LED8x8点阵显示设计说明报告

班级：电子1649 姓名：王立学号：1330302164944LED8x8点阵显示设计说明报告一、设计任务1.设计要求利用一块点阵数码板，按编程者要求实现任意符号的显示。

2.此次设计研究的主要内容及应解决的问题此次设计研究的主要内容是设计一个符号显示牌：通过程序控制符号显示牌，使符号显示牌，在无按键按下时，显示数字“0-9”，当第一次按下按键时，显示字母“μ”，当第二次按下按键时显示汉字“公”。

应解决的问题：单片机P1口的输出电流不足以驱动二极管，需要加驱动，本次研究中以S8050作为驱动，同时在S8050NPN晶体管基极加4.7K的电阻。

实验前要弄清晶体管三个引脚代表的极性，以免符号显示牌不亮导致而设计失败。

二、总体设计方案2.1 硬件电路组成本产品采用以89C51单片机为核心芯片的电路来实现，主要由89C51芯片、晶振电路、三极管驱动电路、按键控制电路、8×8 LED点阵5部分组成，电路框图如图1所示。

其中，89C51是一种带4kB闪烁可编程可擦除只读存储器(Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory，FPEROM)的低电压、高性能CMOS型8位微处理器，俗称单片机。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，工业标准的MCS一51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，能够进行1 000次写／擦循环，数据保留时间为10年。

他是一种高效微控制器，为很多嵌人式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

因此，在智能化电子设计与制作过程中经常用到89C51芯片。

时钟电路由89C51的18，19脚的时钟端(XTAI 1及XTAL2)以及12 MHz晶振X 、电容C2、C3组成，采用片内振荡方式。

复位电路采用简易的上电复位电路，主要由电阻R ，R2，电容C ，开关K 组成，分别接至89C51的RST复位输人端。

LED点阵显示屏采用8x8共64个象素的点阵，可通过万用表检测发光二极管的方法测试判断出该点阵的引脚分布。

我们把行列总线接在单片机的I/O口，然后把上面分析到的扫描代码送入总线，就可以得到显示的字符了。

我们在实际应用中是将LED点阵的8条列线通过驱动电路接在P1口，8条行线通过限流电阻接在P0口。

单片机89C51按照设定的程序在P1和P0接口输出与内部字符对应的代码电平送至LED点阵的行列线(高电平驱动)，从而选中相应的象素LED发光，并利用人眼的视觉暂留特性合成整个字符的显示。

再改变取表地址实现字符的滚动显示。

硬件电路组成框图如图2-1所示。

图2-1 硬件电路组成框图2.2 系统各单元电路设计2.2.1 89C51单片机最小系统最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。

图2-2为89C51单片机的最小系统。

图2-2 单片机最小系统2.2.2 按键控制电路单片机开始工作时，P2.0是高电平。

当按键按下时，检测到一个低电平信号，改变P0口输出信号，控制8×8 LED点阵显示屏显示不同字符。

图2-3 按键控制电路2.2.3 三极管驱动电路扫描驱动电路的功能主要是有P1口输出高电平使三极管发射结导通，发射结输出足够大的电流使二极管导通。

图2-4 三极管驱动电路2.2.4 8×8 LED点阵介绍图（4）为8×8点阵LED外观及引脚图，，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。

例如如果想使左上角LED点亮，则电子模块中的0口为1，A口为0即可。

应用时限流电阻可以放在横轴或列轴。

图2-5 8×8点阵LED外观及引脚(1)把“单片机系统”区域中的P0端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“A~H”端口上；(2)把“单片机系统”区域中的P1端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“0~7”端口上；为了方便于单片机连接，我们在焊接的过程中特意将0～7接口排列出来作为列，将A～H 接口作为行，这样我们就可以直接将AT89C51单片机的P0口与0~7接口一次连接，将AT89C51单片机的P1口与A~H接口一次连接。

要使LED发亮即使给予数字端高电平，字母端给予低电平，就能使二极管发亮。

2.3 字符的点阵显示原理及字库代码获取方法我们以UCDOS中文宋体字库为例，每一个字由8行8列的点阵组成显示。

我们可以把每一个点理解为一个象素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。

事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字，也可以显示在64象素范围内的任何图形。

如查用8位的AT89C51单片机控制，如图所示图2-6 8×8点阵等效电路为了弄清楚汉字的点阵组成规律，首先通过列扫描方法获取汉字的代码。

首先将8行分成4位的上、下两部分，把发光的象素位编为0不发光的象素位为1的十六进制代码。

这样就把要显示的“公”字编为如下代码：0x7f,0xbf,0xc1,0xdf,0xdf,0xdf,0xc1,0xdf由这个原理可以看出，无论显示何种字体或图像，都可以用这个方法来分析出他的扫描代码从而显示在屏幕上。

上述方法虽然能够让我们弄清楚字符点阵代码的获取过程。

字符点阵显示一般有点扫描、行扫描和列扫描3种。

为了符合视觉暂留要求，点扫描方法的扫描频率必须大于16×64—1024 Hz，周期小于1 ms即可。

行扫描和列扫描方法的扫描频率必须大于16×8—128 Hz，周期小于7．8 ms即可。

三、程序设计3.1程序流程图图3-1 主程序流程图3.2程序设计根据上述所说的程序流程图，设计程序如附录1。

四、调试及性能分析4.1系统调试4.1.1软件调试首先根据各单元电路模块，利用Proteus软件将总的硬件原理图绘制好，设计好各模块要使用的I/O口，如：8×8点阵LED显示屏时候插反，先检测下，无硬件错误后，再进行程序编程。

利用C语言的编程方式，将系统要求的基本功能，以及创新功能根据程序流程图编写出来，用Keil软件调试无误后，生成Hex文件。

双击Proteus中的AT89C51芯片，将Keil生成的Hex加载到芯片内，进行仿真，经调试后所编写的程序能够完美实现系统所需的各种功能。

4.1.2硬件调试硬件调试主要是检测硬件电路是否有短路、断路、虚焊等。

具体步骤及测试结果如下：(1) 检查电源与地线是否全部连接上，用万用表对照电路原理图测试各导线是否完全连接，对未连接的进行修复。

(2) 参照原理图，检查各个器件之间的连接是否连接正确，是否存在虚焊，经测试，各连接不存在问题。

(3) 以上两项检查并修复完后，给该硬件电路上电，电源指示灯点亮。

(4) 将烧录好程序的最小单片机系统接入各模块后，各模块能过正常工作，如：数码管正常发光。

4.2设计分析将烧录好程序的最小单片机系统与各模块连接好后，8×8点阵LED显示屏显示初始值。

按键一次之后，显示屏显示滚动字符μ，再按键一次，显示屏显示汉字“公”。

经软件调试和硬件调试后，所设计的系统完美实现了所需的控制要求和创新要求。

附录1：程序清单#include <reg52.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchari,j,k,scan,num,count;sbit key=P2^0;uchar code table1[]={0x7f,0xbf,0xc1,0xdf,0xdf,0xdf,0xc1,0xdf}; //μuchar code table2[]={0xf7,0xdb,0xad,0xb7,0xbe,0xdd,0xbb,0xf7}; //公uchar code table[][8]={{0xff,0xff,0xc3,0xbd,0xbd,0xc3,0xff,0xff}, //0 {0xff,0xbf,0xbb,0x81,0x80,0xbf,0xbf,0xff}, //1 {0xff,0xff,0xbb,0x9d,0xad,0xb3,0xff,0xff}, //2 {0xff,0xff,0xdd,0xbe,0xb6,0xc9,0xff,0xff}, //3 {0xff,0xef,0xe7,0xeb,0x81,0xef,0xef,0xff}, //4 {0xff,0xff,0xd1,0xb5,0xb5,0xcd,0xff,0xff}, //5 {0xff,0xff,0xc1,0xb6,0xb6,0xcd,0xff,0xff}, //6 {0xff,0xff,0xfd,0xfd,0x8d,0xf5,0xf9,0xff}, //7 {0xff,0xff,0xc9,0xb6,0xb6,0xc9,0xff,0xff}, //8 {0xff,0xff,0xd9,0xb6,0xb6,0xc1,0xff,0xff}}; //9 void delay(uint z){uintx,y;for(x=z;x>0;x--)for(y=110;y>0;y--);}void main(){key=1;num=0;while(1){if(num==0){for(j=0;j<10;j++){if(key==0){delay(10);if(key==0){num=1;while(!key);}}if(num!=0)break;for(k=0;k<30;k++){scan=0x01;for(i=0;i<8;i++){P0=table[j][i];P1=scan;delay(2);scan<<=1;}}}}if(num==1){for(j=0;j<8;j++) //8组数据{if(key==0){delay(10);if(key==0){num=2;while(!key);}}if(num!=1)break;for(k=0;k<10;k++){scan=0x01; //初始扫描信号for(i=8;i>0;i--) //扫描周期{if(i>j)P0=table1[8+(j-i)];else P0=table1[j-i];P1=scan;delay(2);scan<<=1;}}}}if(num==2){if(key==0){delay(10);if(key==0){num=0;while(!key);}}scan=0x01;for(i=0;i<8;i++){P0=table2[count++];if(count==8)count=0;P1=scan;delay(2);scan<<=1;}}}}附录2：点阵的放置与接线方法：附录3：硬件原理图。