1、 单片机原理与应用课程设计单片机原理与应用课程设计 题目： 16X16 点阵显示 专业班级： 电气化 0901 学号： 姓名： 2011 年 3 月 18 日 1.摘要：摘要： 本设计使用简单单片机 AY89S52 作为主控制模块，利用简单的外围电路 来驱动16X16的点阵LED显示屏。 在本设计中主要用两个74LS273来驱动16X16 点阵现实的列，用两个 74LS273 来驱动显示屏的行，然后通过一个 74LS138 来 进行片选。最终可以实现“青岛农业大学机电工程学院”12 个字的现实和 移动。硬件电路大致上可以分为单片机系统和外围电路、列驱动电路和行驱动电 路三部分。从而实现一个 1
2、6X16 点阵显示屏，在目测条件下 LED 显示屏各点亮 度均匀，可现实图像和文字。最后用烧写软件可以方便的实现单片机和 PC 机的 数据传输。 关键字关键字：AT89S52; 8X8 点阵；74LS273; 74LS138 ; 2.简介简介： 文章分别阐述了显示屏显示的基本原理，硬件设计，控制方法及其程序的 实现。利用单片机 I/O 口火扩展锁存器的方式控制点阵显示。经过调试和分析， 设计的结果能够实现对温习的静态和动态现实，动态现实的内容有多种方式。同 时又可以通过上位机更新显示的内容。 3系统设计：系统设计： 3.1 原理图设计：原理图设计： 3.2设计论证设计论证： 图文显示一般有静态
3、和动态显示两种方案，静态方案虽然设计简单，但其使 用的管脚太多，如本设计中 1616 的点阵共有 256 个发光二极管，显然单片机 没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按 8 位的锁存器来计算，16 16 的点阵需要 256/8=32 个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是 1616 的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是一 个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另 外一种称为动态扫描的显示方法。 动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮， 这样扫描驱动电路就可以实现 多行（比如 16 行）的同名列共用一套驱动器。具体就 1
4、616 的点阵来说，把所 有同 1 行的发光管的阳极连在一起，把所有同 1 列的发光管的阴极连在一起（共 阳极的接法） ，先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第 1 行使 其燃亮一定时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第 2 行使其 燃亮相同的时间，然后熄灭；以此类推，第 16 行之后，又重新燃亮第 1 行，反 复轮回。 当这样轮回的速度足够快 （每秒 24 次以上） ， 由于人眼的视觉暂留现象， 就能够看到显示屏上稳定的图形了。 采用扫描方式进行显示时，每一行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个 驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按 8 位一个字节的形式顺
5、序排 放。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个 显示数据传输的问题。 从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并列方式或串 行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的 硬件数目多。当列数很多时，并列传输的方案是不可取的。 采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传 往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但是，串行传输过程较长，数据按 顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都以传输到位之后，这 一行的各列才能并行地进行显示。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数 据准备（传输）和列数据显示两部分。对于
6、串行传输方式来说，列数据准备时间 可能相当长，在行扫描周期确定的情况下留给行显示的时间就太少了，以致影响 到 LED 的亮度。 解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题，可以采用重叠 处理的方法。即在显示本行各列数据的同时，传送下一列数据。为了达到重叠处 理的目的，列数据的显示就需要具有所存功能。经过上述分析，就可以归纳出列 驱动器电路应具有的功能。对于列数据准备来说，它应能实现串入并处的移位功 能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据 打入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据，而不 会影响本行的显示 3.3 涉及芯片：涉及芯片： AT89C51 芯片芯片 AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压，高性能 CMOS 8 位单片机，片 内含4k bytes的反复擦写的Flash只读程序存储器和128 bytes的随机存取数据存 储器（RAM） ，器件采用 ATMEL 公司高密度、非易失性存储技术生产，兼容标 准 MCS-
