单片机课程设计--点阵LED电子显示屏

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1、 本科生课程设计 题题 目目 名名 称称 点阵点阵 LED 电子显示屏电子显示屏 专专 业业 班班 级级 学学 生生 姓姓 名名 联联 系系 方方 式式 年年 月月 日日 概述概述 随着电子技术，特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术 的飞速发展，人类生活发生了根本性的改变。如果说微型计算机的出现使现代 科学研究得到了质的飞跃，那么可以毫不夸张地说，单片机技术的出现则是给 现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。目前，单片机以其体积小、重量 轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、高可靠性、高性能价格比、开发较为容 易，在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领 域

2、得到极为广泛的应用，并已走人家庭，从洗衣机、微波炉到音响、汽车，到 处都可见到单片机的踪影。因此，单片机技术开发和应用水平已逐步成为一个 国家工业发展水平的标志之一。本课题研究的内容就是以单片机为主要控制元 件，驱动 LED 点阵显示所想要现实的汉字。 一、设计要求与总体分析一、设计要求与总体分析 1.11.1 设计要求设计要求 （1）设计 4 个 1616 的 LED 电子显示屏，能稳定、清晰地显示图形或文字。 （2）图形或文字显示通过编程能实现静止、左移和右移等多种显示方式。 （3）采用动态扫描方式，保证在目测条件 LED 显示屏可亮度均匀地显示图形和 文字，并且稳定、清晰、无串扰。 1.

3、2 1.2 基本工作原理及框图基本工作原理及框图 LED 点阵总体框图如图 1.1 所示，点阵电路大体上可以分成微机本身的硬 件、显示驱动电路、控制信号电路三部分。控制电路部分包括一个 51CUP 和一 些外围电路。 在整个电路当中单片机负责控制整个电路以及相应的程序的运行、 与 PC 机的串行通讯、以及给屏体电路部分发送命令。点阵显示屏体、以及它的 行和列的各个驱动电路。 2 此显示电路采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名 列共用一个列驱动器。由行译码器给出的行选通信号，从第一行开始，按顺序 依次对各行进行扫描(把该行与电源的一端接通)。另一方而，根据各列锁存的 数据，确定

4、相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。接通的列，就在 该行该列点燃相应的 LED；未接通的列所对应的 LED 熄灭。可通过扫描输出口 的控制实现颜色的转换。 图 1.1 基本工作原理框图 二、硬件电路设计及说明二、硬件电路设计及说明 2.1 AT89C512.1 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-51 指令系统

5、，片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单元， 功能强大 AT89C51 单片机可为您提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于 各种控制领域。 。 单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型机，这些部件包括中央处理 器 CPU、数据存储器 RAM、程序存储器 ROM、定时器/计数器和多种 I/O 接口 电路。8051 单片机的基本结构见图 2.2。 图 2.1 AT89C51 引脚图 3 图 2.2 8051 单片机的基本结构 2.2 74HC1382.2 74HC138 译码器译码器 4HC138 是一款高速 CMOS 器件， 74HC138 引脚兼容低功耗肖特基 TTL

6、（LSTTL） 系列。 74HC138 译码器可接受 3 位二进制加权地址输入（A0, A1 和 A3），并当使 能时，提供 8 个互斥的低有效输出（Y0 至 Y7）。74HC138 特有 3 个使能输入端： 两个低有效（E1 和 E2）和一个高有效（E3）。除非 E1 和 E2 置低且 E3 置高， 否则 74HC138 将保持所有输出为高。 利用这种复合使能特性， 仅需 4 片 74HC138 芯片和 1 个反相器， 即可轻松实现并行扩展， 组合成为一个 1-32 （5 线到 32 线） 译码器。任选一个低有效使能输入端作为数据输入，而把其余的使能输入端作 为选通端，则 74HC138 亦可充当一个 8 输出多路分配器，未使用的使能输入端 必须保持绑定在各自合适的高有效或低有效状态。 图 2.3 74HC138 封装图 2.3 162.3 161616 点阵点阵 4 1616LED 点阵其实就是 4 块 88 点阵 LED 级联而成的， 因此