单片机课程设计+led点阵屏滚动.doc

《单片机原理与接口》课程设计报告题  目:  点阵LED中文广告滚动 专业名称:   电子信息工程    班  级:          学  号:         姓  名:           2014年 1月点阵LED中文广告滚动(信息工程学院)摘要:本设计使用单片机作为主控制芯片,利用简单的外围电路来驱动32×64的点阵LED显示屏。本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示八个16×16点阵汉字,本文详细阐述了LED动态显示的过程,以及硬件电路的设计、计算和软件的编程。关键词:单片机;点阵;动态显示;1设计目标模拟一个点阵LED广告屏显示系统:(1)能够在该广告屏上同时显示5-6个汉字。(2)进行20个汉字以上的循环滚动显示。(3)使用24C02或类似的掉电保护芯片,实现将单片机程序中广告要显示的汉字存储到掉电保护芯片。  设计原理LED点阵显示系统中各模块的显示方式:有静态和动态显示两种。不论显示图形还是文字,只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED器件发光,就可以得到我们想要的显示结果,这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式,静态显示原理简单、控制方便,但硬件接线复杂,在实际应用中一般采用动态显示方式。动态显示采用扫描的方式工作,由峰值较大的窄脉冲电压驱动,从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通,同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号,反复循环以上操作,就可显示各种图形或文字信息。动态扫描显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示,只要帧速率高于24帧/秒,人眼看起来就是一个完整的,相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中,因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发光单元的信号线数量,因此在LED显示技术中被广泛使用。下面以8x8的点阵来说明动态扫描,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8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,就能够看到显示屏上稳定的图形了。 设计方案本文主要讲述的是“LED点阵字符显示电路”,本课题的实现主要有两种方案。 方案一:由数字电路来实现,由移位寄存器与锁存器对字符数据进行存储,然后并行输入到显示屏,来实现汉字的显示。方案二:由单片机编程控制来实现,方案利用单片机控制移位寄存器和译码器,由移位寄存器和译码器送出行选和列选来控制LED屏的亮灭,从而显示汉字。方案论证:不难看出,选用数字电路来实现比较复杂。因为用数字电路实现必须要有移位寄存器与锁存器对字符数据进行存储,然后并行输入到显示屏,不但如此,而且需要很大一部分的扩展电路才能实现。用数字电路实现不但大大提高成本,而且设计出的电路的灵活性差、不易调试、成本高等缺点。方案二不仅能够改进方案一设计的不灵活,还可进行扩展。通过比较,从设计方案的优点及所设计的方便实用性,选择第二种设计方案。4  设计总体框图及介绍LED点阵总体框图如图4-1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。点阵包括显示屏体、以及它的行和列的各个驱动电路。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,从第一行开始,按顺序依次对各行进行扫描。另一方面,根据各列锁存的数据点亮相应的LED。图4-1  芯片简介(1)单片机AT89C52引脚图(如图4-2):图4-2AT89C52AT89C52有四个I/O口,每个口有8位,具有3个可编程定时器,串行口是全双工可编程串行通信口,片内数据存储器有256KB的RAM。(2)移位寄存器74LS595引脚图(如图4-3):图4-374LS59574LS595是一款集电极开路输出的移位寄存器,输出端口为可控的三态输出端,亦能串行输出控制下一级级联芯片。11脚SH_CP是数据输入时钟线,上升沿有效。  12脚ST_CP输出存储器锁存时钟线,上升沿有效。13脚OE输出使能,低电平为输出有效。14脚DS数据线,串行输入数据,亦能串行输出数据到下一级级联芯片。 硬件电路设计(1)单片机时钟和复位如图4-4所示,XTAL1和XTAL2接有一个晶振,再接两个电容到地,形成时钟电路。接有电容和开关实现上电复位和手动复位。图4-4时钟和复位(2)行驱动电路如图4-5所示,由P3口低四位控制译码器的四个输入端,输出端接有十六个反相器,因