diǎn)陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)列掃描，以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣漢字的的顯示，33 矩陣鍵盤控制實(shí)現(xiàn)不同的顯示方式、顯示不同的點(diǎn)陣漢字、調(diào)速。顯示電路由 74hc154 作為列驅(qū)動(dòng)、74ls273 控制 166

13、4led 點(diǎn)陣的行。2 led 點(diǎn)陣漢字顯示系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 移位寄存器 74hc595 控制列（方案一）控制電路主要由單片機(jī)at89c51、33矩陣鍵盤和片外ram構(gòu)成。結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示。80c51的pl口負(fù)責(zé)將顯示數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示電路。p0口與p2口負(fù)責(zé)于片外ram及內(nèi)存通訊，即作數(shù)據(jù)線也作地址線。33矩陣鍵盤控制實(shí)現(xiàn)不同的顯示方式、顯示不同的點(diǎn)陣漢字、調(diào)速。結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示 圖2.1 控制電路結(jié)構(gòu)框圖 顯示電路主要由兩片譯碼器74ls138、8片行驅(qū)動(dòng)4953(每片控制兩行)、8片列驅(qū)動(dòng)74hc595(每片控制八列)和16片1588共陽極二極管點(diǎn)陣模塊(88)構(gòu)成。這就決

14、定了本led顯示屏是1664點(diǎn)陣。本屏通過33矩陣鍵盤左移、右移顯示“通信學(xué)院電子信息工程” ，控制點(diǎn)陣漢字的暫停、開始。結(jié)構(gòu)框圖如圖2.2 輸入 圖2.2 顯示電路控制結(jié)構(gòu)框圖單片機(jī)at89c5133 矩陣鍵盤片外 ram數(shù)據(jù)緩沖輸出行掃描控制電路行驅(qū)動(dòng)1664led點(diǎn)陣列驅(qū)動(dòng)列顯示數(shù)據(jù)2.2 譯碼器 74hc154 控制列（方案二） 該系統(tǒng)由at89c52最小系統(tǒng)、1664led點(diǎn)陣顯示屏、列驅(qū)動(dòng)電路、行驅(qū)動(dòng)電路、33矩陣鍵盤構(gòu)成。at89c52為主控芯片，顯示屏由16塊88led共陽極連接組成，其列驅(qū)動(dòng)電路由4塊4-16線譯碼器74hc154構(gòu)成，輸出列選信號(hào)，行驅(qū)動(dòng)電路由2片74ls2

15、73構(gòu)成。本屏通過33矩陣鍵盤左移、右移顯示“通信學(xué)院電子信息工程” ，控制點(diǎn)陣漢字的暫停、開始。 ，控制顯示系統(tǒng)框圖如圖2.3 圖 2.3 led 點(diǎn)陣系統(tǒng)框圖 方案一、方案二均可實(shí)現(xiàn) led 點(diǎn)陣漢字的顯示，均采用基于 keil c51 的編程，故都具有較好的移植功能，程序可讀性強(qiáng)。模塊化的設(shè)計(jì)使程序看起來更加簡潔，可非常方便地任意修改所要顯示的漢字。方案一用移位寄存器 74hc595 控制列，易于擴(kuò)展led 點(diǎn)陣，但行驅(qū)動(dòng)、列驅(qū)動(dòng)所用芯片過多，pcb 版成本過高；方案二用 4-16 線譯碼器控制列，不易擴(kuò)展 led 點(diǎn)陣，但使用芯片較少，制作簡單、方便，pcb 版成本較低。通過比較，方案

16、二成本低、制作方便，故選擇方案二實(shí)現(xiàn) led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)。 at89c51電源電路復(fù)位電路時(shí)鐘電路行驅(qū)動(dòng)列驅(qū)動(dòng)33 矩陣控制鍵盤1664led 點(diǎn)陣顯示屏3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1 芯片選擇1）mcs-51 單片機(jī)1.mcs-51 系列單片機(jī) mcs-51 是指 intel 公司于 1980 年推出的新一代 8 位單片機(jī)系列產(chǎn)品（8051） 。從嚴(yán)格意義上講，其他所有具有 8051 指令系統(tǒng)的單片機(jī)都不應(yīng)直接稱為 mcs-51 系列單片機(jī)，mcs 只是 intel 公司專用的單片機(jī)系列符號(hào)。 mcs-51 系列單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品通常分為以下幾類： 基本型：典型產(chǎn)品有 8031/8051/87

17、51。基本型采用 hmos 工藝，片內(nèi)集成有 8位 cpu，片內(nèi)駐留 4k8 位的 rom(8031 片內(nèi)無)，128b 的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（ram）以及21 個(gè)特殊功能寄存器，32 條 i/o 接口線，1 個(gè)全雙工的串行 i/o 口（uart）,2 個(gè) 16 位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器，5 個(gè)中斷源和 2 級(jí)中斷。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器的尋址能力為128kb，指令系統(tǒng)除加、減、乘、除運(yùn)算外，還提供了查表和位操作指令，主時(shí)鐘頻率為 12mhz，運(yùn)算速度增強(qiáng)。 增強(qiáng)型：典型產(chǎn)品有 8032/8052/8752。與基本型的差異在于內(nèi)部 ram 增到256b，8052、8752 的內(nèi)部程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展到 8kb，16

18、 位定時(shí)/計(jì)數(shù)器增至 3 個(gè)。 低功耗型：典型產(chǎn)品有 80c31/87c51/80c51。其基本結(jié)構(gòu)和功能與基本型相同。由于采用 cmos 工藝，因此適于電池供電或其他低功耗的場合。 專用型：典型產(chǎn)品有 8044/8744。在基本型的基礎(chǔ)上用一個(gè) hslc/sdlc 通信控制器取代了基本型的 uart，適用于總線分布式多機(jī)測控系統(tǒng)。 超 8 位型：典型產(chǎn)品有 philips 公司的 80c552/87c552/83c552 系列單片機(jī)。其基本結(jié)構(gòu)和功能與 mcs-51 系列完全相同，但又將 msc-96 系列（16 位單片機(jī)）i/o 部件如高速輸入/輸出（his/hso） 、a/d 轉(zhuǎn)換器、脈

19、沖寬度調(diào)制（pwm） 、看門狗定時(shí)器（wdt）等移植進(jìn)來構(gòu)成新一代 mcs-51 產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的功能介于 mcs-51 和 msc-96 之間，目前已得到了較廣泛的適用。 片內(nèi)閃爍存儲(chǔ)器：典型產(chǎn)品有 atmel 公司的 at89c52 單片機(jī)。其內(nèi)部含有flash 存儲(chǔ)器，使得存儲(chǔ)和程序改寫更加方便，從而受到了應(yīng)用設(shè)計(jì)者的歡迎。 mcs-51 系列以及 80c51 系列單片機(jī)有多種類型，它們是具有 mcs-51 內(nèi)核的各種型號(hào)單片機(jī)的基礎(chǔ)，也是各種增強(qiáng)型、擴(kuò)展型等衍生品種的核心。2. mcs-51 單片機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)mcs-51 單片機(jī)的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)如圖 3.1 所示 p0口驅(qū)動(dòng)器p2口驅(qū)動(dòng)器p

20、1口驅(qū)動(dòng)器p3口驅(qū)動(dòng)器ram地址寄存器ramp0口鎖存器p2口鎖存器rom堆棧指針地址鎖存器緩沖器pc增量器程序計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)指針寄存器btmp2tmp1accpswalu定時(shí)和控制指令寄存器oscp1口寄存器p3口寄存器p1.0-p1.7p3.0-p3.7p0.0-p0.7p2.0-p2.7vccgndpsenale/progea/vpprstscon tmodtmodpconth0tl0th1tl1sbuf(tx)sbuf(rx)ipie中斷、串行口和定時(shí)器模塊 圖 3.1 mcs-51 單片機(jī)的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)圖主要包含下列的硬件資源： 8 位 cpu，片內(nèi)振蕩器 4kb/8kb 字節(jié)程

21、序存儲(chǔ)器 rom 128b/256b 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 ram 2/3 個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 32 個(gè)可編程的 i/o 線（四個(gè) 8 位并行 i/o 端口） 一個(gè)可編程全雙工串行口 5/6 個(gè)中斷源，兩個(gè)中斷優(yōu)先級(jí) 可尋址 64kb 外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間及控制電路 可尋址 64kb 外部程序存儲(chǔ)器空間及控制電路 有位尋址功能，適于布爾處理機(jī)的位處理機(jī)備注：51 子系列：5 個(gè)中斷源，2 個(gè)定時(shí)器，8051 掩模 rom、ram128b、4kbrom8031/8051/875112345678910111213141516171819204039383736353433323130292827

22、262524232221p10p1.1p12p1.3p1.4p1.5p1.6p1.7rst/vpdrxd/p3.0txd/p3.1int0/p3.2int1/p3.3t0/p3.4t1/p3.5wr/p3.6rd/p3.7xtal2xtal1vssvccp0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7ea/vppale/progpsenp2.7p2.6p2.5p2.4p2.3p2.2p2.1p2.0 52 子系列：6 個(gè)中斷源，3 個(gè)定時(shí)器，8052 掩模 rom，ram256b，2kbrom3. at89c51 單片機(jī)引腳及其功能mcs-51 單片機(jī)引腳圖如圖 3.3，其引腳

23、按功能分為三部分：i/o 端口、控制引腳、電源與晶振引腳： 輸入/輸出引腳 p0 口（39 腳32 腳）：p0.0p0.7 統(tǒng)稱為 p0 口； p1 口（1 腳8 腳）： p1.0p1.7 統(tǒng)稱為 p1 口； p2 口（21 腳28 腳）：p2.0p2.7 統(tǒng)稱為 p2 口； p3 口（10 腳17 腳）：p3.0p3.7 統(tǒng)稱為 p3 口； 控制引腳 ale/prog (30 腳)：ale 地址鎖存使能信號(hào)輸出端。存取片外存儲(chǔ)器時(shí)，用于鎖存低 8位地址。prog 是對(duì)于eprom 型單片機(jī)，在eprom 編程期間，此引腳用于輸入編程脈沖。mcs-51 單片機(jī)引腳圖如 圖 3.2 mcs-51

24、 單片機(jī)引腳圖圖 3.2 所示 psen（29 腳）： 程序存儲(chǔ)器輸出使能輸出端。它是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)低電平有效 ea/vpp（31 腳）：片內(nèi)程序存儲(chǔ)器屏蔽控制端，低電平有效。 rst/vpd(9 腳)： 復(fù)位信號(hào)輸入端，高電平有效。備用電源 vpd 功能。 電源和晶振引腳 vcc（40 腳）：主電源正端，接+5v。 vss（20 腳）：主電源負(fù)端，接地。 xtal1（19 腳）：它是片內(nèi)高增益反向放大器的輸入端。接外部石英晶體和電容的 一端。若使用外部輸入時(shí)鐘，該腳必須接地。 xtal2（18 腳）：它是片內(nèi)高增益反向放大器的輸出端。接外部石英晶體和電容的 另一端。若使用外部輸入

25、時(shí)鐘，該腳作為外部輸入時(shí)鐘的輸入端。2） 1664led 點(diǎn)陣顯示1. 列驅(qū)動(dòng)芯片 74hc154 74hc154是一種高速的cmos器件，引腳兼容低功耗肖特基ttl(lsttl)系列，74hc154譯碼器可接受4位高有效二進(jìn)制地址輸入，并提供16個(gè)互斥的低有效輸出。74hc154 4線-16 線譯碼器/解調(diào)器將4個(gè)二進(jìn)制編碼輸入譯成16個(gè)彼獨(dú)立的輸出之一將數(shù)據(jù)從一個(gè)輸入線分配到16個(gè)輸出的任意一個(gè)而實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能輸入箝位二極管簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)與大部分ttl和dtl電路完全兼容 74hc154這種416譯碼器非常適合用于高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。當(dāng)兩個(gè)選通輸入g1 和g2 為低時(shí)， 它可將4 個(gè)二進(jìn)制

26、編碼的輸入譯成16 個(gè)互相獨(dú)立的輸出之一。真值 表如表3.1所示inputs 輸入輸入g1g2dcbaselected output 選定輸出選定輸出(l)lllllly0lllllhy1llllhly2llllhhy3lllhlly4lllhlhy5lllhhly6lllhhhy7llhllly8llhllhy9llhlhly10llhlhhy11llhhlly12llhhlhy13llhhhly14llhhhhy15xhxxxxnonehxxxxxnone表 3.1 74hc154 真值表2. 行驅(qū)動(dòng)芯片 74ls27374ls273 是一種帶清除功能的 8d 觸發(fā)器， 1d8d 為數(shù)據(jù)輸

27、入端，1q8q 為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作 8 位地址鎖存器。只有在清除端保持高電平時(shí)，才具有鎖存功能，鎖存控制端為 11 腳clk，采用上升沿鎖存。 cpu 的 ale 信號(hào)必須經(jīng)過反相器反相之后才能與 74ls273 的控制端 clk 端相連，真值表如表 3.2 表 3.2 74ls273 真值表 74ls273 引腳功能：1d8d 為數(shù)據(jù)輸入端，1q8q 為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作 8 位地址鎖存器。引腳圖如圖 3.4，其邏輯圖如圖 3.5 圖 3.3 74ls273 引腳圖 圖 3.4 74ls273 邏輯圖mr (1 腳)：復(fù)位 lcr，低電平有效

28、，低電平時(shí)輸出引腳 2（q0） 、5（q2） 、6（q3） 、 9（q4） 、12（q5） 、15（q6） 、16(q7)全部輸出 0，即全部復(fù)位。當(dāng) 1 腳為 高電平時(shí),11(clk)腳是鎖存控制端，并且是上升沿觸發(fā)鎖存,當(dāng) 11 腳有一個(gè) 上升沿，立即鎖存輸入腳 3、4、7、8、13、14、17、18 的電平狀態(tài)，并且 立即呈現(xiàn)在在輸出腳 2(q0)、5(q1)、6(q2)、9(q3)、12(q4)、15(q5)、16(q6)、 19(q7)上。cp(11 腳)：時(shí)鐘輸入，高電平有效，邊沿觸發(fā)d0-d7：數(shù)據(jù)輸入q0-q7：寄存器輸出3.2 led 點(diǎn)陣漢字 protues 仿真原理3.2

29、.1 88led 點(diǎn)陣構(gòu)成 1616led 點(diǎn)陣 從 protues 元器件庫中找出“matrix-8x8-red”元器件，將 4 塊該元器件放在文本文檔區(qū)編輯窗口中。 然后行線連、列線分別相連，排列 led 如圖 3.5 所示 圖 3.5 排列 led 進(jìn)一步組合靠攏， 1616led 點(diǎn)陣如圖 3.6 所示 圖 3.6 1616led 點(diǎn)陣 3.2.2 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)的 protues 仿真整個(gè)電路主要由單片機(jī)控制及其接口電路、驅(qū)動(dòng)顯示電路、電源電路、33 矩陣鍵盤、1664led 點(diǎn)陣等部分組成。protues 仿真原理圖如圖 3.7 所示 圖 3.7 protues 仿真原理圖

30、點(diǎn)陣的陰極驅(qū)動(dòng)是由單片機(jī)的 p0 口經(jīng)過 2 片輸出緩存器 74ls237 向 1664led 點(diǎn)陣輸出字型碼作為行驅(qū)動(dòng)信號(hào)。點(diǎn)陣的陽極驅(qū)動(dòng)由單片機(jī) p0 口經(jīng)過 1 片輸出緩存器74ls237，再經(jīng)過 4-16 線譯碼器 74hc154 譯碼后輸出列選信號(hào)，對(duì) 1664led 點(diǎn)陣進(jìn)行列掃描，1 片 74hc154 控制 4 個(gè) 88led，因此需要 4 片 74hc154，在進(jìn)行漢字分批顯示輸出時(shí)采用逐列掃描方式。 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)由 led 單片機(jī) p1 口連接 33 矩陣鍵盤，通過鍵盤掃描控制led 點(diǎn)陣顯示屏漢字的左右移動(dòng)方向、移動(dòng)速度、不同漢字間的切換、暫停等。 1664led

31、 顯示屏通過鍵盤控制左移顯示漢字字符“通信學(xué)院電子信息工程” 、 “祝天下有情人終成眷屬” 、 “浮名本是身外物” ，右移顯示“通信學(xué)院電子信息工程” 、 “不著分寸也風(fēng)流” 、 “祝天下有情人終成眷屬” 、 “世事如棋，乾坤莫測，笑盡英雄” 。這些漢字可通過建立數(shù)據(jù)表格的形式進(jìn)行，通過 1616 點(diǎn)陣漢字字模提取軟件，可提取各顯示漢字的字模數(shù)據(jù)。通過列掃描方式把字符碼傳給 led 點(diǎn)陣顯示屏。某一時(shí)刻，只有 l 行或 l 列發(fā)光二極管被對(duì)應(yīng)的字模數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮，但只要掃描間隔時(shí)間合適(一般為數(shù)毫秒)，利用人眼的視覺暫留特性，看上去整批字符就顯示在 led 點(diǎn)陣顯示器上。3.2.3led 點(diǎn)陣系

32、統(tǒng)顯示仿真結(jié)果 右移顯示“通信學(xué)院電子信息工程”仿真結(jié)果如圖 3.8 圖 3.8 右移顯示通信學(xué)院電子信息工程 左移顯示“通信學(xué)院電子信息工程”仿真結(jié)果如圖 3.9圖 3.9 左移顯示通信學(xué)院電子信息工程 右移顯示“祝天下有情人終成眷屬” ，仿真結(jié)果如圖 3.10 所示 圖 3.10 右移顯現(xiàn)“祝天下有情人終成眷屬” 左移顯示“世事如棋，乾坤莫測，笑盡英雄！” ，仿真結(jié)果如圖 3.11 所示圖 3.11 左移顯示“世事如棋，乾坤莫測，笑盡英雄！”3.3 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.3.1 單片機(jī)最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)單片機(jī) at89c51 最小系統(tǒng)應(yīng)該有電源，復(fù)位電路，時(shí)鐘振蕩電路。下面是單片機(jī)

33、最小系統(tǒng)時(shí)鐘、復(fù)位電路簡介：（1）時(shí)鐘源電路 單片機(jī)內(nèi)部具有一個(gè)高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。通常在引腳 xtall和 xtal2 跨接石英晶體和兩個(gè)補(bǔ)償電容構(gòu)成自激振蕩器，可以根據(jù)情況選擇6mhz、12mhz或 24mhz 等頻率的石英晶體，補(bǔ)償電容通常選擇 30pf 左右的瓷片電容。（2）復(fù)位電路 單片機(jī)小系統(tǒng)采用上電自動(dòng)復(fù)位和手動(dòng)按鍵復(fù)位兩種方式實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。上電復(fù)位要求接通電源后，自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。手動(dòng)復(fù)位要求在電源接通的條件下，在單片機(jī)運(yùn)行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片機(jī)復(fù)位。本次采用手動(dòng)按鍵復(fù)位。 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖，如圖 3.12 所示 圖 3.12 單片機(jī)最小系統(tǒng)原理圖

34、3.3.2 33 矩陣鍵盤 把所有按鍵排列成行列矩陣形式的鍵盤，選用 p1 端口中的 p1.4p1.6 為四根行線，p1.0p1.2 為四根列線，行線和列線的交叉處放置一按鍵，當(dāng)健按下時(shí)行列線接通，構(gòu)成一個(gè) 33 的矩陣鍵盤，可定義 9 個(gè)按鍵。80c51 的 i/o 口具有輸出鎖存和輸入緩沖的功能，因而用它們組成鍵盤電路時(shí)，可以省掉輸出鎖存器和輸入緩沖器。 該 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)的鍵盤由 mcs-51 單片機(jī)本身的 p1 口來構(gòu)成 33 矩陣式鍵盤。led 點(diǎn)陣屏的 33 矩陣式控制鍵盤如圖 3.13 所示 圖 3.13 led 點(diǎn)陣屏的 33 矩陣式控制鍵盤s1、s4、s7：控制右移字體

35、顯示速度，s1 最快，s7 最慢；s3、s6、s9：控制左移字體顯示速度，s3 最快，s9 最慢；s2：切換不同的左移顯示漢字；s8：切換不同的右移顯示漢字；s5：暫停。 鍵盤掃描過程 1）.判斷是否有鍵按下 2）.鍵盤消抖 3）.再次判斷是否有鍵按下 4）.識(shí)別鍵碼3.3.3 led 點(diǎn)陣顯示模塊 1664led 點(diǎn)陣顯示驅(qū)動(dòng) 點(diǎn)陣的陰極驅(qū)動(dòng)是由單片機(jī)的 p0 口經(jīng)過 2 片輸出緩存器 74ls237 向1664led 點(diǎn)陣輸出字型碼作為行驅(qū)動(dòng)信號(hào)。點(diǎn)陣的陽極驅(qū)動(dòng)由單片機(jī) p0 口經(jīng)過1 片輸出緩存器 74ls237，再經(jīng)過 4-16 線譯碼器 74hc154 譯碼后輸出列選信號(hào)。驅(qū)動(dòng)電路如

36、圖3.14 所示 圖 3.14 led 點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)電路 1664led 點(diǎn)陣顯示屏 由于 1664 led 點(diǎn)陣顯示屏的行線列線較多，故選擇大點(diǎn)陣設(shè)計(jì) pcb 板原理圖，其原理圖如圖 3.15 所示 圖 3.15 led 點(diǎn)陣顯示屏4 軟件程序設(shè)計(jì)4.1 led 點(diǎn)陣系統(tǒng)主程序流程圖 led 點(diǎn)陣系統(tǒng)主程序流程圖如圖 4.1 所示 y n 圖 4.1 主程序流程圖 4.2 led 點(diǎn)陣系統(tǒng)主程序關(guān)鍵代碼 void main() while(1) uchar s=1; while(s) p1=0 x70; if(p1!=0 x70) s=0; key=key_scan(); 開始系統(tǒng)初始化鍵盤掃描

37、有鍵按下嗎？點(diǎn)陣顯示 while(!s) p1=0 x70; if(p1=0 x70) s=1; switch(key) case 1:case 2:case 3:youyi();break;case 9:case 8:case 7:zuoyi();break;case 4:r+;if(r=3)r=0;break;case 5:zanting(); break;case 6:l+;if(l=4)l=0;break; 4.3 33 的矩陣鍵盤掃描流程圖矩陣鍵盤掃描程序如圖 4.2 所示 y n y n | 圖 4.2 矩陣鍵盤掃描程序開始有鍵按下=1？全行輸出 1，全列讀入列狀態(tài)均為 0？置位有

38、鍵按下散轉(zhuǎn)程序段逐行處理程序段軟件延時(shí)，跳出4.4 33 的矩陣鍵盤掃描程序 /鍵盤掃描 unsigned char key_scan() unsigned char i,j,key; p1=0 x70; while(p1!=0 x70) delay(10); p1=0 x70; while(p1!=0 x70) for(i=0;i=2;i+) p1=ksp0i; if(p1!=ksp0i) break; for(j=0;j=2;j+) p1=ksp1j; if(p1!=ksp1j) break; key=i*3+j+1; return(key); return(0); return(0);

39、5 總結(jié)經(jīng)過了兩個(gè)多月的查閱資料、學(xué)習(xí)和實(shí)踐，終于完成了led 點(diǎn)陣廣告牌的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)。從開始接觸 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)時(shí)的一片茫然，無從下手，到 led 點(diǎn)陣系統(tǒng)仿真、pcb 板設(shè)計(jì)、焊接調(diào)試、再到論文的完成，對(duì)我來說每一步都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。這是大學(xué)四年中我唯一一次獨(dú)立完成設(shè)計(jì)、焊接、調(diào)試。學(xué)到了知識(shí)的同時(shí)也鍛煉了自己查閱資料、自學(xué)知識(shí)、遇到問題時(shí)提出問題解決問題的能力。此外，整個(gè)設(shè)計(jì)過程中悲喜交加，有時(shí)遇到問題整夜冥思苦想，偶爾夢到自己在做畢業(yè)設(shè)計(jì)，經(jīng)過不斷地學(xué)習(xí)、多次嘗試解決問題之后，往往給自己帶來無比的興奮。畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次比設(shè)計(jì)，

40、我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料和電腦制圖等能力水平，而且通過多次去電子市場，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。這次做論文的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒有自己的研究，就不會(huì)有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。附錄. led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)電路圖ea/vpp31xtal119xtal218rst9p3.7(rd)17

41、p3.6(wr)16p3.2(int0)12p3.3(int1)13p3.4(t0)14p3.5(t1)15p1.0(t2)1p1.1(t2ex)2p1.23p1.34p1.45p1.56p1.67p1.78(ad0)p0.039(ad1)p0.138(ad2)p0.237(ad3)p0.336(ad4)p0.435(ad5)p0.534(ad6)p0.633(ad7)p0.732(a8)p2.021(a9)p2.122(a10)p2.223(a11)p2.324(a12)p2.425(a13)p2.526(a14)p2.627(a15)p2.728psen29ale/prog30(txd)p

42、3.111(rxd)p3.010ic1at89c5112mhzxtal10fc130pc230pc310krrstvccvccp3.2p3.3p3.4123ic2a74ls02456ic2b74ls028910ic2c74ls02d13q12d24q25d37q36d48q49d513q512d614q615d717q716d818q819clk11clr1ic374ls273d13q12d24q25d37q36d48q49d513q512d614q615d717q716d818q819clk11clr1ic474ls273d13q12d24q25d37q36d48q49d513q512d61

43、4q615d717q716d818q819clk11clr1ic574ls273a23b22c21d20g118g219011223344556677889910101111131214131514161517ic674ls154a23b22c21d20g118g219011223344556677889910101111131214131514161517ic774ls154a23b22c21d20g118g219011223344556677889910101111131214131514161517ic874ls154a23b22c21d20g118g219011223344556677

44、889910101111131214131514161517ic974ls15412345678910111213141516ds112345678910111213141516ds212345678910111213141516ds312345678910111213141516ds412345678910111213141516ds512345678910111213141516ds612345678910111213141516ds712345678910111213141516ds812345678910111213141516ds912345678910111213141516ds1

45、012345678910111213141516ds1112345678910111213141516ds1212345678910111213141516ds1312345678910111213141516ds1412345678910111213141516ds1512345678910111213141516ds1612ic10a74ls0434ic10b74ls04s1s2s3s4s5s6s7s8s9p2.0p2.1p1.0p1.1p1.2p1.4p1.5p1.6p1.6p1.5p1.4p1.2p1.1p1.0123456789*rnvccp0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0

46、.5p0.6p0.7vccvccvccp2.5p2.5p2.6p2.6p2.7p2.7p3.6p3.6p3.6p3.6p0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7p0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7p0.0p0.1p0.2p0.3p0.4p0.5p0.6p0.7a1a2a3a4a5a6a7a8b1b2b3b4b5b6b7b8q1q2q3q4q5q6q7q8q1q2q3q4q1q2q3q4q1q2q3q4q1q2q3q4q5q5q5q6q6q6gggl1l2l3l4l5l6l7l8l9l10l11l12l13l14l15l16l17l18l19l2

47、0l21l22l23l24l25l26l27l28l29l30l31l32l33l34l35l36l37l38l39l40l41l42l43l44l45l46l47l48l49l50l51l52l53l54l55l56l57l58l59l60l61l62l63l64a1a2a3a4a5a6a7a8b1b2b3b4b5b6b7b8a3a5a6a7a8b3b5b6b7b8a3a5a6a7a8b3b5b6b7b8a3a5a6a7a8b3b5b6b7b8a3a5a6a7a8b3b5b6b7b8a3a5a6a7a8b3b5b6b7b8a3a5a6a7a8b3b5b6b7b8a3a5a6a7a8b3b5b

48、6b7b8a1a2a4b1b2b4a1a2a4b1b2b4a1a2a4b1b2b4a1a2a4b1b2b4a1a2a4b1b2b4a1a2a4b1b2b4a1a2a4b1b2b4l1l2l3l4l5l6l7l8l1l2l3l4l5l6l7l8l9l10l11l12l13l14l15l16l9l10l11l12l13l14l15l16l17l18l19l20l21l22l23l24l17l18l19l20l21l22l23l24l25l26l27l28l29l30l31l32l25l26l27l28l29l30l31l32l33l34l35l36l37l38l39l40l41l42l43l44l

49、45l46l47l48l49l50l51l52l53l54l55l56l57l58l59l60l61l62l63l64l33l34l35l36l37l38l39l40l41l42l43l44l45l46l47l48l49l50l51l52l53l54l55l56l57l58l59l60l61l62l63l64162738495db9cap 1+1rr-in28cap-6cap 2-5cap 1-3cap +2cap 2+4rt-out27r-out29t-in210t-in111r-out112rr-in113rt-out114gnd15vcc16ic12max232c4c5c6c7vccou

50、t1out1in1in1p3.0p3.1p3.1p3.0btk123dcvcc 圖一 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)電路圖附錄. led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng) pcb 圖圖二 led 點(diǎn)陣系統(tǒng)顯示 pcb 圖附錄. led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)實(shí)物圖 圖三 led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)實(shí)物圖圖四 右移顯示圖五 右移顯示 圖六 左移顯示附錄. led 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)主要程序#include #include #define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define hang0 xbyte0x7fff#define hang1 xbyte0xbfff#define lie

51、 xbyte0xdfffuchar key=0,l=0,r=0;unsigned char key_code=0 x79,0 x24,0 x30,0 x19,0 x12,0 x02,0 x78,0 x00,0 x10;uchar ksp03=0 x76,0 x75,0 x73;uchar ksp13=0 x37,0 x57,0 x67;void delay(uchar);uchar key_scan();void youyi();void zanting();void kaishi();void zuoyi();char code *tabler;char code *tablel;/*字符碼

52、略*/*mian funcation*/void main() while(1) uchar s=1; while(s) p1=0 x70; if(p1!=0 x70) s=0; key=key_scan(); while(!s) p1=0 x70; if(p1=0 x70) s=1; switch(key) case 1:case 2:case 3:youyi();break;case 9:case 8:case 7:zuoyi();break;case 4:r+;if(r=3)r=0;break;case 5:zanting(); break;case 6:l+;if(l=4)l=0;br

53、eak; /鍵盤掃描unsigned char key_scan() unsigned char i,j,key; p1=0 x70; while(p1!=0 x70) delay(10); p1=0 x70; while(p1!=0 x70) for(i=0;i=2;i+) p1=ksp0i; if(p1!=ksp0i) break; for(j=0;j=2;j+) p1=ksp1j; if(p1!=ksp1j) break; key=i*3+j+1; return(key); return(0); return(0); /*delay time funcation*/void delay(uchar c) uchar i; for(i=0;ic;i+); void zuoyi() uint b=0; /顯