課程設(shè)計(jì)報(bào)告LED點(diǎn)陣廣告牌的設(shè)計(jì)

1、單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)報(bào)告LED點(diǎn)陣廣告牌的設(shè)計(jì)班級：學(xué)號：姓名：指導(dǎo)教師：成績：2012年 6 月 14 日摘要本文介紹了一款以單片機(jī)AT89C52為控制器的LED點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)中英文字符以及特殊字符的顯示和動態(tài)特效顯示，通過控制按鈕，可以實(shí)現(xiàn)不同效果間切換，達(dá)到實(shí)際應(yīng)用中廣告牌的要求。并且可以通過級連的方式來擴(kuò)大顯示屏幕的尺寸以達(dá)到增加顯示內(nèi)容的目的。系統(tǒng)采用PC機(jī)作為上位機(jī)，上位機(jī)向單片機(jī)發(fā)送控制命令和上位機(jī)所存儲的顯示代碼，AT89C52單片機(jī)接收并處理PC機(jī)的控制命令以及顯示代碼，由顯示驅(qū)動模塊驅(qū)動一個(gè)16×16分辨率的LED點(diǎn)陣顯示屏的掃描顯示。選用

2、兩片74HC138譯碼器作為I /O口的擴(kuò)展，與LED點(diǎn)陣顯示屏的控制列腳相連，16×16的點(diǎn)陣顯示由4塊8×8點(diǎn)陣組成。軟件選用C語言程序編寫。外部中斷0輸入口接控制按鈕實(shí)現(xiàn)不同效果間的轉(zhuǎn)換。所選用的AT89C52單片機(jī)具有價(jià)格低廉程序?qū)懭敕奖愕奶攸c(diǎn)使得整個(gè)系統(tǒng)方便維護(hù)和檢修。除此之外，該系統(tǒng)只占用了單片機(jī)少量的I /O口和內(nèi)存，為系統(tǒng)留下了功能擴(kuò)展的空間。關(guān)鍵詞 52單片機(jī)；LED點(diǎn)陣顯示；廣告牌AbstractThis paper introduces a design of a LED matrix screen with a single chip microco

3、mputer AT89C52 controller. The system can display the Chinese and English characters and special characters and show various dynamic effects.With the control button, it can realize the switch between different effects, which achieves the requirement of billboards in practical application. And by the

4、 way it can also expand the size of the screen in order to achieve the purpose of increasing the content by cascade.The system of upper computer is a PC. PC sends control commandand store display codes to the single chip microcomputer. AT89C52 single-chip microcomputer receives and deals with the PC

5、 control commands and displays code.The display driver modules drive a 16 × 16 resolution of LED dot matrix display scanning display. We choose two pieces of 74 HC138 decoder as I/O the expansion of the interface,which is linked with LED dot matrix display listed feet.The 16 × 16 dot matri

6、x screenconsists of 4 pieces of 8 x 8 dot matrix screens. The codes are in C programming language. External interruption 0 input port is linked with control button which realizes the transformation between different effects. AT89C52 single-chip microcomputer is cheap and convenient to use and repair

7、. In addition, the system takes only a little internal space and a few I/O ports,which saves a large amount of space to extend.Keywords52 Single Chip MicrocomputerMatrix LEDBillboard目 錄1 緒論11.1 課題背景11.1.1 選題背景11.1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢11.2 論文主要內(nèi)容12 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)22.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案22.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案23 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)33.1 硬件整體設(shè)計(jì)概述33.2

8、控制單元43.2.1 AT89C52基本介紹43.2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)43.3 譯碼器53.4 LED點(diǎn)陣顯示屏63.4.1 LED點(diǎn)陣顯示屏的基本介紹63.4.2 LED點(diǎn)陣顯示屏的工作原理74 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)94.1 程序設(shè)計(jì)94.2 顯示程序的設(shè)計(jì)104.2.1 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表達(dá)方式104.2.2 動態(tài)特效顯示程序的設(shè)計(jì)104.3 外部中斷程序125 系統(tǒng)調(diào)試135.1 系統(tǒng)調(diào)試的基本過程135.1.1 軟件調(diào)試135.1.2 硬件調(diào)試145.2 系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果14結(jié)論15致謝16參考文獻(xiàn)17附錄18附錄1：硬件原理圖18附錄2：C語言程序191 緒論1.1 課題背景1.1.1 選題背景LED

9、顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，顯示屏由幾萬到幾十萬個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。LED顯示屏的應(yīng)用涉及社會經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括：（1）證券交易、金融信息顯示。（2）機(jī)場航班動態(tài)信息顯示。（3）港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。（4）體育場館信息顯示。（5）道路交通信息顯示。（6）調(diào)度指揮中心信息顯示。（7

10、）郵政、電信、商場購物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示。（8）廣告媒體新產(chǎn)品等。1.1.2 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、大型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。在街上隨處可見LED廣告牌，從最初的靜態(tài)顯示，到后來的左移滾動、右移滾動、上移、下移、閃爍、卷動等各種花樣顯示，由起初的一種控制，向多種控制發(fā)展，現(xiàn)越來越趨于多樣化，美觀化。1.2 論文主要內(nèi)容本設(shè)計(jì)為一款能夠顯示不

11、同字符的LED點(diǎn)陣廣告牌，能夠顯示中文、英文及特殊符號，并通過控制按鈕能夠?qū)崿F(xiàn)不同顯示效果間的切換，有左移、上移和閃爍。論文包括系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)，硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)論。在系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)中給出了系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件框圖及軟件功能結(jié)構(gòu)框圖。在硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)中給出了硬件原理圖，各部分電路圖，元件原理圖等。在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，有系統(tǒng)主程序及功能模塊流程圖等。系統(tǒng)調(diào)試包括軟件調(diào)試和硬件調(diào)試，并給出了調(diào)試的結(jié)果。附錄中存放有硬件原理圖及完整的C語言程序。2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)方案以PC機(jī)作為上位機(jī)存儲和處理顯示內(nèi)容用串行通信的方式將顯示內(nèi)容和控制指令傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)根

12、據(jù)上位機(jī)傳輸來的內(nèi)容和指令通過端口譯碼擴(kuò)展后驅(qū)動4塊8×8LED點(diǎn)陣模塊構(gòu)成的16×16的LED點(diǎn)陣顯示屏。方案框圖見圖2-1。圖2-1 硬件設(shè)計(jì)框圖2.1 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案軟件的設(shè)計(jì)需要實(shí)現(xiàn)以下功能：顯示不同字符的LED點(diǎn)陣廣告牌，至少顯示兩個(gè)漢字；有中斷控制程序?qū)崿F(xiàn)不同效果間切換，如左移、上移、閃爍等；能夠顯示自定義字符。由此，軟件大致可以分為主程序，中斷控制程序，各種特效顯示子程序三個(gè)主要部分組成。具體結(jié)構(gòu)圖見圖2-2。圖2-2 軟件功能結(jié)構(gòu)框圖本文軟件的編寫用Keil軟件以及C語言編寫，編譯完成后，生成后綴名為.hex的可執(zhí)行文件，用單片機(jī)硬件仿真開發(fā)工具Prote

13、us7.5進(jìn)行電路原理實(shí)驗(yàn)及綜合系統(tǒng)仿真，進(jìn)行各種運(yùn)行和調(diào)試。最后再下載到單片機(jī)中執(zhí)行。3 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 硬件整體設(shè)計(jì)概述顯示系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)主要由上位機(jī)，單片機(jī)系統(tǒng)，控制電路，譯碼電路， 16×16的點(diǎn)陣屏五部分組成。具體工作流程為：上位PC機(jī)編寫好程序后下載到單片機(jī)中，單片機(jī)執(zhí)行相應(yīng)的指令處理顯示代碼將顯示內(nèi)容通過I/O口輸出并且譯碼電路完成擴(kuò)展并輸出，最后達(dá)到LED顯示屏的顯示電流、電壓要求進(jìn)而使顯示屏顯示內(nèi)容。根據(jù)硬件的功能結(jié)構(gòu)圖選取合適器件，器件不但要求能實(shí)現(xiàn)所要求的功能還要能兼容至整個(gè)系統(tǒng)之中。通過查閱資料和對比最終的硬件原理圖見圖3-1。圖3-1 硬件原理圖（換圖）該

14、系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能和要求有以下幾點(diǎn)：1) LED顯示屏的面積必須滿足至少顯示一個(gè)漢字的標(biāo)準(zhǔn)，并且顯示要清晰。2) 能夠進(jìn)行不同效果顯示間的切換。3) 兩個(gè)譯碼器不能同時(shí)工作。單片機(jī)要能夠處理控制LED顯示屏的顯示，并且端口驅(qū)動能力要足以驅(qū)動譯碼電路，執(zhí)行頻率要能達(dá)到掃描顯示的最低要求。3.2 控制單元控制單元是整個(gè)顯示系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)中采用52系列單片機(jī)為核心器件，用來和上位機(jī)通信處理上位機(jī)發(fā)送的控制指令和顯示內(nèi)容。并且直接輸出數(shù)據(jù)通過譯碼電路控制LED顯示屏的顯示內(nèi)容和顯示狀態(tài)。3.2.1 AT89C52基本介紹AT89C52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低功耗，高性能單片機(jī)，片內(nèi)含8KB的可

15、系統(tǒng)編程的Flash只讀程序存儲器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)。ATMEL公司的功能強(qiáng)大，低價(jià)位AT89C52單片機(jī)可提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT989C52具有以下特點(diǎn)：與MCS-51產(chǎn)品指令系統(tǒng)完全兼容；8KB可程序設(shè)計(jì)Flash內(nèi)存；1000次擦寫周期；全靜態(tài)工作模式：0Hz24MHz；三級加密程序內(nèi)存；32個(gè)可編程I/O口線；3個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；8個(gè)中斷源；全雙工串行UART通道；低功耗空閑和掉電模式；中斷可從空閑模喚醒系統(tǒng)。AT89C52的PDIP封裝引腳圖見圖3-2。圖3-2 AT89C52引腳圖3.2.2 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)控

16、制電路設(shè)計(jì)中采用的是單片機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)必須要是工作在一個(gè)最小系統(tǒng)（指單片機(jī)的可以的最小配置系統(tǒng)）。AT89C52的最小系統(tǒng)包括了復(fù)位電路，選定一定數(shù)量的I/O口作為控制口控制外部的各種器件和數(shù)據(jù)的輸出。根據(jù)功能選擇一定的單片機(jī)接口添加外圍的器件，具體電路見圖3-3。圖3-3 控制部分電路圖在該系統(tǒng)中，P0、P1、P2各口主要用作LED顯示數(shù)據(jù)的控制輸出。由于端口的驅(qū)動能力有限所以在P0口外接了10K的9腳排阻來提高驅(qū)動能力。P0的8個(gè)口和P2的8個(gè)口分別接LED點(diǎn)陣顯示屏的16個(gè)引腳，用來控制行。P1.0、P1.1、P1.2分別接兩塊74HC138的A、B、C端，向74HC138送入串行數(shù)據(jù)經(jīng)

17、過其轉(zhuǎn)換后并行輸出，與LED點(diǎn)陣顯示屏的另外16個(gè)引腳相連，控制列。P1.3接一片74HC138的使能控制端E2、E3，當(dāng)為低電平使允許輸出，接另一片74HC138的使能控制端E1，當(dāng)為高電平使允許輸出，分別控制兩個(gè)譯碼器。由于P3口是特殊功能口，在該系統(tǒng)中基本是采用其第二功能。將P3.2外部中斷0口外接控制按鈕，實(shí)現(xiàn)不同特效顯示間的切換。3.3 譯碼器74HC138是一款高速CMOS器件，74HC138引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。74HC138譯碼器可接受3位二進(jìn)制加權(quán)地址輸入（A0, A1和A2），并當(dāng)使能時(shí)，提供8個(gè)互斥的低有效輸出（Y0至Y7）。74HC138特有3個(gè)

18、使能輸入端：兩個(gè)低有效（E1和E2）和一個(gè)高有效（E3）。除非E1和E2置低且E3置高，否則74HC138將保持所有輸出為高。利用這種復(fù)合使能特性，僅需4片74HC138芯片和1個(gè)反相器，即可輕松實(shí)現(xiàn)并行擴(kuò)展，組合成為一個(gè)1-32（5線到32線）譯碼器。任選一個(gè)低有效使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入，而把其余的使能輸入端作為選通端，則74HC138亦可充當(dāng)一個(gè)8輸出多路分配器，未使用的使能輸入端必須保持綁定在各自合適的高有效或低有效狀態(tài)。圖3-4 譯碼電路譯碼電路的功能是為了解決單片機(jī)I/O口不足。譯碼所用器件為74HC138。具體電路見圖3-4。3.4 LED點(diǎn)陣顯示屏3.4.1 LED點(diǎn)陣顯示屏的基

19、本介紹LED顯示屏是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。本設(shè)計(jì)的所用的LED點(diǎn)陣顯示屏是由64個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)，其中用到的是紅色。Proteus中8×8LED點(diǎn)陣顯示屏MATRIX-8X8-RED，逆時(shí)鐘旋轉(zhuǎn)后，左邊為行控制，接高電平，右邊為列控制，接低電平，從上到下的列引腳控制的是從右往左對應(yīng)的列，見圖3-5。圖3-5 8×8LED點(diǎn)陣顯示屏圖中第三行接高電平，第二列接低電平，則對應(yīng)位置的LED燈點(diǎn)亮。3.4.2 LED點(diǎn)陣顯示屏

20、的工作原理本設(shè)計(jì)采用動態(tài)顯示方式。動態(tài)顯示掃描方式是指逐位輪流點(diǎn)亮每位顯示器，即每個(gè)顯示模塊的位選線被輪流選中，多個(gè)顯示塊公用一組段選，段選數(shù)據(jù)僅對位選線被選中的顯塊有效。對于每一位顯示器來說，每隔一段時(shí)間點(diǎn)亮一次。雖然每位的字符是在不同時(shí)刻出現(xiàn)的，而在同一時(shí)刻，只有一位顯示，其他各位熄滅，但由于LED顯示器的余暉和人眼的視覺暫留作用，只要每位顯示間隔足夠短，則可以造成多位同時(shí)亮的假象，達(dá)到同時(shí)顯示的效果。在這種方式下其顯示驅(qū)動電路可重復(fù)利用，引線也大大減少，從而使硬件成本降低，且屏幕上的發(fā)光二極管輪流發(fā)光，使用時(shí)的耗電量大大降低。大屏幕的制造、維護(hù)要容易許多，可靠性也增加了。由四塊8

21、5;8LED點(diǎn)陣顯示屏擴(kuò)展成16×16LED點(diǎn)陣顯示屏的具體連線見圖3-6。圖3-6 LED點(diǎn)陣顯示電路圖中上面兩塊顯示平屏對應(yīng)的控制行引腳相連，并接到P0口；下面兩塊顯示屏對應(yīng)的控制行引腳相連，并接到P2口；左邊兩塊對應(yīng)的控制列引腳相連，并接到譯碼器的輸出端；右邊兩塊對應(yīng)的列引腳相連，并接到另一片譯碼器的輸出端。4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件采用C語言編寫，按照模塊化的設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)。首先分析程序所要實(shí)現(xiàn)的功能，程序要實(shí)現(xiàn)不同動態(tài)特效顯示（左移、上移及閃爍）間的切換。 主程序的工作流程見圖4-2。圖4-1 程序流程圖程序開始時(shí)首先必須對單片機(jī)進(jìn)行初始化，其中初始化的內(nèi)容包括

22、：中斷初始化，外部中斷觸發(fā)方式的選擇，移動速度初始化等。初始化完成后程序進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)等待中斷的發(fā)生，該程序中主要用到了外部中斷0。外部中斷0由按鍵的電平變化觸發(fā)，其主要功能是選擇LED點(diǎn)陣顯示屏的動態(tài)特效顯示方式，是左移、上移還是閃爍。中斷產(chǎn)生后由預(yù)先初始化時(shí)設(shè)定跳轉(zhuǎn)執(zhí)行中斷子程序。中斷程序設(shè)定了LED點(diǎn)陣顯示屏所要顯示的內(nèi)容和顯示的方式，最后執(zhí)行的是各種顯示程序。按照設(shè)定的方式和內(nèi)容顯示出所需要的內(nèi)容。4.2 顯示程序的設(shè)計(jì)4.2.1 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表達(dá)方式低位0低位0高位7高位71215 161731 32本設(shè)計(jì)用HZDotReader軟件取字模。設(shè)置取點(diǎn)方式為縱向8點(diǎn)下高位，字節(jié)排列為上到下、

23、左到右。也就是以縱向8個(gè)連續(xù)點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)字節(jié),最上邊的點(diǎn)為字節(jié)的最低位,即BIT0,最下邊的點(diǎn)為BIT7。16×16漢字按每行16字節(jié),共2行取字模,每個(gè)漢字共32字節(jié),點(diǎn)陣四個(gè)角取字順序?yàn)樽笊辖亲笙陆怯疑辖怯蚁陆?，見圖4-2。圖4-2 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)圖圖中，數(shù)據(jù)是縱向的，一個(gè)像素對應(yīng)一個(gè)位。8個(gè)像素對應(yīng)一個(gè)字節(jié)，字節(jié)的位順序是上低下高，比如從上到下8個(gè)點(diǎn)的狀態(tài)是“-*”(*為黑點(diǎn)，-為白點(diǎn))，則轉(zhuǎn)換的字模數(shù)據(jù)是0x08(B0000_0001)。一幅16×16的點(diǎn)陣畫面點(diǎn)陣數(shù)據(jù)按照1 2 3 31 32存儲。所以一幅畫面的數(shù)據(jù)量為32字節(jié)。畫面顯示時(shí)選通的第i列對應(yīng)的數(shù)組元素為第i

24、和i+16個(gè)元素。圖中“信”字的字模數(shù)據(jù)如下：0x80,0x00,0xC0,0x00,0x70,0x00,0xFC,0x7F,0xFF,0x7F,0x0F,0x00,0xAA,0x7E,0xA8,0x7E,0xA9,0x22,0xAF,0x22,0xAE,0x22,0xAA,0x22,0xA8,0x7E,0xA8,0x7E,0x08,0x00,0x08,0x00。4.2.2 動態(tài)特效顯示程序的設(shè)計(jì)動態(tài)顯示程序分為左移顯示、上移顯示、閃爍顯示三種顯示方式。當(dāng)主程序中判斷為左移顯示方式時(shí)，先左移顯示初始化，之后進(jìn)入左移循環(huán)控制，判斷左移的字符個(gè)數(shù)，顯示一幕，再判斷是否有中斷，如無則調(diào)用左移顯示子程

25、序，否則進(jìn)入中斷，初始化各值。若判斷為上移顯示方式或閃爍顯示方式時(shí)，單片機(jī)的執(zhí)行步驟同上。主程序中，左移子程序流程圖及上移子程序流程圖見圖4-3。圖4-3 左移/上移顯示程序流程圖根據(jù)顯示數(shù)據(jù)的存儲原理通過改變實(shí)際LED列與數(shù)據(jù)邏輯列的方法來實(shí)現(xiàn)程序的左右移動。顯示數(shù)據(jù)與列的對應(yīng)關(guān)系為：第i列對應(yīng)的數(shù)據(jù)為數(shù)組中i和第2×i個(gè)數(shù)據(jù)。所以送入后一列的數(shù)據(jù)則相當(dāng)于畫面左移移位，同理送入前一列數(shù)據(jù)相當(dāng)于右移一位。如此循環(huán)則產(chǎn)生一幅穩(wěn)定運(yùn)動的畫面。顯示數(shù)組中，第1至16個(gè)元素的第0至第7位LED顯示屏中的第1至第8行。同理第17至32個(gè)元素的第0至第7位LED顯示屏中的第9至第16行。所以將元

26、素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯位移便能產(chǎn)生上下移動的效果。實(shí)現(xiàn)閃爍效果的原理為：第一個(gè)字掃描完后，就掃描第二個(gè)子，而一個(gè)字有32個(gè)字節(jié)，因此每隔32個(gè)字節(jié)送入P0和P2口，即當(dāng)?shù)谝粋€(gè)字節(jié)和第二個(gè)字節(jié)分別送入P0和P2口時(shí)，進(jìn)行16列掃描后，此時(shí)送入P0和P2口的分別是第33和第34個(gè)字節(jié)。閃爍子程序流程圖見圖4-4。圖4-4 閃爍顯示程序流程圖4.3 外部中斷程序本設(shè)計(jì)用P3.2口外部中斷0作為控制按鈕，控制不同特效顯示間的切換。選用電平觸發(fā)方式，端輸入低電平時(shí)，為有效的中斷請求信號，置位。CPU在每一個(gè)機(jī)器周期采樣引腳的輸入電平。當(dāng)采樣到低電平時(shí)置“1”；當(dāng)采樣到高電平時(shí)，清“0”。采用電平觸發(fā)方式時(shí)，外部

27、中斷源信號必須保持低電平有效，知道該中斷被CPU響應(yīng)，同時(shí)在該中斷服務(wù)程序執(zhí)行完之前，外部中斷源信號必須清除；否則將產(chǎn)生另一次中斷請求。按鈕按下時(shí)CPU采樣到低電平，執(zhí)行中斷程序，初始化移動速度及各變量，flag值加一，改變顯示方式。5 系統(tǒng)調(diào)試5.1 系統(tǒng)調(diào)試的基本過程硬件制作和軟件編寫過后，得出實(shí)物見圖5-1。實(shí)物完成后必須對其進(jìn)行調(diào)試，檢查設(shè)計(jì)功能是否實(shí)現(xiàn)了。軟件硬件完成后開始進(jìn)行調(diào)試。調(diào)試可分為軟件調(diào)試，硬件調(diào)試和系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試。圖5-1 實(shí)物圖5.1.1 軟件調(diào)試軟件調(diào)試主要是軟件編譯和將各功能塊程序分別寫入以驗(yàn)證其功能的可實(shí)現(xiàn)性。使用Keil軟件編寫C語言程序時(shí)就應(yīng)不斷地進(jìn)行編譯，查

28、找出錯(cuò)誤。確定程序無誤后，對所有程序進(jìn)行編譯，編譯成功生產(chǎn)后綴名為.hex的可執(zhí)行文件。在Proteus仿真軟件中畫出電路原理圖，單擊單片機(jī)元件，將其可執(zhí)行文件設(shè)置為之前生成的后綴名為.hex可執(zhí)行文件,最后單擊仿真工具欄中的運(yùn)行按鈕，整個(gè)系統(tǒng)就開始仿真運(yùn)行，這時(shí)可對各功能進(jìn)行測試。可將Proteus和Keil進(jìn)行聯(lián)調(diào)，其步驟如下：1) 搜索到Proteus安裝目錄下VDM51.dll文件，將其復(fù)制到Keil安裝目錄的C51BIN目錄中。2) 編輯Keil安裝目錄下的tools.ini文件，加入TDRV5=BINVDM51.DLL（“PROTEUS DEBUG”）。3) 在Keil中打開要調(diào)試

29、的工程，單擊Project中Options for Target1菜單，在彈出的對話框中選中Debug標(biāo)簽頁，進(jìn)行數(shù)據(jù)配置。生成可執(zhí)行文件。4) 在Proteus中打開設(shè)計(jì)好的電路原理圖，單擊單片機(jī)元器件，將其可執(zhí)行文件設(shè)置為要調(diào)試的Keil工程所生成的課執(zhí)行文件。5.1.2 硬件調(diào)試硬件調(diào)試主要是調(diào)試各部分的焊接是否合格和各芯片的輸出輸入電壓是否符合設(shè)計(jì)要求，最后測試各硬件部分能否完成設(shè)計(jì)功能。因此把硬件調(diào)試按照以下四部分分步來進(jìn)行：1) 測試所有焊點(diǎn)是否有短路和虛焊的現(xiàn)象存在。檢測工具為萬用表，使用萬用表的短路報(bào)警功能，逐個(gè)測試相臨的兩個(gè)焊點(diǎn)檢測是否短路。按照電路圖檢測需要連接的兩點(diǎn)是否短

30、路來檢測是否已經(jīng)連接上，以此來檢測虛焊的情況。檢測和修改完成后為下一步通電檢測排除了短路的危險(xiǎn)和由于虛焊引起檢測結(jié)果不真實(shí)的麻煩。2) 通電測試所有硬件芯片的輸入輸出電壓是否在設(shè)計(jì)要求的范圍內(nèi)。由于系統(tǒng)測試時(shí)是采用USB電源為系統(tǒng)電源，所以電源輸入都為5V。顯示系統(tǒng)中單片機(jī)、譯碼器，驅(qū)動電路的電源電壓均要求為5V所以可同時(shí)直接接入。上電后首先觀察電路是否有過熱，異味，冒煙的現(xiàn)象出現(xiàn)。經(jīng)過觀察，沒有這些現(xiàn)象出現(xiàn)。然后測試各器件的電源，接地及一些電平應(yīng)該固定的端口的電壓。測試的結(jié)果為：各器件電源端在4.3V4.8V之間滿足器件的電源電壓要求，單片機(jī)端口在未接負(fù)載時(shí)端口電壓為4.5V。3) 測試IS

31、P下載線的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)。4) 由于最重要的顯示系統(tǒng)功能的測試需要軟件配合所以在硬件調(diào)試部分只測試單片機(jī)復(fù)位電平，功能部分測試放在系統(tǒng)聯(lián)合調(diào)試部分來完成。5.2 系統(tǒng)調(diào)試的結(jié)果對調(diào)試中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了分析，得出以下原因和修改辦法。1) 硬件的工作表現(xiàn)出不穩(wěn)定，單片機(jī)無法下載。經(jīng)過排查，發(fā)現(xiàn)有幾處短路現(xiàn)象以及器件正負(fù)極反接導(dǎo)致該原因，后來經(jīng)過修改，單片機(jī)可以成功加載程序。2) LED顯示屏顯示不正確，經(jīng)過檢查及查閱資料發(fā)現(xiàn)實(shí)際LED顯示屏的引腳并不是一排接陰極一排接陽極，而是雜亂無章的。修改辦法是將用萬用表測引腳，重新寫下排列，重新焊連線。經(jīng)過調(diào)試和修改，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了題目所要求的中英文字符以及特

32、殊字符的顯示，能夠通過控制按鈕實(shí)現(xiàn)不同動態(tài)效果間的切換。結(jié)論接手題目之后從互聯(lián)網(wǎng)上對LED進(jìn)行了詳細(xì)的資料收集。北京奧運(yùn)會開幕式盛典上利用LED制造出的變換無窮、美輪美奐、氣勢磅礴的各種圖像，給全世界留下震撼的印象，也讓國人對LED有了全新的認(rèn)識。LED顯示屏越來越受到廣泛應(yīng)用，它不僅價(jià)格低廉，且省電又清晰，有很大的發(fā)展前景。從設(shè)計(jì)之初就確定了參照街道上廣告牌顯示屏的實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)際情況設(shè)計(jì)一款小屏幕的LED點(diǎn)陣顯示屏。在查閱了大量的資料后確定了題目的設(shè)計(jì)方案。整個(gè)設(shè)計(jì)采用AT89C52做核心控制器，74HC138組成譯碼電路。經(jīng)過一段時(shí)間的工作，終于完成了基于51單片機(jī)的LED點(diǎn)陣廣告牌的設(shè)計(jì)

33、，項(xiàng)目所要求的功能全部達(dá)到。這次設(shè)計(jì)收獲頗多，不僅是所作題目涉及到的軟硬件知識，還有更為重要的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和過程中所發(fā)現(xiàn)的問題。1) 設(shè)計(jì)之前應(yīng)該進(jìn)行大量的資料收集和分析，確定一個(gè)清晰的設(shè)計(jì)思路。2) 器件選擇時(shí)要詳細(xì)閱讀器件使用手冊，不但要考慮器件的功能實(shí)現(xiàn)還要考慮器件在整個(gè)系統(tǒng)中的兼容性。3) 硬件的系統(tǒng)的建立必須合理和穩(wěn)定，實(shí)物建立之前最好進(jìn)行仿真這樣才能為軟件提供一個(gè)可靠的試驗(yàn)平臺。4) 軟件的編寫不但要實(shí)現(xiàn)功能還要不斷的優(yōu)化、簡練、易讀。5) 實(shí)物的引腳往往與仿真圖中的引腳不同，應(yīng)該注意。隨著課題的進(jìn)行，對LED的了解也越來越深入。LED技術(shù)也會進(jìn)一步發(fā)展，其應(yīng)用將會更加廣泛?？梢栽O(shè)想利

34、用LED的高穩(wěn)定性和低能耗，再與無線通信技術(shù)相結(jié)合在沙漠深處或者人跡罕至的雪山之顛樹立一塊依靠太陽能充電，通過無線傳輸方式更改顯示內(nèi)容的信息板為登山者提供指示和天氣信息，為沙漠迷路的人指引方向。設(shè)計(jì)結(jié)束了，但學(xué)習(xí)還在繼續(xù)。相信通過此次設(shè)計(jì)所得到的知識、心得、經(jīng)驗(yàn)?zāi)酥粮惺芏紩屛以谝院蟮娜兆永锸芤娣藴\。致謝這次能夠圓滿完成畢業(yè)設(shè)計(jì)首先要感謝陳奎老師，感謝他在課程設(shè)計(jì)期間的指導(dǎo)、勉勵和督導(dǎo)。同時(shí)感謝教過我們專業(yè)課程的老師們，感謝他們對我們知識增長所付出的辛勤勞動。還要感謝一起做課程設(shè)計(jì)的同學(xué)，他們也給予了很大的幫助，尤其是一些細(xì)節(jié)問題。感謝實(shí)驗(yàn)室老師給我們提供實(shí)驗(yàn)環(huán)境和器材。參考文獻(xiàn)1 文哲雄.用

35、單片機(jī)控制LED顯示屏D.佛山：佛山科學(xué)技術(shù)學(xué)院，1995.2 彭寧，只佩華.單片機(jī)對LED大屏幕顯示的控制系統(tǒng)J.河北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，1993，13(3)：86-89.3 喬世杰.小波圖像編碼中的對稱邊界延拓法J.中國圖像圖形學(xué)報(bào)，2000，5(9)：725-729.4李志強(qiáng)等.基于VC的LED點(diǎn)陣顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).無線互聯(lián)科技，2012，（2）： 70-715 王曉濤基于單片機(jī)控制的LED點(diǎn)陣顯示屏在煤礦的設(shè)計(jì)與應(yīng)用J.中國科技博覽，2011，（36）： 640-641.6 Marston, R. Radio-Electronics, Working with LED displ

36、ay driversJ. Mar1992, Vol. 63 Issue 3.附錄附錄1：硬件原理圖附錄2：C語言程序/*本次顯示程序的設(shè)計(jì)分三個(gè)階斷第一階段：左移顯示方式的設(shè)計(jì)第二階段：上移顯示方式的設(shè)計(jì)第三階段：閃爍顯示方式的設(shè)計(jì) */#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar table2=0xE0,0x0F,0x10,0x10,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x10,0x10,0xE0,0x0F,0x00,0x00,/*"O&qu

37、ot;*/0x08,0x20,0xF8,0x3F,0x88,0x20,0xC0,0x01,0x28,0x26,0x18,0x38,0x08,0x20,0x00,0x00; /*"K"*/ /*上移顯示的字符*/uchar code table1=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x20,0x

38、00,0x24,0x80,0x24,0x80,0xA4,0xDF,0xFC,0x5F,0xFC,0x60,0xA4,0x30,0xBF,0x1E,0xBF,0x1E,0xA4,0x30,0xFC,0x60,0xFC,0x4F,0xA4,0xCF,0x24,0x80,0x24,0x80,0x20,0x00, /*賁 CEADA */0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x44,0x00,0x44,0x80,0x44,0xC0,0x44,0x60,0x44,0x38,0xDF,0x1F,0xDF,0x07,0x54,0x02,0x74,0x42,0x64

39、,0xC2,0x5F,0xC2,0x5F,0x7E,0x44,0x3E,0x44,0x00,0x44,0x00,0x44,0x00, /*芳 CB7BC */0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF8,0x3B,0x0C,0x4E,0x04,0x5C,0x04,0x76,0x0C,0x62,0xF8,0x63,0xC0,0x58,0x00,0xCC,0x00,0x84,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, /*& CAFA1 */0x00,0x00,0xF2,0x01,0xF2,0x41,0x12,0xC1,0x1E

40、,0xFF,0x1E,0x7F,0xC0,0x87,0xDE,0x87,0x5E,0x84,0xF2,0xFF,0xF2,0xFF,0x52,0x44,0x5E,0x54,0xDE,0xF7,0xC0,0xE7,0x00,0x40,/*強(qiáng) CC7BF */0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x40,0x04,0x62,0x06,0x32,0xFF,0xDA,0xFF,0xDA,0xE0,0x6F,0x7D,0x6F,0x1D,0x72,0x05,0x72,0xFD,0x62,0xFD,0xEF,0x67,0xFF,0x3F,0x72,0x18,0x

41、C2,0xFF,0xC2,0xE7,0x42,0x40, /*薇 CDEB1 */ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00; /*左移顯示的字符*/uchar code table3=0x80,0x00,0xC0,0x00,0x70,0x00,0xFC,0x7F,0xFF,0x7F,0x0F,0x00,0xAA,0x7

42、E,0xA8,0x7E,0xA9,0x22,0xAF,0x22,0xAE,0x22,0xAA,0x22,0xA8,0x7E,0xA8,0x7E,0x08,0x00,0x08,0x00,/*"信",0*/0x00,0x00,0x00,0x00,0xF8,0x0F,0xF8,0x0F,0x48,0x04,0x48,0x04,0x48,0x04,0xFF,0x3F,0xFF,0x7F,0x48,0x44,0x48,0x44,0x48,0x44,0xF8,0x4F,0xF8,0x4F,0x00,0x70,0x00,0x70,/*"電",1*/0x00,0x20,

43、0x00,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0xFE,0x3F,0xFE,0x3F,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x00,0x20,/*"工",2*/0x10,0x04,0x12,0x07,0xD2,0x03,0xFE,0xFF,0xFF,0xFF,0x91,0x41,0x91,0x45,0xBF,0x44,0xBF,0x44,0xA1,0x7F,0xA1,0x7F,0xA1,0x44,0xBF,0x44,0

44、xBF,0x44,0x80,0x44,0x00,0x40,/*"程",3*/0x40,0x00,0x70,0x02,0x30,0x02,0x12,0x02,0x5E,0x02,0x5C,0x02,0x54,0x42,0x51,0xC2,0x5F,0xFF,0xDE,0x7F,0xD4,0x02,0x58,0x02,0x5F,0x02,0x77,0x02,0x32,0x02,0x10,0x02,/*"學(xué)",4*/0xFE,0xFF,0xFE,0xFF,0x32,0x02,0x7A,0x06,0xCE,0x87,0x8E,0xC3,0x2C,0x71,0x2

45、4,0x3F,0x25,0x0F,0x27,0x01,0x26,0x7F,0x24,0xFF,0x24,0x81,0x2C,0x81,0x0C,0xF1,0x04,0xF1,/*"院",5*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00;/*閃爍顯示字符*/uchar v,flag,temp;uchar

46、 i,j,k,shuz,shub,temp1;uchar a,b,c,d,e,f,numa,numb;uchar ii,jj,kk;uchar iii,jjj,kkk;uchar a3,b3;uchar num3,temp3;uchar temp2;/*各變量值的初始化*/void init();/*主函數(shù)的初始化聲名*/void init1();/*左移顯示方式的初始化聲名*/void init2();/*上移顯示方式的初始化聲名*/void init3();/*閃爍顯示方式的初始化聲名*/void disp1();/*左移顯示子程序聲名*/void disp2();/*上移顯示子程序聲名*/void disp3();/*閃爍顯示子程序聲名*/void delay(uint z)/*延時(shí)函數(shù)聲名及定義*/uint x,y; for(x=z;x>0;x-) for(y=110;y>0;y-); void main()init();while(1)/主循環(huán)if(flag%3=1)/判斷是不