led点阵显示

宿州学院

微机应用课程设计报告

课题名称：LED点阵显示

专业：自动化

班级：2011级自动化（1）班

姓名：陈强

学号: 2011080650

地点：工C310

时间：2014、3、3—2014、3、7 指导老师：李光宇韩君

目录

一、设计目的 (3)

二、设计要求 (3)

三、设计方案 (3)

3.1、硬件电路设计 (4)

3.2软件设计 (8)

四、系统测试与结果分析 (9)

五、结论 (9)

附录1参考文献 (10)

附录2程序清单 (11)

设计任务书

一、设计目的：

（1）采用单片机作为控制核心，用4块8×8 LED点阵组成16X16 LED点阵显示屏，能稳定、清晰地显示图形或文字,并且所显示的文字能以几种方式进行切换。

（2）通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握，对单片机课程的应用进一步的了解。

（3）通过此次课程设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑，校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。

二、设计要求：

1设计一款基于AT89C51单片机的汉字LED16*16点阵显示块，能稳定清晰的显示汉字。

2通过对MCS-51系列单片机的编程，实现多个汉字（如自我介绍、校训、文明广告用语等）或图形显示通过编程能实现左移和右移等多种显示方式。

3写出详细的设计报告。

4给出全部硬件电路图、软件结构图或源程序。

三、设计方案；

从理论上说，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。

（1）显示单元的考虑

显示一个简体汉字，至少需要16×16点阵来描述。为了在较远距离处获得清晰的视觉效果，本设计采用4个8×8点阵，像素直径5mm的LED模块拼接成16×16点阵的LED阵列。这样每个16×16汉字能够获得12×12cm的显示尺寸，因此在50米处仍能清晰阅读。本设计要求整个屏幕能同时显示四个汉字，则至少需要用16个8×8的LED模块拼接成16×64的矩阵。

（2）滚屏的实现

字符的位置在屏幕上实现移动，即术语“滚屏”。可以用硬件实现，但无疑增加了额外的硬件成本及设计难度。因此本设计采用软件算法实现左滚屏、左暂

停、定格显示等常见滚屏方式。用软件来完成滚屏算法，其最大的优点在于成本低廉，而且可维护性、可升级性大大增强。

(3) 关于可扩展性

除了基本要求外，本设计还要实现显示单元数目的随意扩展。在传统的并行传输方式中，因受到列数据锁存器地址线数目的制约，不能随意的增添显示单元，且每个显示单元的电路结构不同,不符合模块化设计的要求。因此摒弃了传统的并行传输方式，而采用独特的串行锁存技术，通过控制五根总线就能实现各显示单元之间的列数据锁存。不仅板间连接简单，更是降低了布线的难度。每个显示单元都是完全一样的，便于量产。

(4) 微控制器的考虑

因本设计采用软件来实现滚屏，且传输方式为串行方式。所以对微控制器单元的处理速度要求较高，可供选择的有ARM和高速8位单片机。ARM的处理速度极快，但对于条屏的应用，ARM内部的资源浪费严重，且成本较高。因此选择高速8位单片机作为控制器，常见的高速8位单片机有AVR系列单片机，80C51系列单片机，STC系列单片机

3.1硬件电路设计

3.1.1 LED工作原理图

8*8点阵LED显示器有两种接线形式，即共阴极接法和共阳极接法。共阳极接法的原理图如图所示，每一行发光二极管的阴极接在一起,有一个引出端R，每一列的发光二极管的阳极接在一起，有一个引出端C.当给发光二极管阳极引出端C0加高的时钟信号，阴极引出端R0低电频时，左上角的二极管点亮。因此，对行和列的电平进行扫描控制时，可以实现显示不同汉字的目的。

3.1.2总体电路设计

（1）单片机控制系统原理框图。

（2）总体电路设计。

我们采用80C51以芯片的电路来实现，主要由80C51芯片、时钟电路、复位电路、行扫描驱动电路、数据输入电路、4个8×8 LED点阵5部分组成，如图。其中，80C51为单片机。它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。LED点阵显示屏采用8×8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，然后将四个8*8LED连成16*16的。

3..1.3各部分电路

（一）、

16*16LED点阵，由4个8*8LED点阵组成。点阵LED显示器的结构和原理与七段LED数码显示器是一样的，均由发光二极管组成，但两者的排列结构不同。LED 点阵显示屏是由若干个显示单元拼接而成的。

（二）、

AT89C51是美国ATMEL公司生产的8位Flash ROM单片机。其最突出的优点是片内ROM为Flash ROM，可擦写1000次以上，应用并不复杂的通用ROM写入器就

能方便的擦写，读取也很方便，价格低廉，具有在片程序ROM二级保密系统。因此可灵活应用于各种控制领域。AT89C51包含以下一些功能部件：

（1）一个8位CPU ；

（2）一个片内振荡器和时钟电路；

（3）4KB Flash ROM ；

（4）128B 内RAM；

（5）可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路；

（6）两个16位定时/计数器；

（7）21个特殊功能寄存器；

（8）4个8位并行I/O口；

（9）一个可编程全双工串行口；

（10）5个中断源，可设置成2个优先级。

（三）、