1、 自动化系自动化系 单片机系统课程设计报告单片机系统课程设计报告 题题 目：目： 点阵显示器点阵显示器 专专 业：业： 自动化自动化 班班 级：级： 自动化自动化 101 班班 学生姓名：学生姓名： 指导教师：指导教师： 设计完成日期：设计完成日期： 2012 年年 11 月月 30 日日 课程设计任务书 题目： 点阵显示器 课程设计时间： 2012.11.122012.11.30 一、设计任务 设计一个 1616 的 LED 点阵图文显示屏，可显示图形和文字，显示图形和 文字应稳定、清晰，各点亮度均匀。图形和文字显示有静态、移入和移出等显示 方式。掉电时能保存显示的信息。 二、设计内容及要求
2、 系统设计的方案； 过程通道的设计； 系统软件设计与实现； 需要的详细材料和工具清单； 设计的性能指标； 撰写设计报告； 资料归档。 三、设计重点 过程通道设计； 系统软件设计、调试。 四、课程设计进度要求 12.11.1212.11.13 系统方案设计； 12.11.1412.11.15 过程通道设计； 12.11.16 完成系统硬件设计，提交材料清单； 12.11.1912.6.23 系统硬件焊接和软硬件调试； 12.11.2612.6.28 完善系统设计，撰写设计报告； 12.11.28 成果验收； 12.11.30 答辩。 目 录 1 设计分析和性能指标4 1.1 设计任务. 4 1.
3、2 任务分析. 4 2 设计方案 5 2.1 方案论证. 5 2.2 总体方案设计框图. 6 3 硬件介绍 7 3.1 单片机系统及其外围电路. 7 3.1.1 单片机管脚说明. 7 3.3 行驱动电路. 9 3.4 点阵显示原理 . 10 3.4.1 点阵模块 10 3.4.2LED 驱动显示. 10 3.5 系统的总体电路 11 4 软件设计. 10 4.1 显示驱动程序 . 10 4.2 系统主程序 10 5 系统调试. 12 5.1 软件调试 12 5.2 硬件调试 12 6 设计总结. 13 参考文献. 13 附录 源程序 15 1 任务分析和性能指标 1.1 设计任务 设计一个 1
4、616 的 LED 点阵图文显示屏， 可显示图形和文字， 显示图形和文字应稳定、 清晰，各点亮度均匀。图形和文字显示有静态、移入和移出等显示方式。掉电时能保存显示 的信息。 1.2 任务分析 LED 显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它具有发 光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。并广泛 的应用于公交汽车，码头，商店，学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传。LED 显 示屏经历了从单色，双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，自 20 世纪八 十年代开始，LED 显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教育、证券、广告宣传
5、等各方 面。 2 设计方案 2.1 方案论证 1616 的点阵显示屏共有 256 个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果我们 采用锁存器来扩展端口，按 8 位的锁存器来计算，1616 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的多， 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）的同名列共用一套列驱动器。具体就 1616 的点阵来说，我
6、们把所有同一行的发光 管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的阴极连在一起（共阳的接法） ，先送出对应第 一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第一行使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第 二行的数据并锁存，然后选通第二行使其燃亮相同的时间，然后熄灭； 第十六行之后 又重新燃亮第一行，这样反复轮回。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，我们就能看到显示屏上稳定的图形了。 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已传输到位之后，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）和列数据显示两个部分。对于串 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，以至影响到 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
