單片機課程設(shè)計報告LED點陣顯示

1、電氣工程學(xué)院 微機原理 課程設(shè)計設(shè)計題目： LED點陣顯示 學(xué)號： 姓 名： 同 組 人： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計時間： 2014年3月20日27日 設(shè)計地點： 電氣學(xué)院實驗中心 微機原理 課程設(shè)計成績評定表姓 名 學(xué) 號課程設(shè)計題目： LED點陣顯示 課程設(shè)計答辯或提問記錄：成績評定依據(jù)：課程設(shè)計預(yù)習(xí)報告及方案設(shè)計情況（20）：課程設(shè)計考勤情況（5）：電路焊接情況（15%）課程設(shè)計調(diào)試情況（40）：課程設(shè)計總結(jié)報告與答辯情況（20）：最終評定成績（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評定）指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 微機原理 課程設(shè)計任務(wù)書學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 一、課程設(shè)計題目： LED點陣顯示二、課程設(shè)

2、計要求1. 根據(jù)具體設(shè)計課題的技術(shù)指標(biāo)和給定條件，獨立進行方案論證和電路設(shè)計，要求概念清楚、方案合理、方法正確、步驟完整；2. 查閱有關(guān)參考資料和手冊，并能正確選擇有關(guān)元器件和參數(shù)，對設(shè)計方案進行仿真；3. 完成預(yù)習(xí)報告，報告中要有設(shè)計方案，設(shè)計電路圖，還要有仿真結(jié)果；4. 進實驗室進行電路調(diào)試，邊調(diào)試邊修正方案；5. 撰寫課程設(shè)計報告最終的電路圖、調(diào)試過程中遇到的問題和解決問題的方法。三、進度安排1時間安排序 號內(nèi) 容學(xué)時安排（天）1方案論證和系統(tǒng)設(shè)計12完成電路仿真，寫預(yù)習(xí)報告13電路調(diào)試34寫設(shè)計總結(jié)報告與答辯2合 計7設(shè)計調(diào)試地點：電氣樓4102執(zhí)行要求微機原理與接口技術(shù)課程成績80分

3、以上的同學(xué)可以自擬題目，其余的同學(xué)都是指定題目。，每組不得超過2人，要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨力完成所設(shè)計的詳細電路（包括計算和器件選型）。嚴禁抄襲，嚴禁兩篇設(shè)計報告雷同。 目錄第一章 系統(tǒng)方案設(shè)計 5第二章 仿真 7第三章 調(diào)試 11第四章 結(jié)論 13第五章 心得體會與建議 13參考文獻 14附錄：元件清單 15第一章 系統(tǒng)方案設(shè)計一、題目要求本次課設(shè)的題目要求是：應(yīng)用51控制器加驅(qū)動（74LS245、UA2003或者74LS573）,控制8×8的led點陣顯示模塊顯示數(shù)字與文字,顯示的內(nèi)容分為穩(wěn)定顯示和動畫顯示兩種。顯示的具體內(nèi)容為：穩(wěn)定顯示部分為漢字“上”,動畫顯示為漢字“北京

4、交大”。二、LED點陣原理8×8點陣屏的內(nèi)部電路原理圖如下圖所示，點陣有共陰和共陽兩個類型，本次課程設(shè)計中實驗室提供的是共陽極的點陣，下圖給出了其內(nèi)部電路原理及相應(yīng)的管腳圖。 LED點陣的顯示方式是按顯示編碼的順序，一行一行地顯示。對于共陽型的點陣來說，當(dāng)某一點所在的行對應(yīng)高電平“1”并且其所在的列對應(yīng)低電平“0”的時候，這一點就會被點亮。將每一行的顯示時間進行一定的延時,由于人的視覺暫留現(xiàn)象，就會感覺到8行LED是在同時顯示的。若顯示的時間太短，則亮度不夠，若顯示的時間太長，將會感覺到閃爍。三、單片機控制點陣的原理利用51單片機來控制LED顯示漢字，即考慮采用P0口和P2口分別輸出

5、行和列的控制信號，經(jīng)過驅(qū)動電路來驅(qū)動二極管發(fā)光，從而顯示不同字形。同計算機一樣，單片機控制點陣顯示中的數(shù)據(jù)也是以“0”和“1”代碼來表示的。一般地，根據(jù)編碼的不同，最終會顯示出不同的字符。對于8×8點陣來說，一個漢字需要64個點顯示，一個字節(jié)對應(yīng)8個點，所以一個漢字需要8個字節(jié)來存儲。不同的漢字對應(yīng)著不同的代碼，將這些代碼放入單片機存儲器中，通過邏輯控制，最終可將代碼讀出到硬件驅(qū)動電路上，顯示出不同的漢字。下面是本次課程設(shè)計要顯示的“上”字和“北京交大”的字模代碼。DB 01H,11H,11H,11H,0FFH,01H,01H,01H ;上 DB 0AFH,69H,28H,2CH,0

6、EAH,29H,28H,28H ;北DB 0B9H,05AH,18H,3CH,24H,3CH,0FFH,18H ;京DB 0C3H,24H,18H,099H,66H,24H,0FFH,18H ;交DB 81H,42H,24H,18H,18H,0FFH,18H,18H ;大晶振電路74ls245 P0STC89C52P28×8LED點陣復(fù)位電路 系統(tǒng)方案設(shè)計框圖四、程序編寫通過匯編語言編程對單片機的控制口進行控制操作，整個程序的詳細流程大致如下：（1）PO，P2端口分別清零。為了避免其它的數(shù)據(jù)影響端口，首先對屏幕進行清屏；（2）輸入延時時間，確保每一個字符都能夠顯示完畢；（3）選中點陣

7、的第一列進行掃描；（4）列選址信號選通，行數(shù)據(jù)開始輸送Table中的數(shù)據(jù)給P0、P2端口；（5）讀取下一列；（6）判斷是否顯示完一個漢字，若是，則繼續(xù)下一個漢字；否則，繼續(xù)讀??；（7）當(dāng)顯示完一個漢字后，調(diào)用延時，字能夠持續(xù)顯示所設(shè)置的時間；（8）判斷是否已顯示完4個漢字，若是，則跳出；否則，繼續(xù)下一個漢字的讀取。第二章 仿真根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，利用Proteus軟件進行電路仿真，電路圖如下：源程序如下：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV 40H,#01H MOV 60H,#01HSTART: MOV 30H,#00H MOV DPTR,#TAB2 ;查

8、表地址 MOV R1,#01H MOV R4,#32 ;最后一個字碼偏移量DISPLAY1: MOV R5,#5 MOV R3,#8 ;八列DISPLAY2: MOV R2,#00H DISPLAY3: MOV P2,#00H ;清屏 MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR ;查表 CPL A MOV P0,A INC R2 ;顯示緩沖區(qū)地址加1 MOV A,R1 MOV P2,A ;第一行送“1”，亮 LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY ;延時 RLA MOV R1,A ;左移行 DJNZ R3,DIS

9、PLAY3 ;判斷第一個字是否顯示完 MOV R3,#8 DJNZ R5,DISPLAY2 INC DPL MOV A,#0FFH MOV P2,A MOV A,P1 JNB ACC.0,SHANG ;如果按鍵按下則跳轉(zhuǎn)顯示靜態(tài)上字 DJNZ R4,DISPLAY1 LJMP START ;如果沒有按鍵按下且“北京交大”都顯示完成 DELAY:MOV R6,#0FFH MOV R7,#0FFH DJNZ R7,$ DJNZ R6,$ RET ;延時子程序SHANG: MOV 30H ,#00H MOV DPTR,#TAB1 MOV R1,#0FEH ;列控制碼 MOV R3,#8 ;8列 MO

10、V R4,#100 MOV R5,#5SHANG1: MOV R3,#8 MOV R2,30HSHANG2:MOV P0,#0FFH ;清屏 MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR ;取當(dāng)前列的顯示字的一個字節(jié) MOV P2,A INC R2 MOV A,R1 MOV P0,A ;列控制碼 LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY RL A ;列控制碼左移，顯示下一列 MOV R1,A DJNZ R3,SHANG2 ;判斷是否掃描完8 列 MOV A,P2 CJNE A,#0FFH,SHANG3 LJMP SHANG4SHANG3:

11、LJMP SHANG1SHANG4: LJMP MAINTAB1: DB 01H,11H,11H,11H,0FFH,01H,01H,01H ;上TAB2: DB 0AFH,69H,28H,2CH,0EAH,29H,28H,28H ;北 DB 0B9H,05AH,18H,3CH,24H,3CH,0FFH,18H ;京 DB 0C3H,24H,18H,099H,66H,24H,0FFH,18H ;交 DB 81H,42H,24H,18H,18H,0FFH,18H,18H ;大 DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H ;滾動最后的空屏段 END 第三章 調(diào)試從實驗室領(lǐng)取

12、到了電路板和各種所需器件后，便開始了實物的焊接。首先按照老師的建議，對點陣進行測試，經(jīng)測試二極管均能點亮，并且得知其管腳排列順序如下：R5 （標(biāo)有型號）C8R7 C7C2 R2C3 C1R8 R4C5 C6R6 C4R3 (標(biāo)有1) R1 實際點陣的管腳圖按照仿真電路圖和點陣管腳圖在電路板上進行布線焊接，完成實物如下：正面圖：背面圖：經(jīng)檢查，排除了漏焊和虛焊的點之后，焊接全部完成。接下來就是燒程序，經(jīng)過再次確認仿真源程序無誤后，把程序燒進了STC89C52中，插入電路板上的芯片座中，接通電源，觀察結(jié)果。第一次的結(jié)果是功能基本實現(xiàn)，但滾動的“北京交大”四個字是反的，鏡像對稱的字，經(jīng)過分析思考，我

13、們改變了讀取字模的方向，重新編寫了字形表，經(jīng)過三次改變之后終于得到了正確方向的字。前面方案設(shè)計中的就是最終正確的字形碼。最后功能都基本成功實現(xiàn)，但動態(tài)顯示“北京交大”的時候字的亮度不夠，并且亮度不同，比如“大”字的一橫就比較暗，而其他部分比較亮，經(jīng)過分析思考，得出以下幾點：（1）二極管的保護電阻采用的是330，相對較大，限制了電流，使二極管的亮度較低；（2）不是程序延時的問題，經(jīng)過幾次試驗，改變延時會改變字的滾動速度，并且程序中設(shè)計的每個點延時時間長度相同，而實際問題是不同點的亮度不同；（3）考慮是驅(qū)動的問題，因為電路中我們只在PO口接了排阻和74ls245驅(qū)動，而P2口并沒有驅(qū)動，而是直接連

14、接點陣管腳，而出現(xiàn)的問題也恰好是行較亮而列較暗。 綜合以上分析，我們在P2口加上了排阻，觀察到列的亮度整體有所提高，由于最初布線沒有考慮在P2口加74ls245驅(qū)動，所以最終沒能有空間給74ls245。以下是我們改進后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖： 第四章 結(jié)論本次課設(shè)我們利用STC89C52單片機芯片，設(shè)計了電路來通過P0口和P2口輸出控制信號從而控制8×8LED點陣顯示靜態(tài)“上”字和滾動顯示“北京交大”四個字，主程序滾動顯示，當(dāng)有按鍵按下時，跳轉(zhuǎn)子程序顯示靜態(tài)的“上”字，功能基本成功實現(xiàn)，靜態(tài)“上”字顯示穩(wěn)定清晰明顯，但滾動顯示的亮度不夠，并且各點亮度有所差別，最終分析原因為列控制口未加排阻和

15、74ls245驅(qū)動，經(jīng)處理效果有所改善。8×8LED點陣排阻74ls245 P0STC89C52P2晶振電路排阻74ls245復(fù)位電路 改進后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 第五章 心得體會與建議 經(jīng)過一個星期的單片機課程設(shè)計，我有了很大的收獲。首先，也是最大的收獲，就是讓我加深了對單片機的掌握和理解與應(yīng)用。修了單片機這門課，學(xué)習(xí)了理論知識，盡管也做了實驗，但也僅僅是在實驗箱上進行的。如果沒有這次課設(shè)，我不會知道什么叫點陣，什么叫燒芯片，怎么燒芯片，也不會知道單片機到底是怎樣控制點陣，怎樣應(yīng)用在生活中的。所以說這次課設(shè)真的讓我收獲很大。并且我十分喜歡焊電路板，覺得通過自己的手把各種器件焊在板子上，思

16、考怎樣能最完美的布線，就像小朋友玩積木一樣，最終拼出一件整齊干凈美觀的作品，看著就高興，然而沒有功能的板子就像不會眨眼睛的布娃娃，當(dāng)我為她編入程序通上電源，她才有了靈魂，看到字形閃動的那一刻真是太有成就感了！最后驗收的時候我真的不舍得把她交給老師！同時我又一次感受到了合作與交流的重要性，一個人思考可能要花上一星期的事，兩個人一起討論就快得多了。我和我的同組人彭亮同學(xué)一起努力，從設(shè)計電路到仿真編程，再到焊板子，都合作的很愉快，尤其是在焊板子的時候我們配合的十分默契，輪流操作，有時候元件放不穩(wěn)不好焊，就兩人齊上陣，一個人用鑷子扶住管腳，另一個人來焊接。就這樣最后可以說是成功完成了這次課程設(shè)計。另外，我要感謝各位同學(xué)無私資助我焊錫。最后十分感謝老師的指導(dǎo)和點撥，讓我懂得了科研要善于思考，追求嚴謹，認真解決問題，才會有更多的收獲，謝謝老師！O(_)O 參考文獻1胡漢才，單片機原理及其接口技術(shù)（第3版），清華大學(xué)出版社2王浩然，秦會斌，LED點陣屏顯示單元的設(shè)計與驅(qū)動控制，電子器件，20103周詩虎，單片機控制LED點陣顯示屏，科技信息，20084楊富強，朱利強，基于單片機的LED點陣動態(tài)顯示系