單片機(jī)課程設(shè)計(jì)報(bào)告LED點(diǎn)陣顯示

1、電氣工程學(xué)院 微機(jī)原理 課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目： LED點(diǎn)陣顯示 學(xué)號(hào)： 姓 名： 同 組 人： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間： 2014年3月20日27日 設(shè)計(jì)地點(diǎn)： 電氣學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心 微機(jī)原理 課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表姓 名 學(xué) 號(hào)課程設(shè)計(jì)題目： LED點(diǎn)陣顯示 課程設(shè)計(jì)答辯或提問(wèn)記錄：成績(jī)?cè)u(píng)定依據(jù)：課程設(shè)計(jì)預(yù)習(xí)報(bào)告及方案設(shè)計(jì)情況（20）：課程設(shè)計(jì)考勤情況（5）：電路焊接情況（15%）課程設(shè)計(jì)調(diào)試情況（40）：課程設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告與答辯情況（20）：最終評(píng)定成績(jī)（以優(yōu)、良、中、及格、不及格評(píng)定）指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 微機(jī)原理 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 一、課程設(shè)計(jì)題目： LED點(diǎn)陣顯示二、課程設(shè)

2、計(jì)要求1. 根據(jù)具體設(shè)計(jì)課題的技術(shù)指標(biāo)和給定條件，獨(dú)立進(jìn)行方案論證和電路設(shè)計(jì)，要求概念清楚、方案合理、方法正確、步驟完整；2. 查閱有關(guān)參考資料和手冊(cè)，并能正確選擇有關(guān)元器件和參數(shù)，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真；3. 完成預(yù)習(xí)報(bào)告，報(bào)告中要有設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)電路圖，還要有仿真結(jié)果；4. 進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行電路調(diào)試，邊調(diào)試邊修正方案；5. 撰寫課程設(shè)計(jì)報(bào)告最終的電路圖、調(diào)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決問(wèn)題的方法。三、進(jìn)度安排1時(shí)間安排序 號(hào)內(nèi) 容學(xué)時(shí)安排（天）1方案論證和系統(tǒng)設(shè)計(jì)12完成電路仿真，寫預(yù)習(xí)報(bào)告13電路調(diào)試34寫設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告與答辯2合 計(jì)7設(shè)計(jì)調(diào)試地點(diǎn)：電氣樓4102執(zhí)行要求微機(jī)原理與接口技術(shù)課程成績(jī)80分

3、以上的同學(xué)可以自擬題目，其余的同學(xué)都是指定題目。，每組不得超過(guò)2人，要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，獨(dú)力完成所設(shè)計(jì)的詳細(xì)電路（包括計(jì)算和器件選型）。嚴(yán)禁抄襲，嚴(yán)禁兩篇設(shè)計(jì)報(bào)告雷同。 目錄第一章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 5第二章 仿真 7第三章 調(diào)試 11第四章 結(jié)論 13第五章 心得體會(huì)與建議 13參考文獻(xiàn) 14附錄：元件清單 15第一章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)一、題目要求本次課設(shè)的題目要求是：應(yīng)用51控制器加驅(qū)動(dòng)（74LS245、UA2003或者74LS573）,控制8×8的led點(diǎn)陣顯示模塊顯示數(shù)字與文字,顯示的內(nèi)容分為穩(wěn)定顯示和動(dòng)畫顯示兩種。顯示的具體內(nèi)容為：穩(wěn)定顯示部分為漢字“上”,動(dòng)畫顯示為漢字“北京

4、交大”。二、LED點(diǎn)陣原理8×8點(diǎn)陣屏的內(nèi)部電路原理圖如下圖所示，點(diǎn)陣有共陰和共陽(yáng)兩個(gè)類型，本次課程設(shè)計(jì)中實(shí)驗(yàn)室提供的是共陽(yáng)極的點(diǎn)陣，下圖給出了其內(nèi)部電路原理及相應(yīng)的管腳圖。 LED點(diǎn)陣的顯示方式是按顯示編碼的順序，一行一行地顯示。對(duì)于共陽(yáng)型的點(diǎn)陣來(lái)說(shuō)，當(dāng)某一點(diǎn)所在的行對(duì)應(yīng)高電平“1”并且其所在的列對(duì)應(yīng)低電平“0”的時(shí)候，這一點(diǎn)就會(huì)被點(diǎn)亮。將每一行的顯示時(shí)間進(jìn)行一定的延時(shí),由于人的視覺暫留現(xiàn)象，就會(huì)感覺到8行LED是在同時(shí)顯示的。若顯示的時(shí)間太短，則亮度不夠，若顯示的時(shí)間太長(zhǎng)，將會(huì)感覺到閃爍。三、單片機(jī)控制點(diǎn)陣的原理利用51單片機(jī)來(lái)控制LED顯示漢字，即考慮采用P0口和P2口分別輸出

5、行和列的控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路來(lái)驅(qū)動(dòng)二極管發(fā)光，從而顯示不同字形。同計(jì)算機(jī)一樣，單片機(jī)控制點(diǎn)陣顯示中的數(shù)據(jù)也是以“0”和“1”代碼來(lái)表示的。一般地，根據(jù)編碼的不同，最終會(huì)顯示出不同的字符。對(duì)于8×8點(diǎn)陣來(lái)說(shuō)，一個(gè)漢字需要64個(gè)點(diǎn)顯示，一個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)8個(gè)點(diǎn)，所以一個(gè)漢字需要8個(gè)字節(jié)來(lái)存儲(chǔ)。不同的漢字對(duì)應(yīng)著不同的代碼，將這些代碼放入單片機(jī)存儲(chǔ)器中，通過(guò)邏輯控制，最終可將代碼讀出到硬件驅(qū)動(dòng)電路上，顯示出不同的漢字。下面是本次課程設(shè)計(jì)要顯示的“上”字和“北京交大”的字模代碼。DB 01H,11H,11H,11H,0FFH,01H,01H,01H ;上 DB 0AFH,69H,28H,2CH,0

6、EAH,29H,28H,28H ;北DB 0B9H,05AH,18H,3CH,24H,3CH,0FFH,18H ;京DB 0C3H,24H,18H,099H,66H,24H,0FFH,18H ;交DB 81H,42H,24H,18H,18H,0FFH,18H,18H ;大晶振電路74ls245 P0STC89C52P28×8LED點(diǎn)陣復(fù)位電路 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)框圖四、程序編寫通過(guò)匯編語(yǔ)言編程對(duì)單片機(jī)的控制口進(jìn)行控制操作，整個(gè)程序的詳細(xì)流程大致如下：（1）PO，P2端口分別清零。為了避免其它的數(shù)據(jù)影響端口，首先對(duì)屏幕進(jìn)行清屏；（2）輸入延時(shí)時(shí)間，確保每一個(gè)字符都能夠顯示完畢；（3）選中點(diǎn)陣

7、的第一列進(jìn)行掃描；（4）列選址信號(hào)選通，行數(shù)據(jù)開始輸送Table中的數(shù)據(jù)給P0、P2端口；（5）讀取下一列；（6）判斷是否顯示完一個(gè)漢字，若是，則繼續(xù)下一個(gè)漢字；否則，繼續(xù)讀??；（7）當(dāng)顯示完一個(gè)漢字后，調(diào)用延時(shí)，字能夠持續(xù)顯示所設(shè)置的時(shí)間；（8）判斷是否已顯示完4個(gè)漢字，若是，則跳出；否則，繼續(xù)下一個(gè)漢字的讀取。第二章 仿真根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，利用Proteus軟件進(jìn)行電路仿真，電路圖如下：源程序如下：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV 40H,#01H MOV 60H,#01HSTART: MOV 30H,#00H MOV DPTR,#TAB2 ;查

8、表地址 MOV R1,#01H MOV R4,#32 ;最后一個(gè)字碼偏移量DISPLAY1: MOV R5,#5 MOV R3,#8 ;八列DISPLAY2: MOV R2,#00H DISPLAY3: MOV P2,#00H ;清屏 MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR ;查表 CPL A MOV P0,A INC R2 ;顯示緩沖區(qū)地址加1 MOV A,R1 MOV P2,A ;第一行送“1”，亮 LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY ;延時(shí) RLA MOV R1,A ;左移行 DJNZ R3,DIS

9、PLAY3 ;判斷第一個(gè)字是否顯示完 MOV R3,#8 DJNZ R5,DISPLAY2 INC DPL MOV A,#0FFH MOV P2,A MOV A,P1 JNB ACC.0,SHANG ;如果按鍵按下則跳轉(zhuǎn)顯示靜態(tài)上字 DJNZ R4,DISPLAY1 LJMP START ;如果沒有按鍵按下且“北京交大”都顯示完成 DELAY:MOV R6,#0FFH MOV R7,#0FFH DJNZ R7,$ DJNZ R6,$ RET ;延時(shí)子程序SHANG: MOV 30H ,#00H MOV DPTR,#TAB1 MOV R1,#0FEH ;列控制碼 MOV R3,#8 ;8列 MO

10、V R4,#100 MOV R5,#5SHANG1: MOV R3,#8 MOV R2,30HSHANG2:MOV P0,#0FFH ;清屏 MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR ;取當(dāng)前列的顯示字的一個(gè)字節(jié) MOV P2,A INC R2 MOV A,R1 MOV P0,A ;列控制碼 LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY LCALL DELAY RL A ;列控制碼左移，顯示下一列 MOV R1,A DJNZ R3,SHANG2 ;判斷是否掃描完8 列 MOV A,P2 CJNE A,#0FFH,SHANG3 LJMP SHANG4SHANG3:

11、LJMP SHANG1SHANG4: LJMP MAINTAB1: DB 01H,11H,11H,11H,0FFH,01H,01H,01H ;上TAB2: DB 0AFH,69H,28H,2CH,0EAH,29H,28H,28H ;北 DB 0B9H,05AH,18H,3CH,24H,3CH,0FFH,18H ;京 DB 0C3H,24H,18H,099H,66H,24H,0FFH,18H ;交 DB 81H,42H,24H,18H,18H,0FFH,18H,18H ;大 DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H ;滾動(dòng)最后的空屏段 END 第三章 調(diào)試從實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)取

12、到了電路板和各種所需器件后，便開始了實(shí)物的焊接。首先按照老師的建議，對(duì)點(diǎn)陣進(jìn)行測(cè)試，經(jīng)測(cè)試二極管均能點(diǎn)亮，并且得知其管腳排列順序如下：R5 （標(biāo)有型號(hào)）C8R7 C7C2 R2C3 C1R8 R4C5 C6R6 C4R3 (標(biāo)有1) R1 實(shí)際點(diǎn)陣的管腳圖按照仿真電路圖和點(diǎn)陣管腳圖在電路板上進(jìn)行布線焊接，完成實(shí)物如下：正面圖：背面圖：經(jīng)檢查，排除了漏焊和虛焊的點(diǎn)之后，焊接全部完成。接下來(lái)就是燒程序，經(jīng)過(guò)再次確認(rèn)仿真源程序無(wú)誤后，把程序燒進(jìn)了STC89C52中，插入電路板上的芯片座中，接通電源，觀察結(jié)果。第一次的結(jié)果是功能基本實(shí)現(xiàn)，但滾動(dòng)的“北京交大”四個(gè)字是反的，鏡像對(duì)稱的字，經(jīng)過(guò)分析思考，我

13、們改變了讀取字模的方向，重新編寫了字形表，經(jīng)過(guò)三次改變之后終于得到了正確方向的字。前面方案設(shè)計(jì)中的就是最終正確的字形碼。最后功能都基本成功實(shí)現(xiàn)，但動(dòng)態(tài)顯示“北京交大”的時(shí)候字的亮度不夠，并且亮度不同，比如“大”字的一橫就比較暗，而其他部分比較亮，經(jīng)過(guò)分析思考，得出以下幾點(diǎn)：（1）二極管的保護(hù)電阻采用的是330，相對(duì)較大，限制了電流，使二極管的亮度較低；（2）不是程序延時(shí)的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)幾次試驗(yàn)，改變延時(shí)會(huì)改變字的滾動(dòng)速度，并且程序中設(shè)計(jì)的每個(gè)點(diǎn)延時(shí)時(shí)間長(zhǎng)度相同，而實(shí)際問(wèn)題是不同點(diǎn)的亮度不同；（3）考慮是驅(qū)動(dòng)的問(wèn)題，因?yàn)殡娐分形覀冎辉赑O口接了排阻和74ls245驅(qū)動(dòng)，而P2口并沒有驅(qū)動(dòng)，而是直接連

14、接點(diǎn)陣管腳，而出現(xiàn)的問(wèn)題也恰好是行較亮而列較暗。 綜合以上分析，我們?cè)赑2口加上了排阻，觀察到列的亮度整體有所提高，由于最初布線沒有考慮在P2口加74ls245驅(qū)動(dòng)，所以最終沒能有空間給74ls245。以下是我們改進(jìn)后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖： 第四章 結(jié)論本次課設(shè)我們利用STC89C52單片機(jī)芯片，設(shè)計(jì)了電路來(lái)通過(guò)P0口和P2口輸出控制信號(hào)從而控制8×8LED點(diǎn)陣顯示靜態(tài)“上”字和滾動(dòng)顯示“北京交大”四個(gè)字，主程序滾動(dòng)顯示，當(dāng)有按鍵按下時(shí)，跳轉(zhuǎn)子程序顯示靜態(tài)的“上”字，功能基本成功實(shí)現(xiàn)，靜態(tài)“上”字顯示穩(wěn)定清晰明顯，但滾動(dòng)顯示的亮度不夠，并且各點(diǎn)亮度有所差別，最終分析原因?yàn)榱锌刂瓶谖醇优抛韬?/p>

15、74ls245驅(qū)動(dòng)，經(jīng)處理效果有所改善。8×8LED點(diǎn)陣排阻74ls245 P0STC89C52P2晶振電路排阻74ls245復(fù)位電路 改進(jìn)后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖 第五章 心得體會(huì)與建議 經(jīng)過(guò)一個(gè)星期的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，我有了很大的收獲。首先，也是最大的收獲，就是讓我加深了對(duì)單片機(jī)的掌握和理解與應(yīng)用。修了單片機(jī)這門課，學(xué)習(xí)了理論知識(shí)，盡管也做了實(shí)驗(yàn)，但也僅僅是在實(shí)驗(yàn)箱上進(jìn)行的。如果沒有這次課設(shè)，我不會(huì)知道什么叫點(diǎn)陣，什么叫燒芯片，怎么燒芯片，也不會(huì)知道單片機(jī)到底是怎樣控制點(diǎn)陣，怎樣應(yīng)用在生活中的。所以說(shuō)這次課設(shè)真的讓我收獲很大。并且我十分喜歡焊電路板，覺得通過(guò)自己的手把各種器件焊在板子上，思

16、考怎樣能最完美的布線，就像小朋友玩積木一樣，最終拼出一件整齊干凈美觀的作品，看著就高興，然而沒有功能的板子就像不會(huì)眨眼睛的布娃娃，當(dāng)我為她編入程序通上電源，她才有了靈魂，看到字形閃動(dòng)的那一刻真是太有成就感了！最后驗(yàn)收的時(shí)候我真的不舍得把她交給老師！同時(shí)我又一次感受到了合作與交流的重要性，一個(gè)人思考可能要花上一星期的事，兩個(gè)人一起討論就快得多了。我和我的同組人彭亮同學(xué)一起努力，從設(shè)計(jì)電路到仿真編程，再到焊板子，都合作的很愉快，尤其是在焊板子的時(shí)候我們配合的十分默契，輪流操作，有時(shí)候元件放不穩(wěn)不好焊，就兩人齊上陣，一個(gè)人用鑷子扶住管腳，另一個(gè)人來(lái)焊接。就這樣最后可以說(shuō)是成功完成了這次課程設(shè)計(jì)。另外，我要感謝各位同學(xué)無(wú)私資助我焊錫。最后十分感謝老師的指導(dǎo)和點(diǎn)撥，讓我懂得了科研要善于思考，追求嚴(yán)謹(jǐn)，認(rèn)真解決問(wèn)題，才會(huì)有更多的收獲，謝謝老師！O(_)O 參考文獻(xiàn)1胡漢才，單片機(jī)原理及其接口技術(shù)（第3版），清華大學(xué)出版社2王浩然，秦會(huì)斌，LED點(diǎn)陣屏顯示單元的設(shè)計(jì)與驅(qū)動(dòng)控制，電子器件，20103周詩(shī)虎，單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示屏，科技信息，20084楊富強(qiáng)，朱利強(qiáng)，基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)顯示系