LED陣列數(shù)字顯示屏設(shè)計(jì)

目錄一、課程設(shè)計(jì)目的二、課程設(shè)計(jì)正文2.1總體論述2.2方案選型2.2.1總體方案各單元電路方案及集成電路2.3程序代碼設(shè)計(jì)三、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測試-7-四、課程設(shè)計(jì)總結(jié)五、參考文獻(xiàn)LED陣列的數(shù)字顯示屏設(shè)計(jì)一、課程設(shè)計(jì)目的LED是發(fā)光二極管LIGHTEMINTTINGDIODE的英文縮寫，是一種直接能將電能轉(zhuǎn)化為可見光的半導(dǎo)體。LED點(diǎn)陣是由發(fā)光二極管排列組成的顯示器件，在日常生活中隨處可見，其發(fā)光類型屬于冷光源，效率及發(fā)熱量是普通發(fā)光器件難以比較的。它采用低電壓掃描驅(qū)動，具有耗電少、使用壽命長、本錢低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)、可靠耐用、應(yīng)用靈活、平安、響應(yīng)時(shí)間短、綠色環(huán)保、控制靈活等特點(diǎn)。在日常生活中，我們會經(jīng)常用到LED數(shù)碼顯示管組成的電子器件，用以顯示我們想要的數(shù)據(jù)。因此制作一個(gè)驅(qū)動LED數(shù)碼顯示的電路是很有實(shí)際意義的。二、課程設(shè)計(jì)正文2.1總體論述本次設(shè)計(jì)題目：LED陣列的數(shù)字顯示屏設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)要求：①器件選擇：利用單片機(jī)8*8LED陣列等器件設(shè)計(jì)②系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)：正確設(shè)計(jì)單片機(jī)控制電路及外圍驅(qū)動電路，在一塊8x8共陽極LED陣列上顯示數(shù)字③顯示方式：LED陣列顯示屏能正常顯示數(shù)字并能進(jìn)展09數(shù)字的循環(huán)顯示?2.2方案選型總體方案限_______________圖陣列的數(shù)字顯:驅(qū)原理框圖2.2.章0i屏數(shù)LEDK碼片元電路方案及集成路路設(shè)顯2.2.機(jī)r-9C51單片機(jī)控制電路示控輸制出電圖⑵51片機(jī)控制電路圖AT89電騷限路流電MCS51兼容路10年數(shù)據(jù)保存時(shí)間：全靜態(tài)工作：0Hz?24Hz三級程序存儲器鎖定一個(gè)8位微處理器CPU4KB部程序存儲器，最大可擴(kuò)大至64KB8個(gè)126Bytes部數(shù)據(jù)存儲器，最大可擴(kuò)大至64KB32根可編程I/O線片振蕩器和時(shí)鐘電路低功耗的閑置和掉電模式具有邏輯代數(shù)運(yùn)算功能2個(gè)16位的定時(shí)/計(jì)數(shù)器：TO、T15個(gè)中斷源：INTO、INT1、T0/T1、R*D/T*D，可編程為兩個(gè)優(yōu)先級1個(gè)全雙HUART串行，可多級通信AT89C51的引腳功能：Vss〔20腳〕：接地端；VCC〔40腳〕：芯片電源，接+5V;注：用萬用表測試單片機(jī)引腳電流一般為0V或者5V，這是標(biāo)準(zhǔn)的TTL電平，但是有時(shí)候在單片機(jī)程序正在工作時(shí)，測試結(jié)果并不是這個(gè)值，而是介于0V-5V之間。其實(shí)這只是萬用表反映沒有則快而已，在一瞬間單片機(jī)引腳電流還是保持在0V或者5V的。*TAL1〔19腳〕：接外部晶體震蕩電路反相的輸入端，在片它是震蕩電路反相放大器的輸入端。在采用外部時(shí)鐘時(shí)，對于HMOS單片機(jī)，該端引腳必須接地；對于CHMOS單片機(jī)，此引腳作為驅(qū)動端。*TAL2〔18腳〕：接外部晶體反相的輸出端。在片它是一個(gè)振蕩電路反相放大器的輸出端，振蕩電路的頻率是晶體振蕩頻率。假設(shè)需采用外部時(shí)鐘電路，對于HMOS單片機(jī)，該引腳輸入外部時(shí)鐘脈沖；對于CHMOS單片機(jī)，此引腳應(yīng)懸浮。RST〔9腳〕：單片機(jī)剛接上電源時(shí)，其部各存放器處于隨機(jī)狀態(tài)，在該引腳輸入24個(gè)時(shí)鐘周期寬度以上的高電平將使單片機(jī)復(fù)位〔RESET〕，即10ms以上才可正常復(fù)位。PSEN〔29腳〕：在片外程序存儲器時(shí)，此端輸出負(fù)脈沖作為存儲器讀選通信號。CPU在向片外存儲器取指令期間，PSEN信號在12個(gè)時(shí)鐘周期中兩次生效。不過，在片外數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效PSEN信號不出現(xiàn)°PSEN端同樣可驅(qū)動8個(gè)LSTTL負(fù)載。我們根據(jù)PSEN、ALE和*TAL2輸出端是否有信號輸出，可以判別80C51是否在工作。ALE/PROG〔30腳〕：在片外程序存儲器時(shí)，此端輸出負(fù)脈沖作為存儲器讀選通信號。CPU在向片外存儲器取指令期間，PSEN信號在12個(gè)時(shí)鐘周期中兩次生效。不過，在片外數(shù)據(jù)存儲器時(shí)，這兩次有效PSEN信號不出現(xiàn)°PSEN端同樣可驅(qū)動8個(gè)LSTTL負(fù)載。我們根據(jù)PSEN、ALE和*TAL2輸出端是否有信號輸出，可以判別80C51是否在工作。⑴ALE功能：用來鎖存P0送出的低8位地址/EPROM編程輸入端。當(dāng)CPU片外存儲器時(shí)，用于鎖存P08位地址因?yàn)镻0作為地址/數(shù)據(jù)復(fù)用，P0上的信息終究是地址還是數(shù)據(jù)完全由ALE定義）。當(dāng)單片機(jī)上電正常工作后，此端周期性地以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6的固定頻率向外輸出正脈沖信號。所以，ALE信號可用作對外輸出時(shí)鐘或定時(shí)信號。檢查單片機(jī)芯片的好壞，可用示波器查看ALE端是否有脈沖信號輸出°ALE端的負(fù)載能力為8個(gè)LS型TTL。⑵PROG功能：片有EPROM的芯片，在EPROM編程期間，此引腳輸入編程脈沖EA/VPP〔31腳〕：當(dāng)EA端輸入高電平時(shí)，CPU從片程序存儲器地址H單元開場執(zhí)行程序。當(dāng)?shù)刂烦?KB時(shí)，將自動執(zhí)行片外程序存儲器的程序。當(dāng)EA輸入低電平時(shí)，CPU只片外程序存儲器。在對87C51EPROM編程時(shí)，此引腳用于施加編程電壓VPP。輸入/輸出引腳：P0?P3是4個(gè)存放器，也稱為4個(gè)端，是80C51單片機(jī)與外界聯(lián)系的4個(gè)8位雙向并行I/O。由于在數(shù)據(jù)的傳輸過程中，CPU需要對接電路中輸入輸出數(shù)據(jù)的存放器進(jìn)展讀寫操作，所以在單片機(jī)中對這些存放器像對存儲單元一樣進(jìn)展編址。通常把接電路中這些已編址并能進(jìn)展讀寫操作的存放器稱為端（PORT）或簡稱。〔1〕〔39腳-32腳〕一個(gè)8位的準(zhǔn)雙向I/O。在片外存儲器時(shí)，它分時(shí)作為8位地址線和8位雙向數(shù)據(jù)線；不作總線使用時(shí)，可作普通I/O；其每位的負(fù)載能力為8個(gè)LSTTL。〔2〕〔1腳-8腳〕一個(gè)帶部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O。其每位的負(fù)載能力為4個(gè)LSTTL?！?〕〔21腳-28腳〕一個(gè)帶部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O。其每位的負(fù)載能力為4個(gè)LSTTL。其每位的負(fù)載能力為4個(gè)LSTTL?！?〕〔10腳-17腳〕一個(gè)帶部上拉電阻的8位準(zhǔn)雙向I/O；P3除了作為一般準(zhǔn)雙向使用外，每腳還具有第二功能見表1）；其每位的負(fù)載能力為4個(gè)LSTTL。P3

線的第二功能：線P3.0P3.1

第二功能R*D〔串行輸入〕T*D〔串行輸出〕P3.2〔外部中斷0輸入〕P3.3〔外部中斷1輸出〕P3.4T0〔定時(shí)器0的外部輸入〕P3.5T1〔定時(shí)器1的外部輸出〕P3.6片外數(shù)據(jù)存儲器寫選通控制輸出P3.7片外數(shù)據(jù)存儲器讀選通控制輸出表（1）P3線的第二功能表2.2.2.2AT89C51單片機(jī)驅(qū)動電路圖（3）AT89C51單片機(jī)驅(qū)動電路圖74LS245的主要特征：具有雙向三態(tài)功能，既可以輸出，也可以輸入數(shù)據(jù)用來驅(qū)動LED或其他的設(shè)備，它是8路同相三態(tài)雙向總線收發(fā)器，可雙向傳輸數(shù)據(jù)當(dāng)8051單片機(jī)的P0總線負(fù)載到達(dá)或超過P0最大負(fù)載能力時(shí)，必須接入74LS245等總線驅(qū)動器當(dāng)片選端/CE低電平有效時(shí)，DIR="0，信號由B向A傳輸；〔接收〕DIR="1，信號由A向B傳輸；〔發(fā)送〕當(dāng)CE為高電平時(shí)，A、B均為高阻態(tài)LED驅(qū)動模塊是LED顯示屏設(shè)計(jì)的關(guān)鍵局部。驅(qū)動電路設(shè)計(jì)的好壞直接關(guān)系到LED顯示屏的亮度、穩(wěn)定度等重要指標(biāo)。本次設(shè)計(jì)中的LED的驅(qū)動是采用74LS245雙向總線驅(qū)動器，其中排阻負(fù)責(zé)給信號線提供一個(gè)驅(qū)動電壓，使之傳輸更穩(wěn)定。2.2.2.2LED陣列的數(shù)字顯示屏電路原理圖圖（4）AT89C51單片機(jī)LED數(shù)字顯示屏電路原理圖2.2.2.38x8點(diǎn)陣LED8x8點(diǎn)陣為單色共陽模塊，單點(diǎn)的正向工作電壓為〔Vf〕=1.8V，正向電流是〔If〕=8?10mA。靜態(tài)點(diǎn)亮器件時(shí)〔64點(diǎn)全亮〕的總電流是640mA，總電壓是1.8V，總功率為1152mW。動態(tài)時(shí)取決于掃描頻率〔1/8或1/16s〕，單點(diǎn)瞬間電流可達(dá)80?160mA。點(diǎn)陣部構(gòu)造及外形如下，8*8點(diǎn)陣共由64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線和列線的穿插點(diǎn)上，當(dāng)對應(yīng)的*一行置1電平，*一列置0電平，則相應(yīng)的二極管就亮;如要將第一個(gè)點(diǎn)點(diǎn)亮，則9腳接高電平13腳接低電平，則第一個(gè)點(diǎn)就亮了；如果要將第一行點(diǎn)亮，則第9腳要接高電平，而〔13、3、4、10、6、11、15、16〕這些引腳接低電平，則第一行就會點(diǎn)亮；如要將第一列點(diǎn)亮，則第腳接低電平，而〔9、14、8、12、1、7、2、5〕接高電平，則第一列就會點(diǎn)亮。1 控制第五行顯示 接高 9 控制第一行顯示 接高2控制第七行顯示接高10控制第四行顯示接低3控制第二行顯示接低11控制第六行顯示接低4控制第三行顯示接低12控制第四行顯示接高5控制第八行顯示接高13控制第一行顯示接低6控制第五行顯示接低14控制第二行顯示接高7控制第六行顯示接高15控制第七行顯示接低8控制第三行顯示接高16控制第八行顯示接低表(2)8x8點(diǎn)陣控制表3程序代碼設(shè)計(jì)*include<reg52.h>*include<intrins.h>*defineucharunsignedchar*defineuintunsignedintucharcodeTable_OF_Digits[]={0*,0*3e,0*41,0*41,0*41,0*3e,0*,0*,//00*,0*,0*,0*21,0*7f,0*01,0*,0*,//10*,0*27,0*45,0*45,0*45,0*39,0*,0*,//20*,0*22,0*49,0*49,0*49,0*36,0*,0*,//30*,0*0c,0*14,0*24,0*7f,0*04,0*,0*,//40*,0*72,0*51,0*51,0*51,0*4e,0*,0*,//50*,0*3e,0*49,0*49,0*49,0*26,0*,0*,//60*,0*40,0*40,0*40,0*4f,0*70,0*,0*,//70*,0*36,0*49,0*49,0*49,0*36,0*,0*,//80*,0*32,0*49,0*49,0*49,0*3e,0*,0*,//9)；uchari=0,t=0,Num_Inde*=0;voidmain(){P3=0*80;Num_Inde*=0;TMOD=0*;〃采用定時(shí)器0方式0TH0=(8192-20)/32;//2ms定時(shí)，實(shí)現(xiàn)每2ms顯示一行TL0=(8192-20)%32;TR0=1;〃開啟定時(shí)器0IE=0*82;while(1);}//定時(shí)器T0中斷子程序/2ms定時(shí)/實(shí)現(xiàn)每2ms顯示一行voidLED_Screen_Display()interrupt1{TH0=(8192-20)/32;〃恢復(fù)初值TL0=(8192-20)%32;P3=_crol_(P3,1);P0=Table_OF_Digits[Num_Inde**8+i];if(++i==8)i=0;if(++t==250)t=0*;if(++Num_Inde*==10)Num_Inde*=0; 〃顯示下一個(gè)數(shù)字三、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與測試8x8點(diǎn)陣LED代碼實(shí)現(xiàn)運(yùn)行顯示過程:送顯示代碼到P2端，同時(shí)置第一行線為“0 其他行線為“1 延時(shí)2mS左右，送第二列線代碼到P2端，同時(shí)置第二行線為“0 其他行線為“1 延時(shí)2mS左右，如此下去，直到送完最后一列代碼，又從頭開場送。如圖（5）所示，假設(shè)顯示數(shù)字“0圖（5）8x8點(diǎn)陣LED數(shù)字顯示“0其顯示代碼為：0*,0*3e,0*41,0*41,0*41,0*3e,0*,0* 只需將這些代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，即實(shí)現(xiàn)“0的數(shù)字顯示。如圖（6）所示，假設(shè)顯示數(shù)字“1圖（6）8x8點(diǎn)陣LED數(shù)字顯示“1其顯示代碼為：0*,0*,0*,0*21,0*7f,0*01,0*,0*, 只需將這些代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，即實(shí)現(xiàn)“1的數(shù)字顯示。如圖（7）所示，假設(shè)顯示數(shù)字“2圖（7）8x8點(diǎn)陣LED數(shù)字顯示“2其顯示代碼為：0*,0*27,0*45,0*45,0*45,0*39,0*,0*, 只需將這些代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，即實(shí)現(xiàn)“2的數(shù)字顯示。如圖（8）所示，假設(shè)顯示數(shù)字“3圖（8）8x8點(diǎn)陣LED數(shù)字顯示“3其顯示代碼為：0*,0*22,0*49,0*49,0*49,0*36,0*,0*, 只需將這些代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，即實(shí)現(xiàn)“3的數(shù)字顯示。如圖（9）所示，假設(shè)顯示數(shù)字“4圖（9）8x8點(diǎn)陣LED數(shù)字顯示“4其顯示代碼為：0*,0*0c,0*14,0*24,0*7f,0*04,0*,0*, 只需將這些代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，即實(shí)現(xiàn)“4的數(shù)字顯示。如圖（10）所示，假設(shè)顯示數(shù)字“5圖（10）8x8點(diǎn)陣LED數(shù)字顯示“5其顯示代碼為：0*,0*72,0*51,0*51,0*51,0*4e,0*,0*,只需將這些代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，即實(shí)現(xiàn)"5的數(shù)字顯示。如圖（11）所示，假設(shè)顯示數(shù)字“6圖（11）8x8點(diǎn)陣LED數(shù)字顯示“6其顯示代碼為：0*,0*3e,0*49,0*49,0*49,0*26,0*,0*,只需將這些代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，即實(shí)現(xiàn)“6的數(shù)字顯示。如圖（12）所示，假設(shè)顯示數(shù)字“7圖（12）8x8點(diǎn)陣LED數(shù)字顯示“7其顯示代碼為：0*,0*40,0*40,0*40,0*4f,0*70,0*,0*,只需將這些代碼分別送到相應(yīng)的列線上面，即實(shí)現(xiàn)“7的數(shù)字顯示。如圖（13）所示，假設(shè)顯示數(shù)字“8圖（13）8x8點(diǎn)陣LED數(shù)字顯示“8其顯示代碼為:0*,0*36,0*49,0*49,0*49,0*36,0*,0*,只需將這些代碼分別送到相應(yīng)