单片机LED点阵式电子广告牌控制

嵌入式系统应用实训报告

课题名称单片机LED点阵式电子广告牌控制班级电信1116

学号45

姓名何金鑫

2013年5月

第一章设计任务和要求

、课程设计目的和要求：

1、本课程是电气工程及其自动化专业、电子信息科学与技术的必修课；

2、通过该实习使学生具有一定的动手能力、维修维护及改造能力、绘图能力，具体表现在：常用分立电子元器件的的识别、检测、使用能力；

3、通过该实习是学生达到如下要求：掌握单片机的工作原理和用途；认识二极管、发光二极管、电解电容等常用电子元器件；

4、学会常用电子元器件的测试、参数读取、质量鉴别、管脚识别等；

5、掌握焊接技术；

第二章主要内容：

1、电路原理分析，掌握单片机最小系统的设计，并自行设计一个最小的控制系统。

2.、焊接技术练习。熟悉电烙铁的基本知识，掌握电

烙铁的使用方法、技巧等，利用提供的印刷电路板、原件等使学生具有一定的焊接水平。

3、电路焊接组装及调试。将元器件按顺序、有步骤地安装在印刷电路板上(熟悉protel)，边安装边测试，最后完成整个最小控制系统的设计。安装正常后根据自行设计的最小系统下载程序并进行调试，根据结果分析硬件电路焊接状态并进行分析报告。

4、整理实习报告。

第三章设计任务

利用AT89C/S52设计电路，上交电路图以及c源程序及hex文件，设计四个功能键，实现每个功能键控制不同的LED灯开关方式。

单片机系统是整个系统的核心部分，它主要用于键盘按键管理、数据处理、实时采样分析系统参数及

对各部分反馈环节进行整体调整。单片机最小系统包括电源电路、时钟电路、复位电路，检查硬件电路时，首先要检查电源是否接上，时钟电路和复位电路是否正常。AVR单片机的复位不同于51系列的高电平复位，是低电平复位，而且由于AVR单片机内部设置了复位电路，外部复位电路可以省去。

第四章电路分析

单片机主要擅长系统控制，而不适合做复杂的数据处理，在设计单片机最小系统时我们选用AT89C52单片机作为MCU，一个典型的单片机最小系统一般由时钟电路、复位电路、键盘电路、显示电路等部分组成，有时也外扩有片外RAM和ROM以及外部扩展接口等电路。图1为单片机最小系统结构框图。

1为单片机最小系统结构框图。

图1 单片机最小系统结构框图

1、系统时钟电路

单片机内部具有一个高增益反相放大器，用于构成振荡器。通常在引脚XTALl和XTAL2跨接石英晶体和两个补偿电容构成自激振荡器，系统时钟电路结构如图2所示，我们选择11.0592mhz的石英晶体，补偿电容通常选择20-30pF左右的瓷片电容。

图2 系统时钟电路

2、复位电路

单片机小系统采用上电自动复位和手动按键复位两种方式实现系统的复位操作。上电复位要求接通电

源后，自动实现复位操作。手动复位要求在电源接通的条件下，在单片机运行期间，用按钮开关操作使单片机复位。复位电路结构如图3所示。上电自动复位通过电容C3充电来实现。手动按键复位是通过按键将电阻R2与VCC接通来实现。

图3 复位电路

3.D/A转换部分

D/A转换是将数字量转换成与此数值成正比的模拟量。由于Atmega32内没有集成专用的D/A转换模块，本次设计中实现了基于PWM的D/A功能。

本次设计增加了基准电压和负载驱动电路，如图

3.6，该电路由LM336稳压管，场效应管，电解电容，电阻组成。Atmega32单片机从PD5输出的PWM波驱动场效应管，场效应管按照PWM的周期和占空比进行开关。该场效应管是N沟道增强型，型号为SI2302,是低导通电阻和开关特性好的开关管，其导通电阻为0.045欧姆，而截止电阻却非常大。图3.3中PD5输出的PWM波，经过整形得到P点理想的PWM波，P点的PWM波再经过阻容滤波在N点得到直流分量，即Atmega32输出的调制PWM波在C点得到解调，实现

了D/A功能。

图4 PWM到D/A电压输出电路

第五章实物部分

第六章总结

体验与心得：

通过这次的单片机课程设计，我不仅加深了对单片机理论的理解，将理论很好地应用到实际当中去，而且我还学会了如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑，从自己的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越前人。同时，更重要的是，我在这一设计过程中，学会了坚持不懈，不轻易言弃。设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出了挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声也就一定会为我们而敲响。

这个设计过程中，我遇到过许多次失败的考验，就比如，自己对点阵的原理不了解给整个设计带来的困扰，真想要就此罢休，然而，就在想要放弃的那一

刻，我明白了，原来结果并不那么重要，我们更应该注重的是这一整个过程。于是，我坚持了下来。当然最终，这个设计很成功，主要体现在这一整个系统，程序由自己编写，看见课本所学知识得以应用，心中满是欢喜，满是激动这次课程设计让我的实际动手能力得到了大大的锻炼，让我解决实际问题的能力得到了大大提高，并对本专业的课程充满了浓厚的兴趣，及对以后的学习充满了信心，决定在以后的学习生活中加强练习，端正心态，迎接新的挑战

附录1 电路图

图A1 电源电路

附录2 原件清单

LED点阵式电子广告牌电路元器件清单

元件名称参数数量元件名称参数数量

Ic插座DIP40 1 电阻300Q 8

IC插座DIP20 1 电阻lOkQ 1

单片机89S5l 1 电解电容22 uF 1 晶体振荡器12MHz 1 驱动器74LS245 1