LED點陣顯示屏設(shè)計項目方案

I 陣顯示屏設(shè)計項目方案 一、 設(shè)計項目（課題）的來源、應用前景（目的意義）、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及水平 1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 0 年代中期開始在電子顯示屏中使用的。進入 90年代以后，由于半導體工業(yè)的迅猛發(fā)展，帶動了 顏色與亮度方面都有了質(zhì)的飛躍。近年來，隨著高亮度發(fā)光二極管技術(shù)的發(fā)展， 示屏從室內(nèi)走到室外，其顯示內(nèi)容也從沒有層次的計算文字動畫發(fā)展到能顯示有層次的電視圖像。 發(fā)展也必將有新的提高 。通用 產(chǎn)品性能提高的同時成本也在呈下降趨勢，新一代 著我國經(jīng)濟發(fā)展迅猛，對信息傳播有越來越高的要求。 我國在 前普綠和高亮度純紅 經(jīng)實現(xiàn)商品化，國內(nèi)的 示屏發(fā)展經(jīng)歷了三個階段： 以前是是 示屏的成長形成期，受 且，顯示屏控制技術(shù)基本是通信控制方式，客觀上影響了顯示效果。這一時期的 內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙色 為主，控制方式為通信控制，灰度等級為單點 4級調(diào)灰，產(chǎn)品的成本比較高。 一階段是 球信息產(chǎn)業(yè)告訴增長，信息技術(shù)在各個領(lǐng)域不斷突破， 色 彩色 示屏在國內(nèi)的發(fā)展非常迅速， 彩色 256級灰度視頻控制技術(shù)等方面均 有國內(nèi)先進、達到國際水平的技術(shù)和產(chǎn)品出現(xiàn)。 I 屏控制專用大規(guī)模集成電路已由國內(nèi)企業(yè)發(fā)展并得到利用。我國 示屏產(chǎn)業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同時，產(chǎn)品技術(shù)推陳出新，一直保持比較先進的水平。 二十一世紀的顯示技術(shù)將是平板顯示的時代， 二、 設(shè)計項目（課題）研究的主要內(nèi)容、研究方法或工程技術(shù)方案和準備采取的措施 1、研究內(nèi)容 （ 1）研究單片機 I/ （ 2）以 89片為主體，與行列驅(qū)動芯片、譯碼器及其它外圍電路結(jié)合進行電路圖設(shè)計與 （ 3）研究 用 （ 4）通信電路的設(shè)置。 （ 5）在線調(diào)試仿真，以達到所需結(jié)果。 （ 1） 根據(jù)設(shè)計任務和指標，初選 設(shè)計方案 ； （ 2） 通過調(diào)查研究 （ 1）復習之前學過的有關(guān) （ 2）去圖書館或上網(wǎng)查閱相關(guān)資料 （ 3）實在無法解決的則向老師請教 、 現(xiàn)有基礎(chǔ)和具備的條件 現(xiàn)有基礎(chǔ)： 通過近三年的學習對機電一體化專業(yè)有了最基本的認識；在學習過程中利用計算機等輔助工具對機電一體化專業(yè)技術(shù)和機電一體化人才的培養(yǎng)有了大致的了解和認識。學習了一些相關(guān)的機電一體化專業(yè)課程如：數(shù)字電子技術(shù)、電力基礎(chǔ)、機械制造、機械設(shè)計、電力拖動、單片機、 等課程。對機電一體化的的應用前景有了正確的認識。 具備的條件： 學校有我們所需要的實習場地和設(shè)備，有專門的 有圖書館和校園網(wǎng)。 四、 總的工作任務以及預 期結(jié)果 2015年 10月 12月 填寫開題報告和設(shè)計任務書。 2016年 1月 2月 熟悉設(shè)計題目，查閱資料，作準備工作。 2016年 3月 4月 工藝、原理分析，單片機選擇，系統(tǒng)調(diào)試。 2016年 4月 6月 撰寫論文，繪制圖紙。 2015年 6月 6月 提交任務準備答辯。 預期結(jié)果： 通過設(shè)計，掌握一般的設(shè)計方法和步驟，提高和培養(yǎng)設(shè)計能力，學會運用所學知識分析和解決實際問題，提高實際工作 能力。 、指導教師審查意見 同意開題 指導教師（簽名）劉友成 2015年 12 月 29 日 六、教研室審查意見 同意開題 教研室主任（簽名）劉友成 2015年 12 月 29 日 七、系審查意見 同意 系主任（簽名）劉一兵 2015年 12 月 30 日 備注： 附件 3： 封面范式 V 邵陽職業(yè)技術(shù)學院機電工程系 畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)論文 設(shè)計項目（論文題目） 陣顯示屏設(shè)計 姓 名 肖彬 學 號 201310300612 專 業(yè) 機電一體化 所在班級 1132 指導教師 劉一兵 2016 年 6 月 15 日 附件 4： 業(yè)設(shè)計（論文 ）指導記錄 指導老師 學生姓名 所在班級 聯(lián)系電話 E 畢業(yè)課題 指導時間 指導情況記錄 要 隨著顯示器件與技術(shù)的進一步發(fā)展，屏幕顯示系統(tǒng)在國民經(jīng)濟中得到了廣泛的應用， 隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，使得 碼管能夠在減少驅(qū)動器的情況下能夠直接被驅(qū)動。而且它具有可靠性高、使用壽命長、性能價格比高、使用成本低、環(huán)境適應能力強 等特點，所以一直在平板顯示領(lǐng)域扮演著重要的角色，并且在今后相當長的一段時期內(nèi)還有相當大的發(fā)展空間。所以被廣泛應用于金融市場、醫(yī)院、體育館、機場、碼頭、車站、高速公路等公共場所的信息顯示和廣告宣傳。 本設(shè)計是 16 16點陣 電子顯示屏可以顯示各種文字，采用 4塊 8 8點陣 6 16點陣顯示模式。文中詳細介紹了 陣顯示的硬件設(shè)計思路、硬件電路各個部分的功能及原理、相應軟件的程序設(shè)計，以及使用說明等。 【 關(guān)鍵詞 】 單片機 點陣顯示 錄 一 緒論 . 9 （ 一） 課題概述 . 9 （ 二） 點陣式 . 9 （ 三） 示屏控制技術(shù)現(xiàn)狀 . 10 （ 四） 課題研究的意義 . 11 二 系統(tǒng)方案設(shè)計 . 11 （ 一） 需要實現(xiàn)的功能 . 11 （ 二） 系統(tǒng)整體的設(shè)計過程 . 12 （ 三） 本章小結(jié) . 13 三 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 . 14 （ 一） 硬件電路及工作原理 . 14 （ 二） 單片機的結(jié)構(gòu) . 17 1） 單片機的基本結(jié)構(gòu) . 17 2） 單片機引腳圖及封裝 . 19 （ 三） 示模塊的硬件設(shè)計及工作原理 . 20 四 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 . 21 （ 一） 軟件流程 . 21 （ 二） 系統(tǒng)程序的設(shè)計 . 22 1） 顯示驅(qū)動程序 . 24 2） 系統(tǒng)主程序 . 24 五 總結(jié) . 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 . 26 致 謝 . 錯誤 !未定義書簽。 9 點陣式 子顯示屏的設(shè)計 一 緒論 （一） 課題概述 隨著顯示器件與技術(shù)的進一步發(fā)展，屏幕顯示系統(tǒng)得到了廣泛的應用， 示屏是利用發(fā)光二極管點陣模塊或像素單元組成的顯示屏幕。 有 穩(wěn)定性高、亮度高、清晰度高、功耗低、壽命長、 性能價格比高 等特點 ，所以一直在平板顯示領(lǐng)域扮演著重要的角色，并且在今后相當長的一段時期內(nèi)還有相當大的發(fā)展空間。被廣泛應用于 證券、廣告、新聞發(fā)布、信息傳播等方面，是目前國際上極為先 進的顯示媒體?，F(xiàn)代社會信息化高速發(fā)展，最具意義的莫過于大屏幕顯示已從公共信息展示等商業(yè)應用開始向消費類多媒體應用滲透。隨著寬帶網(wǎng)絡的發(fā)展，數(shù)字化的多媒體內(nèi)容將在信息世界中占據(jù)主流，新型的大屏幕顯示設(shè)備將代替?zhèn)鹘y(tǒng)電視機成為人們享受生活的主要工具。 （二） 點陣式 示屏概述 是 光二極管）的縮寫。在某些半導體材料的 中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。 加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入 ，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱 。 幾十萬個半導體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的 電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的高技術(shù)屏幕同步的產(chǎn)品。它以其超大畫面、超強視覺、靈活多變的顯式方式等獨具一格的優(yōu)勢，成為目前國際上使用廣泛的顯示系統(tǒng)。 色顯示屏和彩色灰度顯示屏。其中單色顯示屏采用標準 8 8 單色發(fā)光二極管矩陣模塊標準組件，一般 為紅色，可實現(xiàn)各種文字、數(shù)據(jù)及兩維圖形。缺點是色彩單調(diào)。彩色顯示屏采用標準 8 8雙基發(fā)光二極管矩陣模塊，每一像素內(nèi)有紅、綠兩個發(fā)光二極管，可發(fā)出紅、綠、黃三種顏色。還可以和各種數(shù)據(jù)設(shè)備連接，實時顯示動態(tài)數(shù)據(jù)和廣告，具有較好的信息顯示效果，是目前使用較為廣泛的 色顯示屏采用標準 8 8 雙基 10 發(fā)光二極管矩陣模塊，彩色灰度屏層次豐富，表現(xiàn)力極佳，可以顯示照片、三維圖形、動畫、圖像及視頻等內(nèi)容，表現(xiàn)效果細膩豐富、逼真感人。 （三） 示屏控制技術(shù)現(xiàn)狀 早期因 有廣泛展開，另一方面，顯示屏控制技術(shù)基本上是通信控制方式，客觀上影響了顯示效果。所以導致早期的 品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通信控制，灰度等級為單點四級調(diào)灰，產(chǎn)品的成本比較高。后來 入九十年代，全球信息產(chǎn)業(yè)高速增長， 色 彩色 示屏進入市場 ;電子計算機及微電子領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展，在顯示屏控制技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了視頻控制技術(shù)，顯示屏的動態(tài)顯示效果大大提高。這個階段， 示屏在我國發(fā)展 迅速， 示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。今天， 目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性、可靠性、全色化方向 發(fā)展。 經(jīng)過 30 多年的發(fā)展，中國 1998年中國光學光電子待業(yè)協(xié)會光電器件分會 立 ， 此協(xié)會 集中了全國有代表性和影響的 立之初有 55 家成員單位，目前已發(fā)展到 67家，基本上包括了全國 中國 芯片、買外延片之路后， 目前已經(jīng)實現(xiàn)了自主生產(chǎn)外延片和芯片?，F(xiàn)階段，從事該產(chǎn)業(yè)的人數(shù)達 5萬多人，研究機構(gòu) 20多家，企業(yè) 4000 多家，其中上游企業(yè) 50余家，封裝企業(yè) 1000余家，下游應用企業(yè) 3000 余家。在“國家半導體照明工程”的推動下，形成了上海、大連、南昌、廈門和深圳等國家半導體照明工程產(chǎn)業(yè)化基地。長三角、珠三角、閩三角以及北方地區(qū)則成為中國 2007年我國 兩個地區(qū)的產(chǎn)業(yè)總體規(guī)模占到全國的 60%以上，這一趨勢近兩年更為明顯。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示， 2007年市場銷售額在 1000萬元以上的企業(yè)有 108 家，占到 85%，反映出行業(yè)內(nèi)企業(yè)平均規(guī)模水平在提升； 2007 年市場銷售額在 5000 萬元以上的企業(yè)有 38 家，占 30%，其銷售額合計為 元，銷售額占到了全行業(yè)的 反映出 2007年銷售額在 1億元以上的企業(yè)有 17家，占 其銷售額合計 售額占到了全行業(yè)的 年來發(fā)展迅速，目前 價低，國外公司很難在大陸競爭市場，據(jù)不完全統(tǒng)計， 1998 年 我國 示屏生產(chǎn)廠商有 150 多家，制造各類顯示屏約五萬平方米，實現(xiàn)產(chǎn)值 14 億元，主要生產(chǎn)廠家有北 11 京蘭通、南京洛普、聯(lián)創(chuàng)健和、上海信茂、上海三思科、東北微電子、西安青松、天津數(shù)據(jù)、深圳同洲等，這些公司生產(chǎn)的戶外屏，全彩色室內(nèi)外屏都能為用戶接受，推動了信息顯示市場發(fā)展 。 （四） 課題研究的意義 通過本次課題設(shè)計 使我能夠掌握 示屏的基本顯示原理和設(shè)計方法，對 示屏這個行業(yè)有了較為深刻的了解和認識。并對大學期間所學的一些理論進行了實踐，使我對理論知識有了新的認識。并且通過該設(shè)計課題掌握了 51單片機 軟硬件開發(fā)工具的使用方法，為以后從事相關(guān)行業(yè)的工作積累了實際工作經(jīng)驗。清楚的認識到我國的 通過 示屏的設(shè)計，進一步了解單片機和 進一步設(shè)計出功能強大的顯示系統(tǒng)做準備。 二 系統(tǒng)方案設(shè)計 （一） 需要實現(xiàn)的功能 設(shè) 計 4個 16 16的點陣 求在目測條件下 足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應穩(wěn)定、清晰無串擾。 12 （二） 系統(tǒng)整體的設(shè)計過程 從理論上說，不論顯 示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個點所在的位置相對應的 可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動顯示方式。 16 16 的點陣共有 256 個發(fā)光二極管，顯然單片機沒有這么多的端口，如果我采用鎖存器來擴展端口，按 8 位的鎖存器來計算， 16 16 的點陣需要 256/8=32個鎖存器。這個數(shù)字很龐大，因為我們僅僅是 16 16 的點陣，在實際應用中的顯示屏往往要大得多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個很龐大的數(shù)字。因此在實際應用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計，而采用 另外一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法。 動態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多行（比如 16行）的同名列共用一套驅(qū)動器。具體就 16 16 的點陣來說，把所有同 1行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同 1列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽極的接法），先送出對應第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第 1行使其燃亮一定時間，然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第 2行使其燃亮相同的時間，然后熄滅；以此類推，第 16行之后，又重新燃亮第 1 行，反復輪回。當這樣輪回的速度足夠快（每秒 24次以上），由于人眼 的視覺暫留現(xiàn)象，就能夠看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。 采用掃描方式進行顯示時，每一行有一個行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個驅(qū)動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中，按 8位一個字節(jié)的形式順序排放。顯示時要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應的列驅(qū)動器上去，這就存在一個顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。從控制電路到列驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯然，采用并行方式時，從控制電路到列驅(qū)動器的線路數(shù)量大，相應的硬件數(shù)目多。當列數(shù)很多時，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹?采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信號線，將列數(shù)據(jù)一位一 位傳往列驅(qū)動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟的。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動器，只有當一行的各列數(shù)據(jù)都傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進行顯示。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩部分。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準備時間可能相當長，在行掃描周期確定的情況下留給行顯示的時間就太少了，以致影響到 解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一列數(shù)據(jù)。為了達到重疊處理的目的 ，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。經(jīng)過上述分析，就可以歸納出列驅(qū)動器電路應具有的功能。對于列數(shù) 13 時鐘 電路 復位 電路 單 片 機 16 16點陣 6 16點陣 6 16點陣 6 16點陣 454 7495 7495 7495 7495 據(jù)準備來說，它應能實現(xiàn)串入并處的移位功能；對于列數(shù)據(jù)顯示來說，應具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進行顯示時，串并移位寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。 （三） 本章小結(jié) 課題以 片機為控制核心設(shè)計一個簡單的數(shù)字時鐘系統(tǒng)，用單片機、點陣顯示屏等設(shè)計 4個 16 16 點陣 子顯示屏。顯示電路采用動態(tài)掃描方式進行顯示，每行有一個行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個 列驅(qū)動器。由行譯碼器 74第一行開始，按順序依次對各行進行掃描。另一方面根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)，確定相應的列驅(qū)動器是否將該列與電源的另一端接通。接通的列，就在該行該列點燃相應的 接通的列所對應的 一行的掃描持續(xù)時間結(jié)束后，下一行又以同樣的方法進行顯示 2。系統(tǒng)的整體方案設(shè)計圖如圖 2 圖 2系統(tǒng)的整體方案框圖 14 三 系統(tǒng)的硬件設(shè)計 （一） 硬件電路及工作原理 硬件電路主要由 示屏、單片機系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動電路和行驅(qū)動電路四部分組成。 單片機的選型 該控制系統(tǒng)選用 片機具有價格低、編程靈活和布線簡單等特點 3。 行驅(qū)動電路 單片機 位輸出的行號經(jīng) 4/16線譯碼器 746條行選通信號線，再經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動對應的行線 4。行掃描驅(qū)動電路原理圖如圖 3 15 圖 3行驅(qū)動電路 列驅(qū)動電路 列顯示數(shù)據(jù)是以字節(jié)為單位存儲的，使用時以 8 位并行讀出。為了適應列顯示驅(qū)動電路串行輸 入的需求，就要進行并串交換。用 74入并出位移寄存器，可以滿足這一要求 5。由 74 圖 3列驅(qū)動電路 74個串行移位寄存器，每個移位寄存器的輸出都連接一個輸出鎖存器。引腳 串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳 移位寄存器的移位時鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，并將 下一個數(shù)據(jù)打入最低位。 移位后的各位信號出現(xiàn)在各移位寄存器的輸出端，也就是輸出鎖存器的輸入端。 上升沿將移位寄存器的輸出打入輸出鎖存器。 引腳 6 態(tài)門的開放信號，只有當其為低時鎖存器的輸出才開放，否則為高阻態(tài)。 號是移位寄存器清零輸入端，當其為低時移位寄存器的輸出全部為零。由于 以能夠做到輸入串行移位與輸出鎖存互不干擾。芯片的輸出端為 高位 作為多片 74聯(lián)應用時，向上一級的級聯(lián)輸出。但因為 輸出鎖存器的打入控制，所以還從輸出鎖存器前引出 為與移位寄存器完全同步的級聯(lián)輸出。 74能表見表 與單片機的連接簡單方便，只需三 個 I/O 口即可。芯片的輸出端最高位 作為多片 74而， 以 74過芯片的 以實現(xiàn)完全同步的級聯(lián)輸出 6。 表 74腳說明 符號 引腳 描述 5、 1,7 并行數(shù)據(jù)輸出 地 串行數(shù)據(jù)輸出 /0 主復位（低電平） 1 移位寄存器時鐘輸入 2 輸出鎖存器時鐘輸入 /G 13 輸出有效（低電平） 4 串行數(shù)據(jù)輸入 6 電源 表 74能表 輸入 輸出 功能 G /I n L L L L L L 移位寄存器到輸出信號輸入到輸出鎖存器 H L L Z 清空移位寄存器，并行輸出為高阻狀態(tài) 17 L H H C 邏輯高電平移入移位寄存器最低位（ 其余各位依次移動，例如以前的內(nèi)部 在串行輸出位 L 位寄存器內(nèi)容到達輸出鎖存器從并口輸出 L 移位寄存器內(nèi)容移入，先前的移位寄存器的內(nèi)容到輸出鎖存器并輸出 注 將 素模塊按照實際需要大小拼裝排列成矩陣，配以專用顯示驅(qū)動電路，直流穩(wěn)壓電源，軟件，框架以及外裝飾燈，即構(gòu)成一臺 示屏，用來顯示文字、圖形、動畫、行情、視頻、錄像等各種信息的顯示屏幕。 （二） 單片 機的結(jié)構(gòu) 1） 單片機的基本結(jié)構(gòu) 一個低電壓，高性能 位單片機，片內(nèi)含 8k 可反復擦寫的讀程序存儲器和 256 隨機存取數(shù)據(jù)存儲器（ 器件采用 司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準 令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 0個引腳， 32個外部雙向輸入 /輸出（ I/O）端口，同時內(nèi)含 2個外中斷口，3個 16 位可編程定時計數(shù)器 ,2個全雙工串行通信口， 2個讀寫口線， 規(guī)方法進行編程，也可以在線編程。其將通用的微處理器和 別是可反復擦寫的 7。 位漏極開路型雙向 I/O 口，也即地址 /數(shù)據(jù)總線復用口。作為輸出口用時，每位能吸收電流的方式驅(qū)動 8 個 輯門電路，對端口 “1” 時，可作為高阻抗輸入端用。 在訪問外部數(shù)據(jù)存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉(zhuǎn)換地址（低 8 位）和數(shù)據(jù)總線復用，在訪問期間激活內(nèi)部上拉電阻。 在 程時， 接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指 令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。 一個帶內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， 收 18 或輸出電流） 4 個 輯門電路。對端口寫 “1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口。作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 ( 與 同之處是， 可分別作為定時 /計數(shù)器 2 的外部計數(shù)輸入（ 2）和輸入（ 2。 位雙向 I/O 口， 收或輸出電流） 4個 輯門電路。對端口 1” ，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口使用時，因為內(nèi)部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流 ( 在訪問外部程序存儲器或 16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 令）時， 送出高 8位地址數(shù)據(jù)。在訪問 8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（如執(zhí)行 令）時， 輸出 存器的內(nèi)容。 程或校驗時， 位雙向 I/O 口。 收或輸出電流） 4個 寫入 “1” 時，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作為輸入端口。此時，被外部拉低的 除了作為一般的 I/重要的用途是它的第二功能 ，如下所示： 行輸入口） 行輸出口） 部中斷 0） 部中斷 1） 0（ 定時 /計數(shù)器 0外部輸入） 1（ 定時 /計 數(shù)器 1外部輸入） 部數(shù)據(jù)存儲器寫選通） 部數(shù)據(jù)存儲器讀選通） 還接收一些用于 速存儲器編程和程序校驗的控制信號。 主要管腳有： 19 腳）和 18 腳）為振蕩器輸入輸出端口，外接 12振。 9 腳）為復位輸入端口，外接電阻電容組成的復位電路。 40 腳）和 20 腳）為供電端口，分別接 +5V 電源的正負端。 3 為可編程通用 I/O 腳，其功能用途由軟件定義，在本設(shè)計中， 口（ 3239 腳）被定義為 能控制端口，分別與 13 腳定義為 10 腳和 11腳定義為 19 分別連接 18 腳）和 19 腳）端口， 12 腳、 27 腳及 28 腳定義為握手信號功能端口，連接主板 相應功能端，用于當前制式的檢測及會聚調(diào)整狀態(tài)進入的控制功能 8。 主要工作特性是： 片內(nèi)程序存儲器內(nèi)含 8擦寫壽命為 1000次； 片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器內(nèi)含 256字節(jié)的 具有 32 根可編程 I/ 具有 3個可編程定時器； 中斷系統(tǒng)是具有 8個中斷源、 6個中斷矢量、 2個級優(yōu)先權(quán)的中斷結(jié)構(gòu)； 串行口是具有一個全雙工的可編程串行通信口； 具有一個數(shù)據(jù)指針 低功耗工作模式有空閑模式和掉電模式； 具有可編程的 3級程序鎖定位； （ 1+V，且典型值為 5V； 4 2） 單片機引腳圖及封裝 三種封裝形式，以適應不同產(chǎn)品的需求 9。 本設(shè)計采用 引腳圖如圖 3 20 圖 3（三） 示模塊的硬件設(shè)計及工作原理 構(gòu)成大屏幕的 成 幕的方法有兩種，一是由單個的發(fā)光二極管逐點連接起來，二是選用一些由單個發(fā)光二極管構(gòu)成的 兩種屏幕構(gòu)成方法各有有缺點，單個發(fā)光二極管構(gòu)成顯示屏優(yōu)點在于當單個的發(fā)光二極管出現(xiàn)問題時只需更換一個二極管即可，檢修的成本較低，缺點在于連接線路復雜； 而點陣模塊構(gòu)成的方法卻正好與之相反，模塊構(gòu)成省約了大量的連線，不過當一個 就加大了維修的成本。 兩種方法相比較，決定采取模塊構(gòu)成的方法來制作一個 16 16點陣 56個 每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上。當對應的某一列置 1電平，某一行置 0電平，則相應的二極管就亮。如第一列為高電平置 1，第二列為低電平置 0，第三列為高電平置 1， P 行為低電平置 0， ，則顯示效果是 二個 三個 10。如圖 3 21 圖 3四 系統(tǒng)的軟件設(shè)計 （一） 軟件流程 生各種控制信號，使屏幕按設(shè)計要求來顯示。 軟件系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、顯示子程序和定時器中斷服務程序。主程序為順序結(jié)構(gòu)，完成堆棧、中斷、串口的初始化設(shè)置后，調(diào)用顯示子程序，黑屏顯示準備以及逐排顯示；顯示子程序通過定時器 生中斷；中斷服務程序接收顯示子程序的 中斷請求，從文字表查表取出自摸，送出列掃描信號至 74通過 74行動態(tài)掃描顯示。程序各部分的功能由各個模塊分別實現(xiàn) 11。主程序流程圖如圖 422 中斷顯示流程圖如圖 4 開始 系統(tǒng)初始化 顯示準 備 逐排顯示準 備 結(jié)束 23 開始 定時器賦初值 讀取行號（ 0） 讀取第 4字列數(shù)據(jù) 串口發(fā)送 依次讀取第 3、 2、 1字列數(shù)據(jù) 串口發(fā)送 第 1字列數(shù)據(jù)已發(fā)送 關(guān)行顯示消引 修改送新行地址 開行顯示 末行？ 開始 24 （二） 系統(tǒng)程序的設(shè)計 1） 顯示驅(qū)動程序 顯示驅(qū)動程序在進入中斷后首先要對定時器 新賦初值，以保證顯示屏刷新率的穩(wěn)定， 1/16掃描顯示屏的刷新率（幀頻）計算公式 如下： )6 5 5 3 6(1216116100 o s c 溢出率刷新率（幀頻）(其中 0初值（工作在 16 位定時器模式）。由公式可知，顯示屏刷新率由定時器 溢出率和單片機的晶振頻率決定，因此，實驗室調(diào)試時首先選定晶振頻率，然后給定不同的初始值 要能獲得 24且刷新率越高，顯示越穩(wěn)定，但會過多的占用 驗證明， 24振時刷新率達到 50測畫面基本無閃爍發(fā)生 12。 2） 系統(tǒng)主程序 本文設(shè)計 的系統(tǒng)軟件能使系統(tǒng)在目測條件下 示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應穩(wěn)定、清晰無串擾。 單元顯示屏可以接收來自控制器（主控制電路板）或上一級顯示單元模塊傳輸下來的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級顯示模塊單元中，因此顯示板可擴展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容。 第五章總結(jié) 經(jīng)過近 六 個月的努力，終于順利完成了畢業(yè)設(shè)計。在此 陣顯示系統(tǒng)中，由于我采用了 列混合信號高速單片機和專用字庫芯片，并且采 25 用 串行移位寄存器 74列線驅(qū)動，使本設(shè)計的硬件成本大幅下降，而又提高了顯示單元的可擴展性。因為使用了高速單片機，使本系統(tǒng)的動態(tài)刷新率，移動速度等得到保障。本設(shè)計充分利用了單片機的片上資源，節(jié)約成本的同時使外圍電路簡潔美觀，故障率降低?？傮w的性能指標均達到或超過了題目的要求。 畢業(yè)設(shè)計是每個大學生必須面臨的一項綜合素質(zhì)的考驗，如果說在過去四年里，我們的學習是一個知識的積累過程，那么現(xiàn)在的畢業(yè)設(shè)計就是對過去所學知識的綜合運用，是對理論進行深化和重新認識的時間活動。在這近 六 個月的畢業(yè)設(shè)計中，我們有艱辛的付 出，當然更多的是豐收的喜悅。知識固然得到了鞏固和提高，但我相信在實踐中的切身體會將會使我在以后的工作和學習中終身受用。 首先，學習能力得到了提高。在畢業(yè)設(shè)計中，自始至終獨立完成