基于單片機(jī)的led點(diǎn)陣顯示畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）</b></p><p>　　題 目 基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示 </p><p>　　系 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號(hào)

2、 </p><p>　　專業(yè)名稱 </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　LED點(diǎn)陣顯示屏作為一種新興的顯示器

3、件,是由多個(gè)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(hào)或漢字, 通常用來顯示時(shí)間、速度、系統(tǒng)狀態(tài)等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)是基于51單片機(jī)設(shè)計(jì)一款能夠顯示漢字。有多種變化的16*16LED電子顯示屏。該設(shè)計(jì)應(yīng)具有按鍵選擇變化動(dòng)態(tài)顯示模式等功能。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 51單片機(jī) LED 點(diǎn)陣顯示 動(dòng)態(tài)顯示</p><p&g

4、t;<b>　　Abstract</b></p><p>　　As a popular display device component, LED dot-matrix display board consists of several independent LED (Light Emitting Diode). The LED dot-matrix display board can d

5、isplay the number or sign, and it is usually used to show time, speed, the state of system etc. </p><p>　　The design is based on 51 single-chip design a display Chinese characters. There are a variety of cha

6、nges in the 16 * the 16LED electronic display. The design should have a button to select the dynamics of display modes and other functions.</p><p>　　Key words: 51 Micro Controller Unit；LED；LatticeDisplay；Dyn

7、amicDisplay</p><p><b>　　目□錄</b></p><p><b>　　摘 要1</b></p><p>　　Abstract1</p><p><b>　　一、 緒論3</b></p><p>　　1.1 LED點(diǎn)陣

8、顯示屏概述3</p><p>　　1.2 LED顯示屏控制技術(shù)狀況3</p><p>　　1.2.1 串行傳輸與并行傳輸技術(shù)3</p><p>　　1.2.2 動(dòng)態(tài)掃描與靜態(tài)鎖存技術(shù)4</p><p>　　1.2.3 自動(dòng)檢測及遠(yuǎn)程控制技術(shù)4</p><p>　　1.3 LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示原理4<

9、;/p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)任務(wù)5</p><p>　　二、 總體方案論證與設(shè)計(jì)6</p><p>　　2.1 LED驅(qū)動(dòng)模塊6</p><p>　　2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6</p><p>　　2.3 總體硬件組成框圖7</p><p>　　2.4 設(shè)計(jì)論證7</

10、p><p>　　三、 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1 LED驅(qū)動(dòng)模塊的硬件設(shè)計(jì)8</p><p>　　3.1.1 芯片介紹8</p><p>　　3.1.2 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)9</p><p>　　3.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.3 PC機(jī)通信模塊的設(shè)計(jì)

11、11</p><p>　　四、 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)11</p><p>　　4.1 主程序設(shè)計(jì)12</p><p>　　4.2 驅(qū)動(dòng)顯示子程序設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.3 源程序14</p><p>　　五、 系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析17</p><p>　　5.1 使用的儀

12、器儀表17</p><p>　　5.2 系統(tǒng)調(diào)試18</p><p>　　5.2.1硬件調(diào)試18</p><p>　　5.2.2軟件調(diào)試18</p><p>　　5.2.3硬件軟件聯(lián)調(diào)18</p><p>　　5.3 測試結(jié)果18</p><p>　　六、 Proteus仿真

13、18</p><p><b>　　結(jié) 論20</b></p><p><b>　　致 謝20</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)21</b></p><p><b>　　一、 緒論</b></p><p>　　

14、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平面式顯示屏幕。它具有發(fā)光效率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對(duì)室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。并廣泛的應(yīng)用于公交汽車，碼頭，商店，學(xué)校和銀行等公共場合的信息發(fā)布和廣告宣傳。LED顯示屏經(jīng)歷了從單色，雙色圖文顯示屏到現(xiàn)在的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過程，自20世紀(jì)八十年代開始，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍布交通、電信、教育、證券、廣告宣傳等各方面。</p><p>

15、;　　1.1 LED點(diǎn)陣顯示屏概述</p><p>　　LED點(diǎn)陣顯示屏的構(gòu)成型式有多種，其中典型的有兩種。一種把所需展示的廣告信息燒寫固化到EPROM芯片內(nèi)，能進(jìn)行固定內(nèi)容的多幅漢字顯示，稱為單顯示型；另一種在機(jī)內(nèi)設(shè)置了字庫、程序庫，具有程序編制能力，能進(jìn)行內(nèi)容可變的多幅漢字顯示，稱可編程序型。</p><p>　　目前，國內(nèi)的LED點(diǎn)陣顯示屏大部分是單顯示型，其顯示的內(nèi)容相對(duì)較少，顯

16、示花樣較單一。一般在產(chǎn)品出廠時(shí)，顯示內(nèi)容就已寫入顯示屏控制系統(tǒng)中的EPROM芯片內(nèi)，當(dāng)需要更換顯示內(nèi)容時(shí)就非常困難，這樣使該類型的顯示屏使用范圍受到了限制。國內(nèi)的另一種LED顯示屏——可編程序型LED顯示屏，雖然增加了顯示屏系統(tǒng)的編程能力，顯示內(nèi)容和顯示花樣都有所增加，但也存在著更換顯示內(nèi)容不便的缺點(diǎn)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，如今的廣告牌都存在著顯示內(nèi)容豐富、信息量大、信息更換速度快等特點(diǎn)。因此傳統(tǒng)的LED顯示屏控制系統(tǒng)已經(jīng)越來越不能滿

17、足現(xiàn)代廣告宣傳業(yè)的需要。而利用PC機(jī)通信技術(shù)控制LED顯示屏，則具有顯示內(nèi)容豐富，信息更換靈活等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　1.2 LED顯示屏控制技術(shù)狀況</p><p>　　顯示屏的控制系統(tǒng)包括輸入接口電路、信號(hào)控制、轉(zhuǎn)換和數(shù)字化處理電路及輸出接口電路等，涉及的具體技術(shù)很多，其關(guān)鍵技術(shù)包括串行傳輸與并行傳輸技術(shù)、動(dòng)態(tài)掃描與靜態(tài)鎖存技術(shù)、自動(dòng)檢測及遠(yuǎn)程控制技術(shù)等。</p>

18、<p>　　1.2.1 串行傳輸與并行傳輸技術(shù)</p><p>　　LED顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有串行和并行兩種。日前普遍采用串行控制技術(shù)，顯示屏每個(gè)單元內(nèi)部的不同驅(qū)動(dòng)電路和各級(jí)聯(lián)單元之間，每個(gè)時(shí)鐘僅傳送一位數(shù)據(jù)。采用這種方式的驅(qū)動(dòng)IC種類較多，不同顯示單元之間的聯(lián)線較少，可減少顯示單元的數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動(dòng)元件，從而提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性和性價(jià)比，具體工程實(shí)現(xiàn)也較為容易。</p><p&

19、gt;　　1.2.2 動(dòng)態(tài)掃描與靜態(tài)鎖存技術(shù)</p><p>　　LED顯示屏控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)顯示信息的刷新技術(shù)有動(dòng)態(tài)掃描和靜態(tài)鎖存兩種方式。一般室內(nèi)顯示屏多采用動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，即一行發(fā)光二極管共用一行驅(qū)動(dòng)寄存器，根據(jù)共用一行驅(qū)動(dòng)寄存器的發(fā)光二極管像素?cái)?shù)目，分為1/4,1/16掃描等。室外顯示屏基本上采用靜態(tài)鎖存技術(shù)，即每一個(gè)發(fā)光一極管都對(duì)應(yīng)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)寄存器，無需時(shí)分工作，從而保證了每一個(gè)發(fā)光一極管的亮度占空比為100

20、%。動(dòng)態(tài)掃描法可以大大減少控制器的I/O口，因此應(yīng)用較廣。</p><p>　　1.2.3 自動(dòng)檢測及遠(yuǎn)程控制技術(shù)</p><p>　　LED顯示屏的構(gòu)成復(fù)雜，特別是室外顯示屏，供電、環(huán)境亮度、環(huán)境溫度條件等都直接影響顯示屏的正常運(yùn)行。在LED顯示屏的控制系統(tǒng)中，因根據(jù)需要對(duì)溫度、亮度、電源等進(jìn)行自動(dòng)檢測控制，也可根據(jù)需要，遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏的亮度、色度調(diào)節(jié)、圖像水平和垂直位置的調(diào)節(jié)以及工作

21、方式的轉(zhuǎn)換等。</p><p>　　1.3 LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示原理</p><p>　　LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操

22、作，就可顯示各種圖形或文字信息。</p><p>　　點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。</p><

23、;p>　　以8×8點(diǎn)陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。圖1中,水平線Y0、Y1……Y7叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽極，每一行8個(gè)LED的陽極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，豎直線X0、X1……X7叫做列線，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。</p><p>　　在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，若在某行線上施加高電平（用“1”表示），在某列線上施加低電平（用“0”表示

24、）。則行線和列線的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過而發(fā)光。比如，Y7為1，X0為0,則右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮。</p><p>　　圖1-1： (8×8)點(diǎn)陣LED顯示模塊結(jié)構(gòu)原理及引腳圖 </p><p>　　LED點(diǎn)陣顯示器單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號(hào)．如5x7點(diǎn)陣顯示器用于顯示

25、西文字母．5×8點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文，8x8點(diǎn)陣可以用于顯示簡單的中文文字，也可用于簡單圖形顯示。用多塊點(diǎn)陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類實(shí)用裝置常通過PC機(jī)或單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。</p><p>　　1.4 本設(shè)計(jì)任務(wù)</p><p>　　現(xiàn)在市場上各類基于LED的顯示屏較多，但大部分產(chǎn)品為單一模式的LED顯示屏，其在顯示內(nèi)容的更換及顯示屏的重組等方面都存在不便之處。

26、但隨著信息化社會(huì)的迅速發(fā)展，LED顯示屏正在向顯示內(nèi)容豐富、信息更改方便等方面發(fā)展。因此制作一款多功能的LED廣告顯示屏是非常有意義地。</p><p>　　本研究即以AT89C51單片機(jī)為核心， 采用串行傳輸、動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，制作一款擁有PC機(jī)通信功能的，模塊化LED多功能顯示屏。</p><p>　　二、 總體方案論證與設(shè)計(jì)</p><p>　　本系統(tǒng)采用單片機(jī)

27、51為LED顯示屏的控制核心，系統(tǒng)主要包括LED驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、PC機(jī)通信模塊等。下面對(duì)各模塊的設(shè)計(jì)逐一進(jìn)行論證比較。</p><p>　　2.1 LED驅(qū)動(dòng)模塊</p><p>　　方案一：采用靜態(tài)鎖存方式，將每一個(gè)LED發(fā)光管的一端接至單片機(jī)的一個(gè)I/O口，另一端通過電阻接電源。這種方法可以直接驅(qū)動(dòng)LED，原理簡單，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，LED的亮度也可以通過限流電阻調(diào)節(jié)，非常方便，但

28、此種方法太浪費(fèi)單片機(jī)的I/O口，只適合于較小的系統(tǒng)。</p><p>　　方案二：采用動(dòng)態(tài)掃描方式，通過三極管驅(qū)動(dòng)并聯(lián)在一起的LED發(fā)光管的一端(共陰或共2端)，LED發(fā)光管的另一腳接通用I/O口，控制其亮滅。該方法能驅(qū)動(dòng)較多的LED，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機(jī)的資源。</p><p>　　比較以上兩種方案，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用方案二。</p><p>　　2.2

29、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊</p><p>　　方案一：采用靜態(tài)RAM存儲(chǔ)顯示屏的顯示內(nèi)容，靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器具有存儲(chǔ)容量大，傳輸速度快等優(yōu)點(diǎn)。但其存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)掉電后會(huì)消失，因此不適合用于存儲(chǔ)長時(shí)間不變的數(shù)據(jù)。</p><p>　　方案二：采用ROM芯片存儲(chǔ)LED顯示屏要顯示的信息，采用ROM芯片可以長時(shí)間的存儲(chǔ)信息，而且掉電數(shù)據(jù)不丟失，此種方式適合于存儲(chǔ)不變的數(shù)據(jù)。</p><p>

30、　　方案三：采用串行EEPROM（如24C256等）存儲(chǔ)LED顯示屏要顯示的信息。串行EEPROM技術(shù)是一種非易失性存儲(chǔ)技術(shù)，它幾乎具有所有類型存儲(chǔ)器的優(yōu)點(diǎn)：不揮發(fā)性、可更新性、高密度、低功耗和高性價(jià)比，非常適合應(yīng)用于各類工業(yè)測控系統(tǒng)。它克服了常用的2816、2817、2864等并行EEPROM器件價(jià)格高、體積大、可靠性低（這些器件如不采取措施，在上電、下電時(shí)常會(huì)丟失數(shù)據(jù)）等不足，在速度要求不是很高的情況下，該器件是最理想的選擇。<

31、;/p><p>　　比較以上三種方案，方案三有明顯的優(yōu)點(diǎn)，因此選者方案三。</p><p>　　2.3 總體硬件組成框圖</p><p>　　圖2-1 總體硬件組成框圖</p><p>　　系統(tǒng)框圖如圖2-1所示，系統(tǒng)主要由三大模塊組成即LED驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、PC機(jī)通信模塊。</p><p><b>

32、　　2.4 設(shè)計(jì)論證</b></p><p>　　圖文顯示一般有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種方案，靜態(tài)方案雖然設(shè)計(jì)簡單，但其使用的管腳太多，如本設(shè)計(jì)中16ｘ16的點(diǎn)陣共有256個(gè)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(gè)鎖存器。這個(gè)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

33、的成本將是一個(gè)很龐大的數(shù)字。因此在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計(jì)，而采用另外一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。</p><p>　　動(dòng)態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行（比如16行）的同名列共用一套驅(qū)動(dòng)器。具體就16ｘ16的點(diǎn)陣來說，把所有同1行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同1列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽極的接法），先送出對(duì)應(yīng)第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1行使其

34、燃亮一定時(shí)間，然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時(shí)間，然后熄滅；以此類推，第16行之后，又重新燃亮第1行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。</p><p>　　采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每一行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，按8位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。顯示時(shí)要把

35、一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上去，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并列方式或串行方式。顯然，采用并行方式時(shí)，從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹?lt;/p><p>　　采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信?hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟(jì)的。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一

36、位地輸出給列驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。這樣，對(duì)于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。對(duì)于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時(shí)間就太少了，以致影響到LED的亮度。</p><p>　　解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送

37、下一列數(shù)據(jù)。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。經(jīng)過上述分析，就可以歸納出列驅(qū)動(dòng)器電路應(yīng)具有的功能。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來說，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并處的移位功能；對(duì)于列數(shù)據(jù)顯示來說，應(yīng)具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響本行的顯示。</p><p>　　三、 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　為使

38、該模塊化LED顯示屏控制系統(tǒng)具有更加方便和靈活性，我們對(duì)系統(tǒng)的硬件做了精心設(shè)計(jì)。硬件電路包括LED驅(qū)動(dòng)模塊、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊、PC機(jī)通信模塊等三大模塊。</p><p>　　3.1 LED驅(qū)動(dòng)模塊的硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　LED驅(qū)動(dòng)模塊是LED顯示屏設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分，驅(qū)動(dòng)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LED的驅(qū)動(dòng)是采用三極管和74LS154實(shí)現(xiàn)的。

39、</p><p>　　3.1.1 芯片介紹</p><p>　　74LS154是一個(gè)4—16譯碼器，其真值表如圖3-1所示。</p><p>　　圖3-1 74LS154的真值表</p><p>　　3.1.2 驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　此系統(tǒng)中驅(qū)動(dòng)電路是由74LS154和三極管組成的，原理圖如圖3-1

40、-2所示。</p><p>　　圖3-2 LED驅(qū)動(dòng)電路原理圖</p><p>　　如圖3-2 LED的行掃描端接到單片機(jī)89C51的P0口，列掃描端接置三極管的發(fā)射極。列掃描端（B1—B8）用于LED的數(shù)據(jù)掃描，通過74LS154的譯碼和三極管的驅(qū)動(dòng)，使LED發(fā)光。（A1—A8）通過P0口為LED的顯示給出相應(yīng)的數(shù)據(jù)。</p><p>　　3.2數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路設(shè)

41、計(jì)</p><p>　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路由串行EEPROM 24C256組成。24C256是美國CATALYST 公司出品的一個(gè)1-256K位的支持I2C總線數(shù)據(jù)傳送協(xié)議的串行CMOS E2PROM，可用電擦除，可編程自定時(shí)寫周期（包括自動(dòng)擦除時(shí)間不超過10ms 典型時(shí)間為5ms）的串行E2PROM。 該芯片有兩種寫入方式，一種是字節(jié)寫入方式，還有另一種頁寫入方式。允許在一個(gè)寫周期內(nèi)同時(shí)對(duì)1個(gè)字節(jié)到一頁的若干字節(jié)的編

42、程寫入。24C256的引腳排列及引腳功能描述如圖3-3和表3-1</p><p>　　圖3-3 24C256的引腳排列圖</p><p>　　表3-1引腳功能描述</p><p>　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的設(shè)計(jì)原理圖如圖3-4所示：</p><p>　　圖3-4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)電路設(shè)計(jì)原理圖</p><p>　　該存儲(chǔ)電路僅由芯

43、片24C256組成，SCL為串行時(shí)鐘引腳，用于產(chǎn)生器件所有數(shù)據(jù)發(fā)送或接收的時(shí)鐘。SDA為串行數(shù)據(jù)/地址，這是一個(gè)雙向傳輸端，用于傳送地址和所有數(shù)據(jù)的發(fā)送或接收。當(dāng)LED顯示屏控制系統(tǒng)工作時(shí)，單片機(jī)89C51通過讀SDA和SCL腳讀取24C256中的內(nèi)容，并將其顯示于LED顯示屏上。也可以通過上位機(jī)（PC機(jī)）將編輯好的數(shù)據(jù)內(nèi)容下載到24C256芯片內(nèi)。</p><p>　　3.3 PC機(jī)通信模塊的設(shè)計(jì)</p&

44、gt;<p>　　該部分電路由芯片MAX232組成。其電路原理圖如圖3-5所示：</p><p>　　圖3-5 通信原理圖</p><p>　　如圖3-5所示，單片機(jī)的串口通過MAX232將TTL電平轉(zhuǎn)換成EAI適合的電平，實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)和PC機(jī)之間的通信。</p><p>　　四、 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　顯示屏

45、軟件模塊包括：初始化程序、主程序、多字滾動(dòng)、顯示程序、掃描程序。顯示程序的主要功能是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。軟件設(shè)計(jì)中，顯示屏的軟件系統(tǒng)分為兩層；第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其他控制信號(hào)，配合完成LED顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)器程序由定時(shí)器T0中斷程序?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）、顯示效果處理

46、等工作，由主程序來實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　軟件是該LED顯示屏控制系統(tǒng)的重要組成部分，在系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中我們也才用了模塊化設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)的各部分功能編寫成子模塊的形式，這樣增強(qiáng)了系統(tǒng)軟件的可讀性和可移植性。</p><p><b>　　4.1 主程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本系統(tǒng)中下位機(jī)（單片機(jī)51）的主要功能就是實(shí)現(xiàn)LED顯示屏上

47、字樣的移位、顯示、數(shù)據(jù)的讀取等功能。其主程序流程如圖4-1所示。</p><p>　　4.2 驅(qū)動(dòng)顯示子程序設(shè)計(jì)</p><p>　　驅(qū)動(dòng)顯示程序主要是通過用指向字模的指針 p 每次從外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器按順序提取出字模中的兩個(gè)字模信息，通過字模處理程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)換成2進(jìn)制信息，既兩個(gè)字模信息最后成為16個(gè)0，1形式的信息，再通過給74HC595各個(gè)功能端口跳變及上升跳變使這些1，0信息控制一排16

48、個(gè)燈的亮和滅（1代表高電平，0代表低電平），每次進(jìn)行完，指針p再指向下兩個(gè)指針，進(jìn)行相同的操作，以后依次類推，同時(shí)4-16譯碼器一直都在從1到16進(jìn)行掃描，從而實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)陣的行驅(qū)動(dòng)和列驅(qū)動(dòng)的統(tǒng)一，將字模信息顯示在LED點(diǎn)陣上，當(dāng)指針指到字模信息最后一位時(shí)，重新指回字模首位，延時(shí)一段時(shí)間后重復(fù)上述工作，實(shí)現(xiàn)了漢字的往復(fù)循環(huán)顯示。</p><p><b>　　4.3 源程序</b></p&g

49、t;<p><b>　　主程序如下：</b></p><p><b>　　ORG 0000H</b></p><p>　　SJMP START ;程序開始從START執(zhí)行</p><p>　　ORG 0030H ;程序從0030H單元開始存放</p&

50、gt;<p>　　START : MOV 60H , #0 ;60H單元清0，60H單元用于軟件延時(shí)時(shí)的計(jì)數(shù)</p><p>　　MOV 61H , #0 ;61H單元清0，61H單元用于軟件延時(shí)時(shí)的計(jì)數(shù)</p><p>　　D0: MOV R0,#165 ;中文字幕往左滾動(dòng)一次需要讀取數(shù)據(jù)165次</p><p&

51、gt;　　MOV DPTR,#TABLE1 ;字模表1首址賦指針</p><p>　　ACALL DISPLAY ;調(diào)用顯示子程序</p><p>　　MOV R0 , #256 ;英文部分往左滾動(dòng)顯示完一次需讀取數(shù)據(jù)256次</p><p>　　MOV DPTR,#TABLE2 ;字模表2首址賦指針</p>

52、<p>　　ACALL DISPLAY ;調(diào)用顯示子程序</p><p>　　AJMP D0 ;反復(fù)顯示</p><p><b>　　;顯示程序如下：</b></p><p>　　DISPLAY: MOV R2 , #10 ;每屏字幕掃描顯示10次</p>&

53、lt;p>　　LOOP0: MOV R3 , #32 ;總共掃描32列</p><p>　　CLR P3.2 ;移位寄存器74LS595鎖存信號(hào)無效（為0）</p><p>　　MOV R5,#00H ;列序號(hào)送寄存器，從第0列開始顯示</p><p>　　SCAN1: MOV R1,#00H

54、 ;偏移量初值為0</p><p>　　LOOP1: MOV R4,#2 ;每列顯示數(shù)據(jù)有兩字節(jié)，每次發(fā)送一字節(jié)，發(fā)兩次</p><p>　　LOOP2: MOV A,R1 ;偏移量寄存器內(nèi)容送A</p><p>　　MOVC A,@A+DPTR ;取字模數(shù)據(jù)送A</p><p>　　MOV SBUF,A

55、 ;A中內(nèi)容送串行口輸出</p><p>　　JNB TI,$ ;檢查數(shù)據(jù)是否已發(fā)送完，沒發(fā)送完，繼續(xù)等待</p><p>　　CLR TI ;發(fā)送完畢，清串行口中斷標(biāo)志</p><p>　　INC R1 ;偏移量加1</p><p>　　DJNZ

56、 R4,LOOP2 ;還沒發(fā)送完兩字節(jié)，繼續(xù)發(fā)送</p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　SETB P3.2 ;移位寄存器74LS595數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)有效（為1）,鎖存單片機(jī)送出的數(shù)據(jù)</p><p>　　CLR P3.3 ;移位寄存器74LS595輸出允許信號(hào)

57、有效，將鎖數(shù)</p><p><b>　　據(jù)輸出</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p><b>　　NOP</b></p><p>　　MOV P1 , R5 ;列編號(hào)送P1口，使該列顯示數(shù)據(jù)</p><p&

58、gt;　　MOV 60H , #5 ;開始軟件延時(shí)，60H單元置初值5</p><p>　　DL1: MOV 61H , #20 ;61H單元置初值20</p><p>　　DL2: DJNZ 61H , DL2</p><p>　　DJNZ 60H , DL1 ;軟件延時(shí)，讓一列數(shù)據(jù)的顯示維持一點(diǎn)時(shí)間</p>

59、;<p>　　INC R5 ;列編號(hào)加1</p><p>　　CLR P3.2 ;移位寄存器74LS595鎖存信號(hào)無效（為0）</p><p>　　SETB P3.3 ;移位寄存器74LS595輸出允許信號(hào)無效（為1）</p><p>　　DJNZ R3,LOOP1

60、 ;32列還沒掃完，繼續(xù)掃描</p><p>　　DJNZ R2,LOOP0 ;每屏字幕沒掃完10次，繼續(xù)</p><p>　　INC DPTR ;指針加1</p><p>　　INC DPTR ;指針加1，使顯示字幕往左移動(dòng)</p><p>　　DJNZ R0,DISPLA

61、Y ;R0不為0，繼續(xù)讀取數(shù)據(jù)掃描顯示</p><p>　　RET ;子程序返回</p><p><b>　　TABLE1:</b></p><p><b>　　;黑屏</b></p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,0

62、0H,00H,00H,00H,</p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H </p><p><b>　　;天</b></p><p>　　DB 02H,01H,42H,01H,42H,02H,42H,04H,42H,08H,42H,30H,42H,0C0H,7FH,00H,<

63、;/p><p>　　DB 42H,0C0H,42H,30H,42H,08H,42H,04H,0C2H,02H,46H,03H,02H,02H,00H,00H</p><p><b>　　;道</b></p><p>　　DB 02H,00H,42H,02H,22H,04H,33H,0FH,00H,04H,20H,02H,0AH,0FDH,6DH,2

64、5H,</p><p>　　DB 35H,25H,25H,25H,25H,25H,65H,25H,0AFH,0FDH,24H,03H,00H,02H,00H,00H</p><p><b>　　;酬</b></p><p>　　DB 4FH,0FEH,48H,0A4H,7FH,24H,48H,24H,7FH,</p><p&

65、gt;　　DB 24H,48H,0A4H,0DFH,0FFH,48H,02H,</p><p>　　DB 02H,0CH,0FFH,0F0H,02H,00H,3FH,0FCH,</p><p>　　DB 02H,00H,0FFH,0FFH,00H,00H,00H,00H</p><p><b>　　;勤</b></p><p

66、>　　DB 40H,02H,47H,0A2H,0F4H,0AAH,54H,0AAH,</p><p>　　DB 5FH,0FEH,54H,0AAH,0F4H,0AAH,47H,0A3H,</p><p>　　DB 48H,02H,08H,0CH,0FFH,0F0H,08H,02H,</p><p>　　DB 08H,01H,1FH,0FEH,08H,00H,0

67、0H,00H</p><p><b>　　TABLE2:</b></p><p><b>　　;h</b></p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,30H,04H,7FH,0FCH,</p><p>　　DB 0FFH,0FCH,03H,04H,03H,00H,03H,00H<

68、;/p><p>　　DB 03H,00H,03H,00H,03H,04H,03H,0FCH,01H,</p><p>　　DB 0FCH,00H,04H,00H,00H,00H,00H </p><p><b>　　;n</b></p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,03H,04H,03H,0FC

69、H,</p><p>　　DB 03H,0FCH,03H,04H,03H,00H,03H,00H</p><p>　　DB 03H,00H,03H,00H,03H,04H,03H,0FCH,</p><p>　　DB 01H,0FCH,00H,04H,00H,00H,00H,00H </p><p><b>　　;i</

70、b></p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,</p><p>　　DB 00H,00H,04H,03H,04H,1BH,0FCH</p><p>　　DB 1BH,0FCH,1BH,0FCH,00H,04H,00H,04H,00H,</p><p>　　DB 00H,00H,0

71、0H,00H,00H,00H,00H </p><p><b>　　;e</b></p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,01H,0F0H,03H,0F8H,</p><p>　　DB 06H,0CCH,0CH,0CCH,0CH,0CCH,0CH,0CCH</p><p>　　DB 0CH,0C

72、CH,0CH,0CCH,0CH,0CCH,06H,0CCH,</p><p>　　DB 03H,0C8H,01H,0C0H,00H,00H,00H,00H</p><p>　　五、 系統(tǒng)調(diào)試與測試結(jié)果分析</p><p>　　5.1 使用的儀器儀表 </p><p>　　數(shù)字萬用表　　　　　　　　DT9203</p>&l

73、t;p>　　單片機(jī)仿真器　　　　　　　WAVE6000</p><p>　　燒寫器 GF2100</p><p>　　雙蹤穩(wěn)壓穩(wěn)流電源　　　　　DH1718E-5</p><p><b>　　5.2 系統(tǒng)調(diào)試</b></p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三

74、大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用模塊設(shè)計(jì)法，所以方便對(duì)各電路模塊功能進(jìn)行逐級(jí)測試：LED驅(qū)動(dòng)模塊的調(diào)試，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的調(diào)試，PC機(jī)通信模塊的調(diào)試等，最后將各模塊組合后進(jìn)行整體測試。</p><p><b>　　5.2.1硬件調(diào)試</b></p><p>　　對(duì)各個(gè)模塊的功能進(jìn)行調(diào)試，主要調(diào)試各模塊能否實(shí)現(xiàn)指定的功能。</p>

75、<p><b>　　5.2.2軟件調(diào)試</b></p><p>　　軟件調(diào)試采用單片機(jī)仿真器WAVE6000L及微機(jī)，將編好的程序進(jìn)行調(diào)試，主要是檢查語法錯(cuò)誤。</p><p>　　5.2.3硬件軟件聯(lián)調(diào)</p><p>　　將調(diào)試好的硬件和軟件進(jìn)行聯(lián)調(diào)，主要調(diào)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能。</p><p><b&g

76、t;　　5.3 測試結(jié)果</b></p><p>　　此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)果較好，LED顯示屏能很好的顯示信息。LED顯示屏由八塊8*8的LED小模塊組成，整個(gè)顯示屏可以顯示兩個(gè)16*16的漢字，漢字從右到左移動(dòng)顯示，顯示亮度也正好。</p><p>　　六、 Proteus仿真</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)仿真利用proteus仿真步驟如下：</

77、p><p>　　（1）選擇設(shè)計(jì)圖紙的到小</p><p>　?。?）選取仿真所需的元器件 </p><p>　　選取元器件的方式是，單擊元器件放置按鈕“P”。</p><p>　?。?）把元器件放到圖紙的合適位置，進(jìn)行布線。</p><p>　?。?）編輯窗口連接端子 </p><p>　?。?）

78、分別對(duì)各元器件的屬性值進(jìn)行設(shè)置，單擊按鈕，進(jìn)行電氣檢測，查看接線是否合理，說明硬件電路已經(jīng)順利的完成。</p><p>　?。?）雙擊單片機(jī)，將用偉福編譯成功的程序燒進(jìn)單片機(jī)。單擊proteus中的play進(jìn)行仿真。</p><p>　　本課程設(shè)計(jì)電路仿真圖如圖6-1所示：</p><p>　　圖6-1：16*32點(diǎn)陣顯示仿真圖</p><p&g

79、t;<b>　　附漢字仿真效果圖：</b></p><p><b>　　附字母仿真效果圖：</b></p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　針對(duì)傳統(tǒng)漢字顯示系統(tǒng)顯示方式單一，字模更換難度大的問題，設(shè)計(jì)了本系統(tǒng)，系統(tǒng)是以AT89C52單片機(jī)為核心，采用并行ISP下載，串行數(shù)據(jù)傳

80、輸、動(dòng)態(tài)掃描技術(shù)，利用人眼視覺暫留現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)漢字移動(dòng)顯示并可與PC機(jī)進(jìn)行通信的16*64LED漢字顯示屏。</p><p>　　系統(tǒng)總體電路由通信電路，驅(qū)動(dòng)電路和外部存儲(chǔ)電路構(gòu)成。通信電路由MAX232進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與上位機(jī)的通信，完成將字模向外部字模數(shù)組的傳遞過程。74LS154和74HC595共同作用完成對(duì)顯示屏的驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)字模信息于LED點(diǎn)陣上小燈亮滅的轉(zhuǎn)變過程。74LS373和EEPROM2864完

81、成外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能。</p><p>　　通過軟硬件的仿真調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了本次設(shè)計(jì)的基本功能：漢字的左移顯示，并可與上位機(jī)進(jìn)行通信，實(shí)現(xiàn)顯示漢字的更新。但在實(shí)際應(yīng)用中，功能不僅僅于此，通過對(duì)程序的稍做修改，可以實(shí)現(xiàn)漢字的靜態(tài)顯示，左移，右移的顯示，以及根據(jù)要求來控制移動(dòng)速度和每次移動(dòng)的距離，并且都可以和上位機(jī)進(jìn)行通信實(shí)現(xiàn)漢字的更新。</p><p><b>　　致 謝</b&

82、gt;</p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做的，難免會(huì)遇到過各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。在設(shè)計(jì)中

83、遇到了很多專業(yè)知識(shí)問題，最后在**老師的辛勤指導(dǎo)下，終于游逆而解。此次課程設(shè)計(jì)，學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺。同時(shí)，在陳老師的身上我們學(xué)也到很多實(shí)用的知識(shí)，在此我們表示感謝！同時(shí)，對(duì)給過我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>

84、;　　[1] 吳杰.基于ISP 技術(shù)的電子公告牌系統(tǒng)[J].科技資訊2008.NO.14：83-87.</p><p>　　[2] 殷曉安，吳明亮.基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣顯示條屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].2008,4月.154-155.</p><p>　　[3] M.R.Krames,O.B. Shchekin, R. Mueller-Mach, et al,“Status and Futur

85、e High-Power Light-Emitting Diodes for Solid-State Lighting,”[J] Journal of Display Technology, vol. 3,No. 2, pp. 160-175, June 2007.</p><p>　　[4] 田金云.基于單片機(jī)的LED 漢字點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].《工業(yè)控制計(jì)算機(jī)》.2008 (6)：87-88.</p&

86、gt;<p>　　[5] 李川，汪秋蒙.ISP技術(shù)的原理及實(shí)現(xiàn)方法[J].科技資訊.2007，35期：93-94.</p><p>　　[6] 萬光毅.單片機(jī)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐教程[M].北京航空航天大學(xué)出版社.2005.1.</p><p>　　[7] 張毅剛.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].高等教育出版社.2003:160-190.</p><p>　　[8] 諸

87、昌鈐.LED 顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù). 成都:電子科技大學(xué)出版社.2000.</p><p>　　[9] 張紅.基于單片機(jī)控制的LED 點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)[J]. 微計(jì)算機(jī)信息.2009.25期 1-2卷：92-93.</p><p>　　[10] Philips .74HC595 .datasheet.Philips Semiconductors .2003 Jun 25</p>

88、;<p>　　[11] 胡燁,姚鵬翼,陳明.Protel 99SE原理圖與PCB設(shè)計(jì)教程[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2005：23-99.</p><p>　　[12] 馬忠梅.單片機(jī)的C 語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)［M］.北京：北京航空航天大學(xué)出版社.2006</p><p>　　[13] Labcenter Electronics.Intelligent Schematic User

89、Manual[M].Labcenter Elec- tronics,2006:34-167.</p><p>　　[14] 周潤景.基于Proteus的電路與單片機(jī)仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[M].北京航空航天大學(xué)出版社. 2005.</p><p>　　[15] 金炯泰,金奎煥. 如何使用KEIL8051C編譯器[M ]. 北京航空航天大學(xué)出版社.2002.</p><p&g

90、t;　　[16] 劉國鈞，陳紹業(yè)，王鳳翥.圖書館目錄[M].北京：高等教育出版社，1957.15-18.</p><p>　　[17] 劉潤華,劉立山.模擬電子技術(shù)[J].山東:石油大學(xué)出版社,2003.</p><p>　　[18] 蘇成富.彩燈控制器[J].北京:電機(jī)電器技術(shù),2000，（01）.</p><p>　　[19] 祝富林.音樂彩燈電路CS9482[