點(diǎn)陣式漢字顯示屏的設(shè)計(jì)與制作

點(diǎn)陣式漢字顯示屏的設(shè)計(jì)與制作LED點(diǎn)陣顯示屏作為一種新興的顯示器件，是由多個獨(dú)立的LED發(fā)光二極管封裝而成.LED點(diǎn)陣顯示屏可以顯示數(shù)字或符號，通常用來顯示時間、速度、系統(tǒng)狀態(tài)等。本設(shè)計(jì)是4個16X16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)。整機(jī)以美國ATMEL公司生產(chǎn)的40腳單片機(jī)AT89C51為核心，介紹了以它為控制系統(tǒng)的LED點(diǎn)陣電子顯示屏的動態(tài)設(shè)計(jì)和開發(fā)過程。通過該芯片控制一個行膽動器74LS595和八個列膽動器74HC154來驅(qū)動顯示屏顯示。該電子顯示屏可以顯示各種文字或單色圖像，全屏能顯示4個漢字，采用16塊8x8點(diǎn)陣LED顯示模塊來組成4個16x16點(diǎn)陣顯示模式。顯示采用動態(tài)顯示，使得圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。文中詳細(xì)介紹了LED點(diǎn)陣顯示的硬件設(shè)計(jì)思路、硬件電路各個部分的功能及原理、相應(yīng)軟件的程序設(shè)計(jì)，以及使用說明等。關(guān)鍵詞：AT89C51;單片機(jī);LED3系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)硬件電路主要由LED顯示屏、單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動電路和行驅(qū)動電路四部分組成。3.1單片機(jī)的選型該控制系統(tǒng)選用AT89C51單片機(jī)作為系統(tǒng)的控制核心。AT89C51是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能CM0S8位微處理器，俗稱單片機(jī)。AT89C51單片機(jī)是可擦除只讀存儲器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。3.1.2單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)AT89C51是一個低電壓，高性能CMOS8位單片機(jī)，片內(nèi)含8kbytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器（RAM）,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元。AT89C51有4（）個引腳，32個外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時內(nèi)含2個外中斷口，3個16位可編程定時計(jì)數(shù)器,2個全雙工串行通信口，2個讀寫口線,AT89C51可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和Flash存儲器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫的Flash存儲器可有效地降低開發(fā)成本。P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)用口。作為輸出口用時,每位能吸收電流的方式驅(qū)動8個TTL邏輯門電路,對端口P0寫“1”時，可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時，P0口接收指令字節(jié)，而在程序校驗(yàn)時，輸出指令字節(jié)，校驗(yàn)時,要求外接上拉電阻。P1口：P1是一個帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“I”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流（IIL）op2口：P2是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P2的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口P2寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流。在訪問外部程序存儲器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行MOVX@R1指令）時，P2口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。Flash編程或校驗(yàn)時，P2亦接收高位地址和一些控制信號。P3口：P3口是一組帶有內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻輸出電流（IID。P3口除了作為一般的I/O口線外，更重要的用途是它的第二功能，如下所示：P3.0RXD（串行輸入口）P3.1TXD（串行輸出口）P3.2/INTO（外部中斷0）P3.3/INT1（外部中斷1）P3.4T0（定時/計(jì)數(shù)器0外部輸入）P3.5T1（定時/計(jì)數(shù)器1外部輸入）P3.7/RD（外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通）主要管腳有：XTAL1（19腳）和XTAL2（18腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接12MHz晶振。RST/Vpd（9腳）為復(fù)位輸入端口，外接電阻電容組成的復(fù)位電路。VCC（40腳）和VSS（20腳）為供電端口，分別接+5V電源的正負(fù)端。P（）~P3為可編程通用I/O腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計(jì)中，P0端口（32?39腳）被定義為N1功能控制端口，分別與N1的相應(yīng)功能管腳相連接，13腳定義為IR輸入端，10腳和11腳定義為I2C總線控制端口，分別連接N1的SDAS（18腳）和SCLS（19腳）端口，12腳、27腳及28腳定義為握手信號功能端口，連接主板CPU的相應(yīng)功能端，用于當(dāng)前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進(jìn)入的控制功能。AT89C51單片機(jī)其主要工作特性是：片內(nèi)程序存儲器內(nèi)含8KB的Flash程序存儲器，可擦寫壽命為1000次；片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含256字節(jié)的RAM：具有32根可編程I/O口線；具有3個可編程定時器；中斷系統(tǒng)是具有8個中斷源、6個中斷矢量、2個級優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)；串行口是具有一個全雙工的可編程串行通信口；具有一個數(shù)據(jù)指針DPTR；

低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式;具有可編程的3級程序鎖定位；AT89C51工作電源電壓為5(1+0.2)V,且典型值為5V;AT89C51最高工作頻率為24MHz°單片機(jī)引腳如3-1圖所示RSTRSTRST(RXD)P3fTXD*P3(!NTO>P3(IRST(RXD)P3fTXD*P3(!NTO>P3(INT1>P3<T0)P3(T1>P3(Wff)P3dH5>P3XTAL1VCCPO.0/(ADO)PO.i?\r>：>PO.2/(AD2>PO.3/(AD3>PO.4/(AD4>PO.5/(AD5>PO.O/(ADOPO.7/(AD7>EX/vppALE/PROCP2.7/(Al5)P2.6/(Al4)P2.5/(Al3>P2.4(Al2)P2.3/<A11>P2.2/(AlO>P2.1/(A9)P2.O/<A?)單片機(jī)P3口低4位輸出的行號經(jīng)4/16線譯碼器74HC154譯碼后生成16條行選通信號線，再經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動對應(yīng)的行線。為節(jié)省I/O口資源，方便于擴(kuò)展，行驅(qū)動電路采用串口輸入。本設(shè)計(jì)電路中行方向由兩片74HC595完成掃描，它由AT89C51的P3.0…P3.3控制，將LED點(diǎn)陣的16條行線與兩片74HC595的并行輸出端之間通過4.7kQ的電阻連接。74HC595是一款低噪聲、低功耗、高速的COMS移位寄存器，能夠驅(qū)動15個TTL的負(fù)載。該器件包含一個8位串行輸入，并行輸出的移位寄存器及帶有三態(tài)輸出控制的8位D型存儲器。移位寄存器和存儲器分別由獨(dú)立的時鐘提供信號。移位寄存器內(nèi)置直接清零，串行輸入和用于級聯(lián)的串行輸出功能。時鐘的上升沿觸發(fā)移位寄存器和存儲器。如果同一個時鐘提供信號，則移位寄存器的狀態(tài)必須比存儲器提前一個脈沖信號。74HC595的主要優(yōu)點(diǎn)是具有數(shù)據(jù)存儲寄存器，在移位的過程中，輸出端的數(shù)據(jù)可以保持不變。這在串行速度慢的場合很有用處，數(shù)碼管顯示不會產(chǎn)生閃爍感。74HC595有很多功能，在點(diǎn)陣顯示中用到的串行輸入并行輸出是其中的一個功能，是通過寄存器選擇的。對于動態(tài)顯示，行掃描主要處理字模，需要把整個字的字模都打入到74HC595芯片，通過74HC595來處理，通過子模各個位的移動來實(shí)現(xiàn)要顯示的字。在LED點(diǎn)陣顯示屏中，74HC595的主要作用應(yīng)該為1驅(qū)動，CMOS的74HC595驅(qū)動LED點(diǎn)陣顯示屏沒有問題。2串行輸入轉(zhuǎn)并行輸出，非常節(jié)約資源，從而可以降低對處理器的I/O資源

的需求量。3具有三態(tài)輸出鎖存。4多個級聯(lián)，可以很方便的用于更大的LED點(diǎn)陣屏驅(qū)動。74HC595的引腳如3-2圖所示1212345678123412345678其引腳功能為：Q1?Q7:八位并行輸出端，可以直接控制數(shù)碼管的8個段。Q7，:級聯(lián)輸出端，它可接下一個595的SI端。MR：主復(fù)位端，低電平有效位端，低點(diǎn)平時將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零。SHCP：移位寄存器時鐘輸入，上升沿時數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位，下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。STCP：存儲寄存器時鐘輸入，上升沿時移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲寄存器，下降沿時存儲寄存器數(shù)據(jù)不變。通常將RCK置為低電平，當(dāng)移位結(jié)束后,在RCK端產(chǎn)生一個正脈沖，更新顯示數(shù)據(jù)。0E：低電平時輸出，高電平時禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機(jī)的引腳不緊張，用一個引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過數(shù)據(jù)端移位控制要省時省力。DS：串行數(shù)據(jù)輸入。SI:串行數(shù)據(jù)輸入端。Q0：鎖存器輸出端。VCC：接電源GND：接地。74HC595的輸入側(cè)有8個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。引腳SI是串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SCK是移位寄存器的移位時鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將SI的下一個數(shù)據(jù)打入最低位。移位后的各位信號出現(xiàn)在各移位寄存器的輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。RCK是輸出鎖存器的打入信號，其上升沿將移位寄存器的輸出打入輸出鎖存器。引腳G是輸出三態(tài)門的開放信號，只有當(dāng)其為低時鎖存器的輸出才開放,否則為高阻態(tài)。SCLR信號是移位寄存器清零輸入端，當(dāng)其為低時移位寄存器的輸出全部為零。由于SCK和RCK兩個信號是互相獨(dú)立的，所以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。芯片的輸出端為QA?QH,最高位QH可作為多片74HC595級聯(lián)應(yīng)用時，向上一級的級聯(lián)輸出。但因?yàn)镼H受輸出鎖存器的打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出QH,作為與移位寄存器完全同步的級聯(lián)輸出。其與單片機(jī)的連接簡單方便，只需三個I/O口即可。芯片的輸出端最高位QHT可作為多片74HC595級聯(lián)應(yīng)用時向上一級的級聯(lián)輸出，然而，QHT受輸出鎖存器輸入控制，所以74HC595還從輸出鎖存器前引出QHT,通過芯片的QHT引腳和SI引腳，可以實(shí)現(xiàn)完全同步的級聯(lián)輸出。3列驅(qū)動電路設(shè)計(jì)列驅(qū)動電路的選擇如果采取并口輸入，會占用大量I/O口資源。而選取串口輸入，I/O口資源使用較少。所以我選用串口輸入。本設(shè)計(jì)中列方向由4—16譯碼器74HC154完成掃描，它由AT89C51的P1.0---P1.3控制。74HC154是一種單片4線一16線譯碼器，非常適合用于高性能存儲器的譯碼器。只要控制端/El、/E2任意一個為高電平，A、B、C、D任意電平輸入都無效c/El、/E2必須都為低電平才能操作芯片。當(dāng)兩個選通輸入/El和/E2為低時，它可將4個二進(jìn)制編碼的輸入譯成16個互相獨(dú)立的輸出之一。實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能的辦法是：用4個輸入線寫出輸出線的地址，使得在一個選通輸入為低時數(shù)據(jù)通過另一個選通輸入。當(dāng)任何一個選通輸入是高時，所有為高。74HC154的引腳如3-3圖所示。圖3-374HC154引腳說明:/Y0-/Y15：輸出端。GND：接地。/El,/E2：使能輸入端，低電平有效。A0-A3：地址輸入端。VCC：接電源。74HC154是4線-16線譯碼器/解調(diào)器，其功能為1將4個二進(jìn)制編碼輸入譯成16個彼此獨(dú)立的輸出之一。2將數(shù)據(jù)從一個輸入線分配到16個輸出的任意一個而實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能。3輸入箝位二極管簡化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)。4與大部分TTL和DTL電路完全兼容。將LED像素模塊按照實(shí)際需要大小拼裝排列成矩陣，配以專用顯示驅(qū)動電路，直流穩(wěn)壓電源，軟件，框架以及外裝飾燈，即構(gòu)成一臺LED顯示屏，用來顯示文字、圖形、動畫、行情、視頻、錄像等各種信息的顯示屏幕。4LED顯示模塊的硬件設(shè)計(jì)及工作原理LED顯示屏是由一個一個的發(fā)光二極管點(diǎn)陣構(gòu)成的，要構(gòu)成大屏幕的LED顯示屏就需要多個發(fā)光二極管。構(gòu)成LED屏幕的方法有兩種，一是由單個的發(fā)光二極管逐點(diǎn)連接起來，二是選用一些由單個發(fā)光二極管構(gòu)成的LED點(diǎn)陣子模塊構(gòu)成大的LED點(diǎn)陣模塊。這兩種屏幕構(gòu)成方法各有有缺點(diǎn)，單個發(fā)光二極管構(gòu)成顯示屏優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)單個的發(fā)光二極管出現(xiàn)問題時只需更換一個二極管即可，檢修的成本較低，缺點(diǎn)在于連接線路復(fù)雜；而點(diǎn)陣模塊構(gòu)成的方法卻正好與之相反，模塊構(gòu)成省約了大量的連線，不過當(dāng)一個LED出現(xiàn)問題時同在一個模塊的所有LED都必須被更換。這就加大了維修的成本。兩種方法相比較，決定采取模塊構(gòu)成的方法來制作一個LED點(diǎn)陣顯示屏。16X16點(diǎn)陣LED顯示屏由256個LED發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交又點(diǎn)上。當(dāng)對應(yīng)的某一列置1電平，某一行置0電平，則相應(yīng)的二極管就亮。系統(tǒng)電路如圖所示3-4o函H:::g“”::::?；H:::g“”::::“in仰仰[[L99999999S9999999MM4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1主程序設(shè)計(jì)LED顯示屏軟件的主要功能是向屏幕提供顯示數(shù)據(jù)，產(chǎn)生各種控制信號，使屏幕按設(shè)計(jì)要求來顯示。軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、顯示子程序和定時器中斷服務(wù)程序。主程序?yàn)轫樞蚪Y(jié)構(gòu)，完成堆棧、中斷、串口的初始化設(shè)置后，調(diào)用顯示子程序，黑屏顯示準(zhǔn)備以及逐排顯示；顯示子程序通過定時器TO產(chǎn)生中斷；中斷服務(wù)程序接收顯示子程序的中斷請求，從文字表查表取出自摸，送出列掃描信號至74LS154,并通過74LS154配合行掃描信號，進(jìn)行動態(tài)掃描顯示。程序各部分的功能由各個模塊分別實(shí)現(xiàn)］。主程序流程圖如圖所示，'開始LED點(diǎn)陣主程序,該程序能夠用來實(shí)現(xiàn)“萬方科技學(xué)院”等漢字的顯示。D100MS:MOVR3,#250；延時100毫秒DJNZR3,$DJNZR2,D1()()MSMOV20H,#00H；取碼指針的初值1100:MOVR1,#10():每個字的停留時間L16:MOVR6,#16；每個字16個碼MOVR4,#00H；掃描指針清零MOVR0,20H；取碼指針存入R0L3:MOVA,R4；掃描指針存入AMOVPl,A；掃描輸出INCR4；掃描指針加1,掃描下一個MOVA,R0；取碼指針存入AMOVDPTR,#TABLE；取數(shù)據(jù)表的上半部分的代碼MOVCA,@A+DPTRMOVP0,A；輸出到POINCRO；取碼指針加1,取下一個碼。MOVA,ROMOVDPTR,#TABLE；取數(shù)據(jù)表下半部份的代碼MOVCA,@A+DPTRMOVP2,A；輸出到P2口INCROMOVR3,#O2；掃描1毫秒DELAY2:MOVR5,#248；DJNZR5,$DJNZR3,DELAY2MOVA,#()()H；清除屏幕ANLP2,#00HDJNZR6,L3;一個字16個碼是否完成？DJNZRl,LI6；每個字的停留時間是否到了？MOV20H,R0；取碼指針存入20HCJNER0,#0FFH,L100；8個字256個碼是否完成?JMPLOOP:反復(fù)循環(huán)TABLE:漢字“萬”的代碼(16xl6,V)0x80,0x00,0x40,0x03,0x60,0x06,0x50,OxOC,0x48,0x38,0x45,0xD0,0x7E,0x20,0x45,0x40,0x44,0x84,0x45,0x46,0x46,0x24,0x4F,0xF8,0x4C,0x08,0x50,0x04,0x60,0x02,0x40,0x01,(16xl6,H)0x80,0x00,0x7F,0xFF,0x22,0x02,0x12,0x04,0x0A,0xl8,0x07,0xF8,0x02,0x30,0x05,0x50,0x04,0x90,0x05,0x50,0x0A,0x30,0x0C,0xl0,0x18,0x18,0x30,0xE4,0x60,0x42,0x40,0x01,漢字“方”的代碼方(16xl6,V)0x90,0x02,0x50,0x03,0x30,0x06,0xl0,0x0C,0x18,0x38,0xl4,0xD0,0x9F,0x20,0x53,0x40,0x32,0x84,0x13,0x42,0x12,0x22,0xl7,0xFC,0x18,0x08,0x10,0x04,0x30,0x02,0x40,0x01,(16xl6,H)0x82,0x00,0x41,0x01,0x20,0x82,0xFF,0xFE,0x0A,0x08,0x06,0x10,0x03,0xF0,0x03,0x50,

0x04,0x90,0x05,0x50,0x()A,0x30,()x()C,Ox1(),0x18,0x18,0x30,0x94,0xE0,0x62,0x40,0x01,漢字“科”的代碼(16xl6,V)0x88,0x20,0x48,0x41,0x69,0x82,0x5E,0x04,0x7F,0xFF,Ox8E,OxlO,0x8B,0x20,0x01,0x60,0x44,OxAO,0x33,0x40,0x02,0x60,0x04,0x50,OxFEOxFF,0x10,0x84,0x20,0x82,0x40,0x01,(16xl6,H)0x86,0x08,0x78,0x89,0x28,0x4A,0xl8,0x4C,OxFE,OxO8,Ox1C,0x98,0x1E,0x68,0x2B,0x48,0x28,0x8E,0x49,0x78,0x8B,0xA8,0x0C,0xl8,0x08,0x08,0xl8,0x0C,0x28,OxOA,0x48,0x09,漢字“技”的代碼(16xl6,V)0x90,0x80,0x50,0x83,0x31,0x03,OxFF,OxFE,0x1A,0x08,0x14,0x12,0x02,0x22,0x13,0x44,0x12,0xC8,0x13,0x70,0xFE,0x30,0x16,0x58,0xlB,0x8C,0x12,0x06,0x30,0x06,0x40,0x01,(16xl6,H)0x90,0x20,0x50,0x21,0x30,0x22,OxFD,OxFE,0x18,0x28,0x14,0x30,Ox1B,()xFC,0x31,0x48,0xD0,0x88,0x1l,0xD0,Ox12,0x60,0x14,0x70,0x18,0x98,()xll,()x()E,0x76,0x06,0x60,0x01漢字“學(xué)”的代碼(16xl6,V)0x8B,0x41,Ox1C,0x50,0x40,0x01,0x82,0x00,0x4C,0x41,0x28,0x42,0x58,0x44,0x3A,0x48,0x2E,0x50,0x0A,0x62,0x7A,0xFE,0x2B,0x40,0x0A,0x60,0xEA,0x48,0x5C,0x44,0x8B,0x41,Ox1C,0x50,0x40,0x01,0x18,0x94,0x18,0x94,0x81,0x08,0x50,0x8D,0x2C,0xCA,0x7F,0xFE,0x18,0x94,0x7F,0xFE,0x44,Ox14,0x8F,0xE8,0x01,0x40,0x00,0x80,0x7F,0xFE,0x02,OxAO,0x04,0x90,0x08,0x88,0x10,0x84,0x22,0x82,0x41,0x01,漢字“院”的代碼(16xl6,V)OxFF,OxFF,0x69,0xC9,0xA4,0x80,0x7F,0xFE,0x44,Ox14,0x8F,0xE8,0x01,0x40,0x7F,0xFE,0x44,Ox14,0x8F,0xE8,0x01,0x40,0x00,0x80,0x7F,0xFE,0x02,OxAO,0x04,0x90,0x08,0x88,0x10,0x84,0x22,0x82,0x41,0x01,漢字“院”的代碼(16xl6,V)OxFF,OxFF,0x69,0xC9,0xA4,0x80,0x40,0x01,0x6C,0x42,0x52,0x24,0x34,0x92,0x26,OxAC,0x65,OxCO,0x26,0xFE,0x2C,0x89,0x30,0x85,0x20,Ox8F,(16xl6,H)0x80,0x80,0xF8,0x41,OxAF,OxFE,0x25,OxFO,0x24,0x91,0x40,0x01,0x94,0x04,AbstractAsapopulardisplaydevicecomponent,LEDdot-matrixdisplayboardconsistsofseveralindependentLED(LightEmittingDiode).TheLEDdot-matrixdisplayboardcandisplaythenumberorsign,anditisusuallyusedtoshowtime,speed,thestateofsystemetc.Thisdesignis416x!6latticeLEDelectrondisplaymonitordcsign.Thcwholeequipmentiswiththe40-pinAT89C51MCU(MicroControllerUnit)producedbytheAmericanATMELcompanyatthecore,introducedtakeitasthecontrolsystemLEDlatticeelectrondisplaymonitordynamicdesignandthedevelopmentprocess.Controlsgooddriver74LS595andeightrowdriver74HC154throughthischipactuatesthedisplaymonitordemonstration.Theelectronicscreencanshowallkindsofwrittenormonochromeimages,onefullscreendisplayChinesecharacters,sixteenpiecesof8x8dot-matrixLEDdisplaymodulestoformthe16x16dotmatrixdisplaymode.Showdynamicshowthatmakesstaticgraphicortextcanbeachieved,shiftedoutofvariousformats.ThispaperdescribesthehardwaredesignoftheLEDdotmatrixdisplay,andtheprinciplefunctionofthevariouspartsofthecircuit,thecorrespondingsoftwareprogramdesignandtheuseofsomesuch.

OxA8,()x()8,0xA7,0xF8,0x92,0x20,0x89,0x40,0x8F,0xFE,0xA9,0x60,0x93,0x20,0x85,0x30,0x8A,0x2A,0x92,0x26,OxA4,0x22,0xC8,()xIF,4.2子程序設(shè)計(jì)結(jié)束延時子程序,協(xié)調(diào)字符顯示速度：DELAY:MOVR7,#1HDL1:MOVR6,#00HDL2:DJNZR6,DL2DJNZR7,DL1RETLED點(diǎn)陣顯示子程序：CSLEDEQU8000HCSR1EQUCSLED行1273CSC1EQUCSLED+2H列1374CSC2EQUCSLED+3H列2374ORG0000HMOVSP,#60HINIT:MOVA,#0H關(guān)閉行MOVDPTR,#CSR1MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#CSR2MOVX@DPTR,AMOVA,#0FFH關(guān)閉列MOVDPTR,#CSC1MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#CSC2MOVX@DPTR,AD:MOVR5,#00HMOVR4,#01H每次為單行掃描DISP:MOVA,R5MOVDPTR,#ASCE此處設(shè)定所要顯示的字符MOVCA,@A+DPTRCPLACC代碼取反，決定顯示的陰陽MOVDPTR,#CSC2MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#CSR1MOVA,R4MOVX@DPTR,ARLACCMOVR4,ACCINCR5LCALLDELAYCJNER5,#8H,DISPMOVA,#()HMOVX@DPTR,AMOVR5,#()8HMOVR4,#01HDISP2:MOVA,R5MOVDPTR,#ASCEMOVCA,@A+DPTRCPLACCMOVDPTR,#CSC2MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#CSR2MOVA,R4MOVX@DPTR,ARLACCMOVR4,ACCINCR5LCALLDELAYCJNER5,#10H,DISP2MOVA,#0HMOVX@DPTR,ASJMPDEND在完成編寫程序的編譯之后，準(zhǔn)備一臺可以燒寫AT89C51的編程器并與電腦主機(jī)硬件連接后即可對AT89C51芯片進(jìn)行程序燒錄下載，然后，將燒錄好程序的AT89C51單片機(jī)裝入到40腳的IC座上，通電即可調(diào)試和運(yùn)行。參考文獻(xiàn)吳微、文軍等.單片機(jī)原理及制作[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2003王宏民.LED顯示屏的驅(qū)動方案[M].哈爾濱：黑龍江電子技術(shù)出版社，1999《單片機(jī)原理與接口技術(shù)》，作者：肖金球，出版社：清華大學(xué)出版社，出版日期：2004年12月《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》，主編：胡漢才，出版社：清華大學(xué)出版社2004年2月何立民，《MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社，1990,第1版戴佳，戴衛(wèi)恒.51單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講[M].北京：電子工業(yè)出版社,2006.楊將新，李華軍，劉東駿.單片機(jī)程序設(shè)計(jì)及應(yīng)用從基礎(chǔ)到實(shí)踐[M].北京：電子業(yè)出版社工,2006.戴勝華，蔣大明，楊世武.單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005。⑻潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007o⑼閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)[M].北京:高等教育出版社，2000。周航慈.單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)[M].北京航空航天大學(xué)出版社，1991徐泳龍主編.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社2004陳汝全.實(shí)用微機(jī)與單片機(jī)控制技術(shù)[M].成都：電子科技大學(xué)出版社,1995致謝Keywords：AT89C51,Micro,Controller,Unit,LED目錄TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1緒論11引言11.2點(diǎn)陣式LED顯示屏概述11.2.1LED顯示屏控制技木現(xiàn)狀12.2LED顯示屏的特點(diǎn)21.2.3LED的作用及市場前景21.3設(shè)計(jì)目標(biāo)2\o"CurrentDocument"2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)42.1系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)42顯示部分方案的選擇5\o"CurrentDocument"3系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)63.1單片機(jī)的選型63.1.2單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)62行驅(qū)動電路83列驅(qū)動電路設(shè)計(jì)103.4LED顯示模塊的硬件設(shè)計(jì)及工作原理11\o"CurrentDocument"4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)134.1主程序設(shè)計(jì)132子程序設(shè)計(jì)16\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn)19\o"CurrentDocument"致謝20IV1緒論1.1引言隨著顯示器件與技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，屏幕顯示系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，LED顯示屏是信息顯示的重要傳媒之一。LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的顯示屏幕。LED顯示屏具有穩(wěn)定性高、亮度高、清晰度高、功耗低、壽命長、性能價格比高等特點(diǎn)，所以一直在平板顯示領(lǐng)域扮演著重要的角色，并且在今后相當(dāng)長的一段時期內(nèi)還有相當(dāng)大的發(fā)展空間。被廣泛應(yīng)用于證券、廣告、新聞發(fā)布、信息傳播等方面，是目前國際上極為先進(jìn)的顯示媒體?，F(xiàn)代社會信息化高速發(fā)展，最具意義的莫過于大屏幕顯示己從公共信息展示等商業(yè)應(yīng)用開始向消費(fèi)類多媒體應(yīng)用滲透。隨著寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，數(shù)字化的多媒體內(nèi)容將在信息世界中占據(jù)主流，新型的大屏幕顯示設(shè)備將代替?zhèn)鹘y(tǒng)電視機(jī)成為人們享受生活的主要工具。1.2點(diǎn)陣式LED顯示屏概述LED就是LightEmittingDiode（發(fā)光二極管）的縮寫。LED電子顯示屏是由幾萬到幾十萬個半導(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)。LED顯示屏是集光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的高技術(shù)屏幕同步的產(chǎn)品。它以其超大畫面、超強(qiáng)視覺、靈活多變的顯式方式等獨(dú)具一格的優(yōu)勢，成為目前國際上使用廣泛的顯示系統(tǒng)。LED顯示屏可分為單色顯示屏、彩色顯示屏和彩色灰度顯示屏。其中單色顯示屏采用標(biāo)準(zhǔn)8X8單色發(fā)光二極管矩陣模塊標(biāo)準(zhǔn)組件，一般為紅色，可實(shí)現(xiàn)各種文字、數(shù)據(jù)及兩維圖形。缺點(diǎn)是色彩單調(diào)。彩色顯示屏采用標(biāo)準(zhǔn)8X8雙基發(fā)光二極管矩陣模塊，每一像素內(nèi)有紅、綠兩個發(fā)光二極管，可發(fā)出紅、綠、黃三種顏色。還可以和各種數(shù)據(jù)設(shè)備連接，實(shí)時顯示動態(tài)數(shù)據(jù)和廣告，具有較好的信息顯示效果，是目前使用較為廣泛的LED顯示屏。彩色顯示屏采用標(biāo)準(zhǔn)8X8雙基發(fā)光二極管矩陣模塊，彩色灰度屏層次豐富，表現(xiàn)力極佳，可以顯示照片、三維圖形、動畫、圖像及視頻等內(nèi)容，表現(xiàn)效果細(xì)膩豐富、逼真感人。1.2.1LED顯示屏控制技術(shù)現(xiàn)狀早期因LED材料的限制，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域沒有廣泛展開，另一方面，顯示屏控制技術(shù)基本上是通信控制方式，客觀上影響了顯示效果。所以導(dǎo)致早期的LED顯示屏在國內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通信控制，灰度等級為單點(diǎn)四級調(diào)灰，產(chǎn)品的成本比較高。后來LED顯示屏迅速發(fā)展,進(jìn)入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長，LED顯示屏在LED材料和控制技術(shù)方而不斷出現(xiàn)新的成果。藍(lán)色LED鏡片研制成功，全彩色LED顯示屏進(jìn)入市場;電子計(jì)算機(jī)及微電了領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，在顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了視頻控制技術(shù)，顯示屏的動態(tài)顯示效果大大提高。這個階段，LED顯示屏在我國發(fā)展迅速,LED顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。今天，LED顯示屏應(yīng)用領(lǐng)域更為廣闊，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。LED顯示屏的特點(diǎn)在局部設(shè)計(jì)上采用模塊化電路設(shè)計(jì)按功能分成不同的模塊，每個模塊之間只需要極少的聯(lián)系，極大的提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性。調(diào)試、維護(hù)難度大大降低。先進(jìn)的分布式掃描技術(shù)顯示部分的掃描采用掃描控制技術(shù)，顯示部分被分成不同的單元，獨(dú)立進(jìn)行掃描。每個單元間的信號采用信號鎖存技術(shù)進(jìn)行同步控制，顯示的穩(wěn)定性大大增強(qiáng)?？梢曅院貌捎酶咝阅躄ED驅(qū)動芯片構(gòu)成的顯示屏具有高亮度、色彩鮮艷、視角大，壽命長（不少于50,000小時），穩(wěn)定性高，響應(yīng)速度快等特點(diǎn)易于安裝采用顯示單元板或顯示單元箱體，可根據(jù)用戶要求和應(yīng)用場所要求任意組裝成所需要的顯示屏尺寸，如果要擴(kuò)大或縮小系統(tǒng)規(guī)模，只須按需要在系統(tǒng)中增加新單元，或拆去某個單元，系統(tǒng)完整性不會受到多少影響，便于安裝和維護(hù)。LED的作用及市場前景1起到商品宣傳，吸引顧客的作用。2起到店面裝飾，提高企業(yè)檔次的作用。3起到照明，標(biāo)新立異的作用。4起到普及知識的作用。5起到烘托氣氛的作用。通過顯示屏幕可播放上級領(lǐng)導(dǎo)及各種貴賓蒞臨參觀、指導(dǎo)的歡迎詞，各種重大節(jié)日的慶祝詞等綜上所述，LED顯示技術(shù)作為一種電子信息顯示技術(shù)，相信隨著各種科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，LED顯示系統(tǒng)以其優(yōu)異的性能將會有更為廣闊的發(fā)展前景。1.3設(shè)計(jì)目標(biāo)畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生完成本專業(yè)教學(xué)計(jì)劃達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是教學(xué)計(jì)劃中綜合性最強(qiáng)的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它對于培養(yǎng)學(xué)生正確的思想和工作作風(fēng)，提高學(xué)生綜合運(yùn)用專業(yè)知識和分析解決實(shí)際問題的能力，達(dá)到工程技術(shù)人員所必須具備的基本素質(zhì)等方面具有重要的意義。本設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)是單片機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)，微機(jī)原理，模擬電子技術(shù)和數(shù)子電子技術(shù)。通過本設(shè)計(jì)不僅把以前學(xué)過的知識重新溫習(xí)，而且在查閱課外資料時還有好多芯片都是以學(xué)過的芯片為基礎(chǔ)，并且在其基礎(chǔ)上改進(jìn)和完善。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在學(xué)校學(xué)習(xí)的理論知識和實(shí)際應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合起來，同時也能培養(yǎng)我獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和鉆研精神，為我將要踏上工作崗位做一次提前的鍛煉。2系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)4個16x16的點(diǎn)陣LED圖文顯示屏，要求在目測條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_。2.2系統(tǒng)整體的設(shè)計(jì)過程從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個點(diǎn)所在的位置相對應(yīng)的LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時控制各個發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動顯示方式。16x16的點(diǎn)陣共有256個發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒有這么多的端口，如果我采用鎖存器來擴(kuò)展端口，按8位的鎖存器來計(jì)算，16x16的點(diǎn)陣需要256/8=32個鎖存器。這個數(shù)字很龐大，因?yàn)槲覀儍H僅是16x16的點(diǎn)陣，在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個很龐大的數(shù)字。因此在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏幾乎