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单片机的16X16点阵LED显示屏的设计

2020-12-07 22:03编辑: www.jxszl.com景先生毕设
引言 1
一、系统方案论证 2
(一)系统结构设计 2
(二)模块的方案选择和说明 3
二、各单元电路说明 4
(一)AT89C51单片机介绍 4
(二)单片机复位电路 4
(三)时钟电路 5
三、LED显示模块设计 6
(一)LED点阵屏介绍 6
(二)点阵LED显示屏的外观与引脚 6
(三)驱动模块 7
四、系统的程序设计 12
(一)点阵显示原理 12
(二)主程序设计 12
(三)系统驱动设计 13
五、系统仿真软件介绍 14
(一)Keil软件 14
(二) keil编译调试 14
(三) Proteus软件及其仿真 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录一:点阵电路原理图 19
附录二:点阵电路PCB封装图 20
附录三:主要汇编程序清单 21
ABSTRACT
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 display the number or sign, and it is usually used to show time, speed, the state of system etc. T *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072
his paper introduces a kind of simple 16x16 LED display screen design process based on MCS-51 single chip minicomputer. The detail hardware scheme, software flow and assemble language programmer design and so on is followed. The display part can be cascaded to meet the need. The practice proves the design is low-cost and effective.
【KEY WORD】:AT89C51;LED;MCU
引言
随着显示器与科学技术的发展, LED显示屏在国民经济中得到了广泛的应用。在医学、飞机场、港口、金融业、体育场馆、车站、高速公路等大众场所的信息显示都能够见到它的身影。LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的显示屏幕,它一直在平板显示领域扮演着重要的角色,具有使用寿命长、可靠性高、性能价格比高、使用成本低等特点,并且在今后很长的一段时期内有非常大的发展前程。如今正向着更高耐气候性、更高亮度、更高的发光密度、更高的发光均匀度、可靠度、全色化目标发展。
该课题的设计不仅对LED显示屏这个行业有了进一步的了解和认识,而且让我们掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法。而且让我们对所学的理论知识进行应用与设计,进一步提高了对理论知识的理解。所以,此课题的设计无论是对自己的能力的培养还是对我国LED显示技术的认识都有非常现实的重要意义。
本文研究的单片机控制模块是采用AT89C51单片机作为控制核心,其他相关的外围电路构成,时钟信号电路是采用普通晶体时钟源,其中晶体用12MHZ的石英晶振,复位电路通常都使用上电复位。显示模块通常显示稳定的图文信息。它的只要驱动模块都是采用74LS154或者74LS595作为它的控制核心,别的相关的外围电路组成本系统的模块。
一、系统方案论证
16x16的点阵总共有16*16=256个发光二极管,因为单片机的端口没有256个,只能采用锁存器来扩展端口的方法,按照8位的锁存器来计算的话,16x16的点阵一共需要256/8=32个锁存器。这个数字有点大,因为这只是16x16的点阵,在日常应用中的显示屏幕的所花成本将会很大。所以同时控 制每个发光点亮暗的静态驱动显示方法,需要采用另一种动态扫描的显示方式 。动态扫描的方法就是逐行依次点亮,这样的动态扫描驱动电器就能完成多行的同 名列公用一套名列公用一套列驱动器。
由控制电路到驱动器的数据传输方式可以采取并行方式也可以采取串行方式。采取并行方式时,从控制电路到列驱动器的线路数量大,因此并行传输的方案是不可行的。采用串行传输的方法,可以节约硬件的制作成本。但是,串行传输过程较长,留给行显示的时间就太少了,以至影响到LED的完度,因此要采用重叠处理的方法,由列数据的前期工作来想,它可以完成串入并出的移位功能;由列数据的显示来想,应该能完成并行锁存的功能。这样一来,该行将准备好的数据输入并行锁存器进行显示时,串并移位寄存器就能准备下一行的列数据工作,且不会阻碍本行的显示。
(一)系统结构设计
本课题以AT89C51单片机为控制核心设计一个中文显示的点阵系统,用单片机点阵显示屏等设计出一个16x16点阵的LED电子显示屏的设计。系统主要由电源模块、时钟信号电路、复位电路、驱动模块、单片机控制模块、显示模块等,即系统结构框图如下图1.1。
图3.6 2个74HC595级联

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