嵌入式LED控制器课程设计报告

武汉理工大学华夏学院课程设计

课程名称嵌入式应用课程设计

题目无线LED控制器

专业软件工程

班级软件1091

学号

姓名

成绩__________________ 指导教师夏婷

2012 年 6 月21 日

课程设计任务书

设计题目：无线LED控制器设计

设计目的：

1.巩固和加深课堂所学知识；

2.学习掌握一般的软硬件的设计方法和查阅、运用资料的能力；

3.掌握LED点阵显示器芯片的工作原理、MCS-51单片机外围扩展芯片8255、74LS273芯片

及串口通信的接口设计和编程。

设计任务：（在规定的时间内完成下列任务）

使用MCS-51单片机仿真实验仪DVCC-52196JH++作为实验平台，采用C语言进行程序设计，在16×16LED点阵显示器上实现汉字移动显示，并利用GPRS模块（串口通信），采用简单通信协议，通过PC机无线控制LED屏，可改变LED屏中显示的汉字及汉字的

移动方向。

时间安排：(部分时间,某些工作可以自己安排重叠进行)

时间课程设计内容方式

6月17日上午

介绍题目，分任务，介绍MCS-51单片机硬件

结构、C语言程序设计基础

讲座/案例下午查阅资料，功能分析，熟悉软件开发环境上机

6月18日上午硬件设计、拟定实验电路讲座/案例下午绘制硬件原理图、接线图，并连线上机

6月19日上午单片机的接口编程、中断编程讲座/案例下午绘制程序流程图，编写程序上机

6月20日上午单片机C语言高级应用讲座/案例下午调试程序、运行系统，撰写设计报告上机

6月21日课程答辩，下午4:00前交齐设计报告评审

具体要求：设计报告撰写格式要求

（按提供的设计报告统一格式撰写），应包括如下内容：

①设计任务与要求②总体方案与说明③硬件原理图与说明

④实验接线图与说明⑤软件主要模块流程图⑥源程序清单与注释

⑦问题分析与解决方案（包括调式记录、调式报告，即在调式过程中遇到的主要问题、

解决方法及改进设想）；

⑧小结与体会

附录：①源程序（必须有简单注释）②使用说明③参考资料

指导教师签名：2012年 6 月17 日

教研室主任（或责任教师）签名：2012年 6 月17 日

第1章需求分析

1.1设计题目

无线LED控制器设计

1.2 课程设计任务及要求

使用MCS-51单片机仿真实验仪DVCC-52196JH++作为实验平台，采用C语言进行程序设计，在16×16LED点阵显示器上实现汉字移动显示，并利用GPRS模块（串口通信），采用简单通信协议，通过PC机无线控制LED屏，可改变LED屏中显示的汉字及汉字的移动方向。

1.3 软硬件运行环境及开发工具

硬件环境：微机系列，内存在256M以上

软件环境：Microsoft Windows XP

开发工具: Proteus 7 Pofessional 、Keil uVision4

1.4 开发工具的使用

Proteus 7 Pofessional：

1.双击桌面上的ISIS 7 Professional图标进入Proteus ISIS集成环境。

2.Proteus ISIS的工作界面是一种标准的Windows界面，包括：标题栏、主菜单、标准工具栏、绘图工具栏、状态栏、对象选择按钮、预览对象方位控制按钮、仿真进程控制按钮、预览窗口、对象选择器窗口、图形编辑窗口。

3.在图形编辑窗口内完成电路原理图的编辑和绘制。

Keil uVision4：

1.点击桌面上的Keil uVision4图标，出现启动画面。

2.点击“project --- New uVision Project”新建一个工程。

3.在对话框，选择放在刚才建立的文件夹下，给这个工程取个名后保存。

4.弹出一个框，在CPU类型下我们找到并选中“Atmel”下的AT89S51。

5.以上工程创建完毕，接下来开始建立一个源程序文本。

6.接下来需要把刚创建的源程序文件加入到工程项目文件中。

7.在Output栏选中Create HEX File，使编译器输出单片机需要的HEX文件。

1.5 系统的功能要求

能依次显示“四时兴长相伴夏至到木槿荣”几个字符。

第2章概要设计

2.1设计方案及分工

2.1.1设计方案

通过其4个8X8的LED点阵对应的行和列分别连接起来构成16X16点阵，行和列的交叉处有一个LED，再分别给行和列相应的高低电平。

我们采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，16×16的点阵需要256/8=32个锁存器。此时共需要32根行列控制线，需要外扩I/O接口，我们选择的是行驱动电路采用8255A 芯片，列驱动电路采用74LS154芯片。

2.1.2小组分工

我们组是软件1班的第四小组，我任组长，组员有高远瞩、曾昕、陈艳婷，其中我负责系统的详细设计及调试，曾昕负责程序的编写，陈艳婷负责芯片的资料收集及文档记录整理，高远瞩负责概要设计和流程图的绘制，分工协作，共同完成。

2.2工作原理

2.2.1 LED点阵的汉字显示原理

汉字扫描显示的基本过程是这样的：通电后由于电阻R1，电容C1的作用，是点偏激的RSR复位电平先高后低，从而达到复位；之后，在C2，C3，X1以及单片机内部时钟电路的作用下，单片机89C51按照设定的程序在P0和P2接口输出与内部汉字对应的代码电平送至LED 点阵的行选线（高电平驱动），同时在P1.1，P1.2，P1.2，P1.4接口输出列选扫描信号（低电平驱动），从而选中相应的象素LCD发光，并利用人眼的视觉暂留特性合成整个汉字的显示。

2.2.2 点阵的移动

列扫描方式左移动：列向组字显示字符水平方向的移动（左滚动），取数的时候每次往右移以为实现汉子向左移动。

2.2.3 列驱动模块

列驱动用74154芯片来实现，由于点阵显示器有16行，本电路中加入了一个4-16线译码器74154，再通过7406取反，其输入是一个16进制码，解码输出为低态扫描信号。

2.2.4行驱动模块

由于4个点阵显示器有16行，为了扩展单片机的接口，使用8255A芯片，8255A是一种