本科機(jī)電一體化LED靜態(tài)點(diǎn)陣設(shè)計論文

1、題目:智能LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計與制作院系:機(jī)電工程系班級:1班，機(jī)電08班名字:* * *講師:* * *畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書主題名稱智能LED顯示系統(tǒng)的設(shè)計與制作學(xué)生 特定主題工程學(xué)院08級機(jī)電一班學(xué)生編號六教師 分配時間 主題概述:本設(shè)計是一個1680點(diǎn)陣LED電子顯示屏。LED大屏幕顯示系統(tǒng)以美國Atmel公司生產(chǎn)的40針AT89S52單片機(jī)為核心，由鍵盤顯示、與非門、外部鎖存器、LED大屏幕顯示等功能模塊組成。根據(jù)課題的基本要求，本系統(tǒng)著重于時間顯示和大屏幕顯示的設(shè)計。此外，擴(kuò)展了外設(shè)接口、逐行顯示和與非門的功能。本系統(tǒng)大部分功能由軟件實現(xiàn)，吸收了硬件軟件的思想，大部分功能由軟件實現(xiàn)

2、，使得電路簡單明了，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)不僅成功實現(xiàn)了所要求的基本功能，而且完全實現(xiàn)了其部分功能，具有一定的創(chuàng)新功能。該芯片控制一個行驅(qū)動器74HC154和十個列驅(qū)動器74HC595來驅(qū)動顯示屏。電子顯示屏可顯示各種文字或單色圖像，可全屏顯示五個漢字。20個88點(diǎn)陣LED顯示模塊組成1680點(diǎn)陣顯示模式。采用靜態(tài)顯示，可以靜態(tài)顯示圖形或文字。本文詳細(xì)介紹了LED點(diǎn)陣顯示器的硬件設(shè)計思想，硬件電路各部分的功能和原理，以及相應(yīng)軟件的程序設(shè)計。單片機(jī)控制系統(tǒng)的程序由單片機(jī)匯編語言編寫。通過編程和控制對應(yīng)于每個顯示點(diǎn)的LED的陽極和陰極端子的電平，可以有效地控制每個顯示點(diǎn)的開和關(guān)。顯示字符的

3、點(diǎn)陣數(shù)據(jù)可以自己寫(即直接點(diǎn)陣畫圖)，也可以從標(biāo)準(zhǔn)字庫中提取。LED顯示屏廣泛應(yīng)用于信息發(fā)布、公益宣傳、實時環(huán)境參數(shù)、重大活動倒計時等。因其結(jié)構(gòu)靈活、顯示穩(wěn)定、功耗低、使用壽命長、技術(shù)成熟、成本低，在車站、證券交易所、運(yùn)動場館、主干道及各種室內(nèi)外展示場合。實踐證明，該系統(tǒng)顯示誤差小，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，擴(kuò)展性強(qiáng)。關(guān)鍵詞:AT89S52單片機(jī)；LED點(diǎn)陣顯示；靜態(tài)顯示；匯編語言摘要LED大屏幕顯示系統(tǒng)，以AT89S52單片機(jī)為核心，由鍵盤顯示、與非門、外部鎖存器、LED大屏幕顯示等功能模塊組成。根據(jù)課題的基本要求，本系統(tǒng)著重于時間顯示和大屏幕顯示的設(shè)計。此外，擴(kuò)展了外設(shè)接口、逐行顯示和與非門的功

4、能。本系統(tǒng)大部分功能由軟件實現(xiàn)，吸收了硬件軟件的思想，大部分功能由軟件實現(xiàn)，使得電路簡單明了，大大提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。該系統(tǒng)不僅成功實現(xiàn)了所要求的基本功能，而且完全實現(xiàn)了其部分功能，具有一定的創(chuàng)新功能。本設(shè)計主要以AT89S52單片機(jī)為核心，采用串行傳輸和靜態(tài)掃描技術(shù)，制作具有PC通信功能的模塊化LED多功能顯示屏。關(guān)鍵詞:AT89S52，發(fā)光二極管，1680點(diǎn)陣，單片機(jī)目錄導(dǎo)言5第一章方案選擇1.1確定計劃61.2單片機(jī)的確定71.3顯示部分71.4芯片選擇71.5電源選擇7第二章單片機(jī)概述2.1 at89s 52單片機(jī)的結(jié)構(gòu)92.2引腳描述9第三章系統(tǒng)總體方案3.1需要實施的功能103.2

5、顯示模式方案10的演示第四章是系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計。4.1總體模塊設(shè)計114.2電源電路設(shè)計114.3單片機(jī)最小系統(tǒng)電路124.4列掃描電路134.5線路控制電路134.6 LED顯示電路144.7總體硬件電路設(shè)計15第五章是系統(tǒng)程序設(shè)計5.1主程序流程圖175.1顯示驅(qū)動程序17第六章調(diào)試和性能分析6.1軟件調(diào)試226.2硬件調(diào)試236.3性能分析24概要24至24歲27篇參考文獻(xiàn)附件一27附件二30前言該系統(tǒng)采用AT89S52作為LED顯示屏的控制核心，設(shè)計了一個簡易的1680漢字顯示屏。包括軟件設(shè)計、LED顯示屏硬件電路、匯編語言程序設(shè)計和調(diào)試等。，涉及到電子產(chǎn)品設(shè)計和單片機(jī)制造工程的各個

6、方面，有助于學(xué)者進(jìn)一步學(xué)習(xí)和理解漢字點(diǎn)陣的顯示原理，了解單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用方法，提高單片機(jī)知識的應(yīng)用能力。LED顯示屏是由LED點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面顯示屏。具有發(fā)光效率高、使用壽命長、配置靈活、色彩豐富、適應(yīng)室外環(huán)境能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。廣泛應(yīng)用于公交車、碼頭、商店、學(xué)校、銀行等公共場所進(jìn)行信息發(fā)布和廣告宣傳。LED顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色圖形顯示到全彩視頻顯示的發(fā)展過程。自20世紀(jì)80年代以來，LED顯示屏已應(yīng)用于交通、電信、教育、證券、廣告等領(lǐng)域。LED點(diǎn)陣顯示器的種類很多，其中有兩種比較典型。一種要顯示的廣告信息，燒錄固化到EPROM芯片中，可以顯示多個固定容量的漢字，稱為

7、單顯示型；另一種是在計算機(jī)上設(shè)置有字庫和程序庫，具有編程能力，可以顯示多種可變?nèi)萘康臐h字，稱為可編程型。目前國內(nèi)的LED點(diǎn)陣顯示器大多是單顯示器，顯示容量相對較小，顯示模式單一。一般產(chǎn)品出廠時，顯示容量已經(jīng)寫入顯示控制系統(tǒng)中的EPROM芯片，更換顯示容量非常困難，限制了這類顯示器的應(yīng)用范圍。國內(nèi)另一種LED顯示屏可編程LED顯示屏，增加了顯示系統(tǒng)的編程能力，顯示容量和顯示圖案增加，但也有顯示容量更換不方便的缺點(diǎn)。隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，如今的廣告牌具有展示容量豐富、信息量大、信息更新快等特點(diǎn)。因此，傳統(tǒng)的LED顯示控制系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代廣告業(yè)的需求。利用PC通信技術(shù)控制LED顯示屏具有顯示容

8、量豐富、信息更換靈活等優(yōu)點(diǎn)。本設(shè)計基于單片機(jī)(AT89C51)，闡述了1680 LED漢字點(diǎn)陣顯示器的基本原理、硬件組成與設(shè)計、程序編譯與下載等基本環(huán)節(jié)及相關(guān)技術(shù)。第一章選擇系統(tǒng)方案。1.1確定計劃本設(shè)計需要一個由單片機(jī)控制的1680點(diǎn)陣顯示屏來完成相應(yīng)的漢字顯示。根據(jù)這一要求，設(shè)計者提出了如下三種相應(yīng)的設(shè)計方案:選項1:PWM(脈寬調(diào)制)技術(shù)是一種傳統(tǒng)的調(diào)光方法，它使用簡單的數(shù)字脈沖來重復(fù)打開和關(guān)閉LED驅(qū)動器。該系統(tǒng)只需要提供不同寬度的數(shù)字脈沖，就可以簡單地改變輸出電流來調(diào)節(jié)LED的亮度。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可以提供高質(zhì)量的白光，應(yīng)用簡單，效率高。選項2:DSP(數(shù)字信號處理器)是一種獨(dú)特的微

9、處理器，它是一種利用數(shù)字信號處理大量信息的器件。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換成0或1的數(shù)字信號，然后對數(shù)字信號進(jìn)行修改、刪除和加強(qiáng)，在其他系統(tǒng)芯片中將數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)翻譯回模擬數(shù)據(jù)或?qū)嶋H環(huán)境格式。不僅可編程，實時運(yùn)行速度可達(dá)每秒數(shù)千萬個復(fù)雜指令程序，遠(yuǎn)超一般微處理器。它是數(shù)字電子世界中越來越重要的計算機(jī)芯片。其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和較高的運(yùn)行速度是最值得稱道的兩大特點(diǎn)。與16位單片機(jī)相比，DSP器件執(zhí)行一條指令可快8 10倍，完成一次乘法和加法運(yùn)算可快16 30倍。DSP還提供了高度專業(yè)化的指令集，提高了FFT和濾波器的運(yùn)算速度。此外，DSP器件提供JTAG接口，具有更先進(jìn)的開發(fā)手段，批量生產(chǎn)時測試更

10、方便。該開發(fā)工具可以實現(xiàn)全空間透明仿真，不占用用戶任何資源。片上544字高速SRAM。外部可尋址的64K字程序/數(shù)據(jù)和I/O可使周期在25ns到50ns之間，實時處理比16位單片機(jī)快2倍以上，可替代一般單片機(jī)。TMS320F206除了具有TMS320C203的功能外，還配有32K字零等待閃存，既能滿足單芯片設(shè)計的要求，又能最小化用戶板的體積。軟件配有匯編/C編譯器和C源代碼調(diào)試器。選項3:單片機(jī)是集成電路芯片的一種，是利用VLSI技術(shù)將CPU RAM、ROM、各種I/O口和中斷系統(tǒng)、定時器/計時器等具有數(shù)據(jù)處理能力的功能(可能包括顯示驅(qū)動電路、脈寬調(diào)制電路、模擬多路復(fù)用器、A/D轉(zhuǎn)換器等電路)

11、集成在一塊硅片上而形成的小型完善的計算機(jī)系統(tǒng)。該方案的一個致命缺點(diǎn)是容易產(chǎn)生電磁干擾，有時甚至?xí)a(chǎn)生人耳可聞的噪音，因此被排除在外。第二種方案DSP比其他方案更貴，所以被淘汰了。與其他兩種方案相比，三種方案的單片機(jī)成本更低，程序更容易匯編，更適合本方案。由于該方案要求不高，只需顯示靜態(tài)漢字，且單片機(jī)的低成本滿足方案要求，所以選擇了方案三。1.2單片機(jī)的確定目前，中國常用的MCU廠商如下:英特爾公司(MCS51系列、MCS96系列)Atmel公司(AT89系列，MCS5內(nèi)核)微芯片公司(PIC系列)摩托羅拉公司(6HCXX系列)Zilog公司(Z86系列)飛利浦公司(87、80系列，MCS51內(nèi)

12、核)西門子公司(SAB80系列，MCS51內(nèi)核)NEC公司(78系列)愛普生公司(EOC88系列)方案一:AT89C51單片機(jī)這幾年在國內(nèi)很流行。它是一種高性能的微控制器，具有4K字節(jié)的閃存可編程和可擦除只讀存儲器。可擦除只讀存儲器可重復(fù)擦除100次，具有低功耗、高性能的特點(diǎn)，兼容工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令集和輸出引腳。對于本文需要實現(xiàn)的功能，完全是方案二:AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能:8k字節(jié)Flash、256字節(jié)RAM、32位I/O口線、看門狗定時器、兩個數(shù)據(jù)指針、三個16位定時器/計數(shù)器、一個6矢量2級中斷結(jié)構(gòu)、全雙工串口、片內(nèi)晶振和時鐘電路。此外，AT89S52可以簡化為0Hz靜態(tài)邏輯

13、運(yùn)行，并且可以支持兩種軟件選擇省電模式。在空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口和中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)模式下，節(jié)省RAM容量，振蕩器凍結(jié)，單片機(jī)所有工作停止，直到下一次中斷或硬件復(fù)位。8位微控制器8K字節(jié)在系統(tǒng)中可編程他們是8051的核心，但是52的資源比51的略多。比如增加了一個16位的計數(shù)器T2，當(dāng)然相應(yīng)的專用寄存器(SFR)也有一點(diǎn)變化。另外，52的內(nèi)存從51的128字節(jié)增加到了256字節(jié)，rom也從2K增加到了4K，可以容納更大的程序。S52相比C51還增加了ISP功能，即在線可編程功能。這是一個非常有用的功能，對于買不起仿真器或者想在板上調(diào)試(就是插在成品電路

14、板上調(diào)試)的人來說，非常有價值。你可以隨時更新插在電路板上的單片機(jī)的程序，非常方便。因此，考慮到市場情況和經(jīng)常接觸的單片機(jī)種類，本文采用了AT89S52單片機(jī)。1.3顯示部分:液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn):功耗低、體積小、超薄輕、顯示信息量大、字跡清晰、外形美觀、視覺舒適。使整個控制系統(tǒng)更加人性化。LCM301液晶顯示器，是串口顯示，需要的I/O口少，節(jié)省資源，焊接電路更方便。但是，由于上述兩種LED二極管的成本較高，所以我們可以達(dá)到預(yù)期的效果。LED的發(fā)光顏色和發(fā)光效率與制作LED的材料和工藝有關(guān)。目前廣泛使用的LED有三種:紅、綠、藍(lán)。由于LED工作電壓低(僅為1.5-3V)，能主動發(fā)出一定亮度的光，

15、亮度可通過電壓(或電流)調(diào)節(jié)，且耐沖擊、耐振動，壽命長(10萬小時)，所以目前大型顯示設(shè)備中還沒有其他顯示方式能與LED顯示方式相媲美。將紅色和綠色發(fā)光二極管放在一起作為一個像素制成的顯示屏稱為雙原色屏或偽彩色屏；紅、綠、藍(lán)LED管放在一起作為一個像素的顯示屏稱為三色屏或全色屏。室內(nèi)LED屏的像素尺寸一般為2-10mm，幾個能產(chǎn)生不同原色的LED管芯往往封裝成一個整體。戶外LED屏幕的像素尺寸大多為12-26mm，每個像素由若干個單色LED組成。常見的成品稱為像素管或像素模塊。LED顯示屏要想顯示圖像，組成一個像素的每個LED的亮度必須是可調(diào)的，調(diào)節(jié)的精細(xì)程度就是顯示屏的灰度?；叶仍礁?，顯示的

16、圖像越細(xì)膩，色彩越豐富，相應(yīng)的顯示控制系統(tǒng)也越復(fù)雜。在目前的技術(shù)水平下，256級灰度圖像的色彩過渡非常柔和，圖像復(fù)原效果中規(guī)中矩。1.4芯片的選擇方案一:采用并口輸入，占用大量I/O口資源。方案二:選擇串口輸入，很少用。74HC595有一個8位串行輸入/輸出或并行輸出移位寄存器，具有高阻態(tài)關(guān)斷狀態(tài)。三個州。8位串行輸入，8位串行或并行輸出存儲狀態(tài)寄存器，三個狀態(tài)輸出寄存器可以直接清零100MHz的移頻，輸出能力，并行輸出，總線驅(qū)動。串行輸出，標(biāo)準(zhǔn)，中等規(guī)模集成電路?；谝陨媳容^，我們選擇74HC595驅(qū)動LED點(diǎn)陣。1.5電源選擇78L05是一款固定電壓(5V)三端集成穩(wěn)壓器，適用于很多應(yīng)用，

17、比如涉及單點(diǎn)電壓調(diào)節(jié)的卡內(nèi)調(diào)節(jié)。此外，它可以與其他功率傳輸器件一起使用，以形成高電流調(diào)節(jié)電源，例如可以驅(qū)動高達(dá)100 mA輸出電流的穩(wěn)壓器。其出色的局部電流限制和熱關(guān)斷特性使其特別適合過載情況。它可以替代傳統(tǒng)的齊納二極管電阻組。850參數(shù):集電極-基極電壓VCBO:-40V工作溫度:-55至+150因為AT89C51的額定工作電壓是5V；74HC154的額定工作電壓為5v；16*16LED的驅(qū)動電流是0.4A，所以16*80的驅(qū)動電流是2A。二極管的驅(qū)動電壓為1.61.8v，所以需要一個二極管串聯(lián)一個電阻來降壓R=U/I，得到R=51.8/2=1.6。整個16*80 LED需要1000歐姆的串

18、聯(lián)電阻。采用8550第2章AT89S52單片機(jī)概述2.1 at89s 52單片機(jī)的結(jié)構(gòu)AT89S52是一款低功耗、高性能的CMOS8位微控制器。它有8K在系統(tǒng)可編程閃存。它采用Atmel的高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，完全兼容工業(yè)80C52產(chǎn)品指令和引腳。片內(nèi)Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)中可編程，也適用于常規(guī)程序員。AT89S52在單個芯片上集成了智能8位CPU和系統(tǒng)內(nèi)可編程閃存，為許多嵌入式控制應(yīng)用提供了高度靈活和高效的解決方案。AT89S52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能:8k字節(jié)閃存、256字節(jié)RAM、32位I/O端口線、看門狗定時器、兩個數(shù)據(jù)指針、三個16位定時器/計數(shù)器、一個6向量2級中斷結(jié)構(gòu)、

19、全雙工串行端口、片內(nèi)晶體振蕩器和時鐘電路。此外，AT89S52可以簡化為0Hz靜態(tài)邏輯運(yùn)行，并且可以支持兩種軟件選擇省電模式。在空閑模式下，CPU停止工作，允許RAM、定時器/計數(shù)器、串口和中斷繼續(xù)工作。在斷電保護(hù)模式下，RAM容量被節(jié)省，振蕩器被凍結(jié)。2.2引腳描述P0端口:P0端口是一個雙向I/O端口，具有8位開漏。作為輸出端口，每個位可以驅(qū)動8個TTL邏輯電平。向P0端口寫入“1”時，該引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問外部程序和數(shù)據(jù)存儲器時，P0端口也用作低8位的地址/數(shù)據(jù)多路復(fù)用。在這種模式下，P0沒有上拉電阻。在flash編程中，端口P0也用于接收指令字節(jié)；在程序驗證期間，輸出指令字節(jié)。在

20、程序驗證期間，需要外部上拉電阻。P1端口:P1端口是一個帶有上拉電阻的8位雙向I/O端口，P1輸出緩沖器可以驅(qū)動4個TTL邏輯電平。當(dāng)“1”被寫入P1端口時，上拉電阻將端口拉高，此時它可以用作輸入端口。當(dāng)用作輸入時，由于部分電阻，被外部拉低的引腳將輸出電流(IIL)。此外，P1.0和P1.2分別用作定時器/計數(shù)器2的外部計數(shù)輸入(P1.0/T2)和觸發(fā)輸入(P1.1/T2EX)，如下表所示。在閃存編程和驗證期間，P1端口接收低8位的地址字節(jié)。引腳2功能1.0t2(定時器/計數(shù)器t2的外部計數(shù)輸入)，時鐘輸出P1.1 T2EX(捕獲/過載觸發(fā)信號和定時器/計數(shù)器T2的方向控制)P1.5 MOSI

21、(用于系統(tǒng)編程)P1.6 MISO(用于系統(tǒng)編程)P1.7 SCK(用于系統(tǒng)編程)P2端口:P2端口是一個8位雙向I/O端口，帶上拉電阻，P2輸出緩沖器可以驅(qū)動4個TTL邏輯電平。當(dāng)“1”寫入P2端口時，頂部的上拉電阻會將端口拉高，此時可以作為輸入端口使用。當(dāng)用作輸入時，由于部分電阻，被外部拉低的引腳將輸出電流(IIL)。當(dāng)使用16位地址訪問外部程序存儲器或讀取外部數(shù)據(jù)存儲器時(例如，執(zhí)行MOVX DPTR)當(dāng)為時，P2端口發(fā)送高八位地址。在此應(yīng)用中，P2港使用強(qiáng)上拉來發(fā)送1。當(dāng)使用8位地址(如MOVX RI)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，P2端口輸出P2鎖存器的內(nèi)容。在閃存編程和驗證期間，P2端口還

22、接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號。P3端口:P3端口是一個8位雙向I/O端口，帶上拉電阻，P3輸出緩沖器可以驅(qū)動4個TTL邏輯電平。當(dāng)“1”被寫入P3端口時，上拉電阻將端口拉高，此時它可以用作輸入端口。當(dāng)用作輸入時，由于部分電阻，被外部拉低的引腳將輸出電流(IIL)。P3端口也是AT89S52的一個特殊功能(第二個功能)，如下表所示。在閃存編程和驗證期間，P3端口也接收一些控制信號。港口的第二個功能3.0rxd(串行輸入端口)P3.1 TXD(串行輸出端口)P3.2入(外部中斷0)P3.3 INT1(外部中斷1)P3.4至(定時器/計數(shù)器0)P3.5 T1(計時器/計數(shù)器1)3.6WR(外部數(shù)

23、據(jù)存儲器寫選通脈沖)P3.7 RD(外部數(shù)據(jù)存儲器讀選通)此外，P3端口還接收一些用于閃存編程和程序驗證的控制信號。rst-復(fù)位輸入。振蕩器工作時，RST引腳的高電平持續(xù)兩個機(jī)器周期以上將使單片機(jī)復(fù)位。ALE/Prog-當(dāng)訪問外部程序存儲器或數(shù)據(jù)存儲器時，ALE(數(shù)據(jù)鎖存使能)輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ALE仍然輸出1/6時鐘振蕩頻率的固定脈沖信號，因此它可以向外部輸出時鐘或用于計時目的。請注意，每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，都會跳過一個ALE脈沖。在對閃存編程期間，該引腳也用于輸入編程脈沖(PROG)。如有必要，可通過設(shè)置SFR區(qū)8EH單元的D0位來禁止ALE操作。當(dāng)該位置位

24、時，只有一條MOVX和MOVC指令可以激活A(yù)LE。此外，此引腳將被弱拉高，因此當(dāng)MCU執(zhí)行外部程序時，ALE禁止位應(yīng)設(shè)置為無效。PSEN程序存儲許可(PSEN)的輸出是外部程序存儲器的讀選通信號。當(dāng)AT89C52從外部程序存儲器中取指令(或數(shù)據(jù))時，每個機(jī)器周期PSEN有效兩次，即輸出兩個脈沖。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器時，PSEN信號將被跳過兩次。EA/VPP-允許外部訪問。為了使CPU僅訪問外部程序存儲器(地址0000H-FFFFH)，EA端子必須保持低電平(接地)。注意，如果加密位LB1被編程，EA狀態(tài)將在復(fù)位時間被鎖存。如果EA端處于高電平(連接到Vcc端)，CPU將執(zhí)行程序存儲器

25、的指令。在對FLASH存儲器編程時，這個管腳加上+12V編程許可電源Vpp，當(dāng)然必須是器件使用12V編程電壓Vpp。第三章系統(tǒng)總體方案3.1要實現(xiàn)的功能這次要實現(xiàn)的功能是用1個AT89C51，1個74HC154，10個74HC595，20個16*80LED點(diǎn)陣靜態(tài)顯示“機(jī)電工程系”字樣3.2顯示模式方案演示顯示器是這個設(shè)計的核心部分。LED8*8點(diǎn)陣顯示有兩種方案:方案一:靜態(tài)顯示，一幀圖像中每個二極管的狀態(tài)分別用0和1表示。如果是0，說明L ED沒有電流，也就是暗態(tài)；如果為1，則二極管點(diǎn)亮。如果每個發(fā)光二極管都有一個驅(qū)動電路，在輸入一幅圖像后，所有發(fā)光二極管的狀態(tài)將保持到下一幅圖像。對于靜態(tài)

26、顯示模式，需要很多解碼驅(qū)動器，引線多而復(fù)雜，成本高，可靠性低。方案二:動態(tài)顯示，將一張圖片分割開來，分別顯示圖片的各個部分，是一種動態(tài)顯示模式。動態(tài)顯示模式可以避免靜態(tài)顯示的問題。但如果設(shè)計處理不當(dāng)，很容易造成低亮度和閃爍。因此，合理的設(shè)計既要保證驅(qū)動電路易于實現(xiàn)，又要保證圖像穩(wěn)定無閃爍。動態(tài)顯示采用復(fù)用技術(shù)的動態(tài)掃描顯示方式，復(fù)用度不是無限增加的，因為使用動態(tài)掃描顯示看到穩(wěn)定畫面的本質(zhì)是利用人眼的暫留效應(yīng)、發(fā)光二極管的長度、光線的亮度等因素。我們通過實驗發(fā)現(xiàn)，當(dāng)掃描刷新頻率(發(fā)光二極管停止頻率)為50Hz，發(fā)光二極管導(dǎo)通時間1m s時，顯示亮度良好，沒有閃爍現(xiàn)象。鑒于以上原因，我們采用方案一

27、。第四章是系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計。系統(tǒng)的硬件電路大致可以分為五個部分:電源電路、單片機(jī)最小系統(tǒng)電路及外圍電路、列掃描電路、行掃描電路和LED顯示電路。4.1總體模塊設(shè)計設(shè)計行列驅(qū)動電路和顯示電路，利用單片機(jī)的智能將各個功能電路模塊進(jìn)行系統(tǒng)連接。整體結(jié)構(gòu)設(shè)計如下圖2.1所示:列驅(qū)動器列驅(qū)動器1616LED點(diǎn)陣顯示器列驅(qū)動器電源單片機(jī)圖2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計總平面圖圖2.2電源電路4.3單片機(jī)最小系統(tǒng)電路AT89S52是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低壓高性能CMOS 8位單片機(jī)。該芯片包含8KB閃存只讀程序存儲器和256字節(jié)隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器。該器件采用ATMEL的高密度非易失性存儲器技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS

28、-51指令系統(tǒng)，可靈活應(yīng)用于各種控制領(lǐng)域。AT89C51單片機(jī)最小系統(tǒng)電路由復(fù)位電路和晶振電路組成。復(fù)位電路AT89C51單片機(jī)在開始運(yùn)行或死機(jī)時需要復(fù)位，使CPU等功能部件處于某一初始狀態(tài)，并從該狀態(tài)開始工作。復(fù)位電路產(chǎn)生的復(fù)位信號(高電平有效)通過RST引腳送到單元的復(fù)位電路，使AT89C51微控制器復(fù)位。復(fù)位信號應(yīng)該持續(xù)超過兩個機(jī)器周期(24個時鐘周期)，以便AT89C51微控制器可以可靠地復(fù)位。AT89C51微控制器的復(fù)位電路如下圖2.3所示:圖2.3復(fù)位電路圖圖2.4晶體振蕩器電路圖復(fù)位電路的工作原理:在上電的瞬間，RST引腳的電位等于VCC，RST引腳處于高電平。隨著電容C3充電電

29、流的減小，RST引腳的電位不斷下降，其充電時間常數(shù)為T=R3*C3=100ms，足以讓RST引腳在保持高電平的情況下完成復(fù)位操作。當(dāng)微控制器已經(jīng)在工作時，按下復(fù)位鍵S5再松開，也可以使RST引腳在一段時間內(nèi)處于高電平，從而實現(xiàn)AT89S52微控制器的復(fù)位。4.3.2晶體振蕩器電路晶體振蕩器電路如上圖2.4所示:XTAL1和XTAL2是芯片振蕩器電路的輸入端。這兩個端子用來連接應(yīng)時晶體和微調(diào)電容，也就是連接AT89S52單片機(jī)OSC的定時反饋回路。晶振開始振蕩后，應(yīng)能在XTAL2端輸出一個3V左右的正弦波，使芯片的OSC電路能自激振蕩出與晶振相同的頻率。一般來說，OSC的輸出時鐘頻率FOSC為6

30、MHZ16MHZ，典型值為12MHZ或11.0592MHZ電容C1和C2幫助晶振啟動，典型值為30pf。調(diào)整它們可以達(dá)到微調(diào)FOSC的目的。在這個系統(tǒng)中，晶體振蕩器是12MHZ，C1=C2=20pf。4.4列掃描電路掃描電路由集成電路74HC595組成，如圖2.5所示。該列中有三個處理信號。SER、SRCLK、RCLK、SER是列移位寄存器的輸入，SRCLK是移位時鐘，RCLK是鎖存時鐘。SRCLK脈沖移位16位數(shù)據(jù)后，可以開啟RCLK時鐘，以便寄存器的數(shù)據(jù)可以存儲在鎖存器中。因為使能引腳連接到0，所以數(shù)據(jù)可以直接輸出到Q端。13圖2.5列掃描電路原理圖4.5線路控制電路行控制電路如下圖2.6

31、所示:圖2.6行驅(qū)動電路原理圖線路處理信號包括AB和SCK。AB作為行移位寄存器的輸入，SCK作為移位時鐘，AB的輸入在SCK的時鐘脈沖下移入寄存器，寄存器的輸出Q通過一個4.7K的電阻連接到三極管的B極，控制三極管的通斷，從而控制格線腳的電量。每一次移位輸出中的16個Q位只允許有一個為低電平，即分時輸出的低電平導(dǎo)通三極管，使掃描自上而下進(jìn)行。本文中行掃描的工作模式是:單片機(jī)的P23連續(xù)逐位(即串行)向單片機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，74HC154連續(xù)接收并存儲數(shù)據(jù)。當(dāng)74HC154寄存器“充滿”16位數(shù)據(jù)時，它通過并行輸出將數(shù)據(jù)發(fā)送到點(diǎn)陣，發(fā)送到點(diǎn)陣的16位線信號與兩個74HC595芯片發(fā)送的16位信號“相

32、遇”，產(chǎn)生一個。電阻RP1和RP2為限流電阻，防止74HC154輸出電流過大燒壞三極管。本文將74HC154的輸出信號經(jīng)S8550三極管放大后傳輸?shù)近c(diǎn)陣行的輸入端，以增加掃描強(qiáng)度，提高點(diǎn)陣的顯示亮度。4.6 LED顯示電路led顯示屏將LED按行和列排列，在掃描驅(qū)動模式下，可以按行和列掃描，也可以按列掃描。本文采用20個88點(diǎn)陣組成一個1680點(diǎn)陣，采用行列掃描的控制方式，掃描順序為自上而下，以滿足漢字顯示的要求。1680點(diǎn)陣LED結(jié)構(gòu)如圖2.7所示:圖2.7 1616點(diǎn)陣電路圖要實現(xiàn)顯示動畫，只需要考慮顯示方式，通過編程控制每個顯示點(diǎn)對應(yīng)的LED的正負(fù)極的電平，就可以有效控制每個顯示點(diǎn)的通斷

33、。采用逐行掃描、逐列控制的驅(qū)動方式時，8行LED顯示屏的相同列共用一組列驅(qū)動器。驅(qū)動器的行線連接到電源的一端，列驅(qū)動器的列線連接到電源的另一端。在應(yīng)用中，上限電流電阻器應(yīng)該連接到每個行線或列線。掃描控制電路依次開啟1到8行線的高電位，使得連接到每一行的所有LED器件都以正電源開啟，但開啟哪個LED取決于其負(fù)電源是否開啟，這是列控制的任務(wù)。當(dāng)對應(yīng)的列設(shè)置為0電平時，對應(yīng)的二極管導(dǎo)通；否則不亮。逐行開啟，逐列進(jìn)行開關(guān)控制，實現(xiàn)行掃描列控制的驅(qū)動方式。即1680點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)硬件部分的上述功能模塊單獨(dú)描述。經(jīng)過合理的設(shè)計論證，可以將它們整合在一起。然后根據(jù)設(shè)計，將部件實物配裝，組裝后，將編制好的程序

34、放入單片機(jī)的程序存儲器中，成為一個完整的應(yīng)用系統(tǒng)。4.7總體硬件電路設(shè)計在整個電路設(shè)計中，采用兩個8位輸出鎖存移位寄存器74HC595作為列掃描，兩個74LS154芯片作為行掃描，單片機(jī)AT89S52控制驅(qū)動74HC595和74HC154。第五章是系統(tǒng)程序設(shè)計5.1主程序流程圖程序初始化外部中斷程序初始化外部中斷0計時/計數(shù)四字顯示子程序四字符顯示程序全勝程序結(jié)束顯示漢字5.2顯示驅(qū)動程序；該字采用查表法顯示，不占用內(nèi)存，由4個16*128共陽極LED點(diǎn)陣顯示。；R2:行掃描地址(從00-0FH)。；R3:控制滾動時的移動速度，也控制靜態(tài)顯示的時間。；*;；中斷進(jìn)入程序；*;；ORG 0000

35、H跳轉(zhuǎn)到單片機(jī)的主程序ORG 0003H雷蒂ORG 000BHLJMP INTTOORG 0013H雷蒂ORG 001BH雷蒂ORG 0023H雷蒂ORG 002BH雷蒂；*;；初始化程序；*;；*;；主程序；*;；首發(fā):MOV 20H，# 00H清零，00H是1幀掃描結(jié)束標(biāo)志。MOV A，# 0FFH端口初始化MOVP1MOVP2MOVP3MOV P0，ACLR P1.6串行寄存器在輸出端輸入控制位。MOV TMOD，# 01HT0用作行掃描的16位定時器。MOV TH0，# 0FCH1毫秒的初始值(12MHZ)MOV TL0，#18HMOV SCON，# 00H0串行端口傳輸顯示字節(jié)MOV

36、 IE，# 82H允許T0中斷，允許總中斷MOV SP，#70HLCALL DIS1準(zhǔn)備，黑屏，1.5秒主要:MOV DPTR，#標(biāo)簽LCALL移動顯示轉(zhuǎn)移到主程序；*;；四個字逐行顯示子程序；*;；每當(dāng)四個字符移入和移出顯示模式時，定義入口處的DPTR值。；MOVR1，第10名；顯示13排字，每行四個字(R1=行數(shù))脫臼:MOV R3，# 100；每行顯示時間為1.6 * 100 = 1.6s。迪斯莫夫:MOVR2，# 00H第0行開始。SETB TR0；打開(一次一幀)WAITMOV: C 00H，DISMOV1標(biāo)記1幀掃描結(jié)束(16毫秒為一幀，每行1毫秒)AJMP懷莫夫DISMOV1:

37、DJNZ R3，DISMOV；1幀重復(fù)顯示(控制顯示時間)MOV A，# 160；將顯示指針移動一行(每行8個單詞*32=256)加一個，DPL；MOVDPLMOV A，#0DPH ADDCMOVDPHR1十二月；R1為0，顯示結(jié)束。R1 MOVJZ莫夫特；AJMP脫臼；mov out:RET；移動結(jié)束顯示；*;；四字顯示子程序；*;；在靜態(tài)表中顯示四個單詞。DIS1: MOV R3，# 5AH顯示時間控制(16毫秒*#=1.6秒)DIS11: MOV R2，00H一個幀掃描初始值(行地址從00-0FH)MOVDPTR，# TAB表頭地址SETB TR0；打開(一次一幀)WAIT11: C 0

38、0H，DIS1111、掃描一幀結(jié)束。AJMP等待11DIS111: DJNZ R3，DIS11浸水使柔軟；*;；掃描程序；*;；Ms傳輸一行，每行顯示一毫秒，一行四個字一次有8個字節(jié)。；INTTO:按ACCMOV TH0，# 0FCH1ms初始值重載MOV TL0，#18HMOV A，# 129；指向第八個字線的右字節(jié)。加一個，DPLMOVDPLMOV A，#0DPH ADDCMOVDPHMOV A，#0MOVC A，A+DPTR；查表MOV斯布夫；0串口傳輸?shù)?C TI，去；等待發(fā)送完成。AJMP等待；去:MOV A，DPL；指向第八個字線的左字節(jié)。SUBB一號MOVDPLDPH MOVSU

39、BB A，#0MOVDPHMOV A，#0MOVC A，A+DPTRMOV斯布夫等待1: C TI，GO1AJMP等待1；GO1: MOV R0，#04H姆盧普:MOV A，DPL；指向前7個字線的右字節(jié)SUBB A，31號MOVDPLDPH MOVSUBB A，#0MOVDPHMOV A，#0MOVC A，A+DPTR；查表MOV斯布夫；0串口傳輸WAIT2: C TI，GO2等待發(fā)送完成。AJMP WAIT2GO2: MOV A，DPL；指向前7個字線的左側(cè)字節(jié)SUBB一號MOVDPLDPH MOVSUBB A，#0MOVDPHMOV A，#0MOVC A，A+DPTRMOV斯布夫等待3:

40、 C TI，GO3AJMP等待3GO3: DJNZ R0，MLOOP7次。；SETB p 1.7；線顯示，準(zhǔn)備沖洗新的。NOP串行端口寄存器數(shù)據(jù)穩(wěn)定性SETB p 1.6；產(chǎn)生一個上升沿，行數(shù)據(jù)輸入輸出端。NOPNOPCLR P1.6恢復(fù)低水平MOV A，R2；修改顯示行地址ORL A，# 0F0H修改顯示行地址MOVR2；修改顯示行地址MOV A，P1；修改顯示行地址ORL A，# 0FH修改顯示行地址ANL A，R2；修改顯示行地址MOVP1；修改完成CLR P1.7打開顯示R2公司；下一行掃描地址值DPTR公司；DPTR公司；下一行數(shù)據(jù)地址R2 MOVANL A，#0FHJNZ GO4S

41、ETB 00H；R2是10H，現(xiàn)在是最后一次掃描，并且?guī)慕Y(jié)尾被標(biāo)記。MOV A，DPL；指針被校正到原始幀的初始值。SUBB A，32號MOVDPLDPH MOVSUBB A，#0MOVDPHCLR TR0掃描完幀后，關(guān)閉掃描。GO4:流行音樂ljmp intto選項卡:DB 0EFH，0DFH，0EFH，3FH，0ECH，0FFH，00H，00H，0EDH，0FFH，0EEH，7DH，0EFH，0F3H，0FFH，0CFHDB 80H，3FH，0BFH，0FFH，0BFH，0FFH，0BFH，0FFH，80H，03H，0FFH，0FDH，0FFH，0E1H，0FFH，0 ffh；“機(jī)器”，

42、0DB 0FFH，0FFH，0FFH，0FFH，0E0H，0FH，0EDH，0DFH，0EDH，0DFH，0EDH，0DFH，0EDH，0DFH，0 edh，0 dfh，0 dfh，00H，03HDB 0EDH，0DDH，0EDH，0DDH，0EDH，0DDH，0EDH，0DDH，0E0H，0DH，0FFH，0FDH，0FFH，0F1H，0FFH，0 ffh；“電”，1DB 0FFH，0FBH，0FFH，0FBH，0BFH，0FBH，0BFH，0FBH，0BFH，0FBH，0BFH，0FBH，0BFH，0FBH，0 fbh，0 fbh，0 fbh，80H，03HDB 0BFH，0FBH，0BF

43、H，0FBH，0BFH，0FBH，0BFH，0FBH，0BFH，0FBH，0BFH，0FBH，0FFH，0FBH，0FFH，0 ffh；“工作”，2DB 0F7H，0DFH，0B7H，3FH，0B4H，0FFH，80H，00H，76H，0FFH，77H，7DH，0FEH，0DDH，02H，0 ddh；DB 7AH，0DDH，7AH，01H，7AH，0DDH，7AH，0DDH，02H，0DDH，0FEH，0DDH，0FFH，0FDH，0FFH，0 ffh；程卷三DB 0FFH，0FFH，0FFH，0FDH，0BFH，7BH，0BBH，37H，0B2H，6FH，0AAH，5FH，99H，7DH，0

44、B9H，7EHDB 0BBH，01H，77H，7FH，4DH，5FH，7EH，6FH，7FH，37H，7FH，0B9H，0FFH，0FFH，0FFH，0 ffh；“部門”，4浸水使柔軟目標(biāo)第六章調(diào)試和性能分析6.1軟件調(diào)試軟件調(diào)試主要是利用計算機(jī)模擬來檢測程序中可能出現(xiàn)的錯誤，直到得到正確的顯示結(jié)果。圖2:圖3:圖4:6.2硬件調(diào)試根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，本系統(tǒng)的調(diào)試分為三個部分:硬件調(diào)試、軟件調(diào)試和軟硬件調(diào)試。由于在系統(tǒng)設(shè)計中采用了模塊化的設(shè)計方法，便于對各個電路模塊的功能進(jìn)行分步測試:LED驅(qū)動模塊的調(diào)試、數(shù)據(jù)存儲模塊的調(diào)試等。最后，對模塊進(jìn)行整體組合和測試。1.硬件裝配將系統(tǒng)使用的所有元器件插

45、入成品PCB空白板，進(jìn)行焊接，確保沒有虛焊和漏焊。2.硬件調(diào)試一、調(diào)試各個模塊的功能，主要是調(diào)試各個模塊是否能實現(xiàn)規(guī)定的功能。3.軟件調(diào)試根據(jù)程序流程圖，在KEIL C51軟件中編寫程序，在本軟件中檢查編寫的程序是否有語法錯誤。4.軟硬件聯(lián)合調(diào)試硬件和軟件的調(diào)試，主要是系統(tǒng)實現(xiàn)功能的調(diào)試。6.3測試結(jié)果系統(tǒng)設(shè)計效果良好，LED顯示屏能夠很好的顯示信息。LED顯示屏由20個88的小型LED模塊組成，整個顯示屏可顯示1680“機(jī)電工程系”總結(jié)本文設(shè)計的點(diǎn)陣式LED顯示系統(tǒng)以AT89C51單片機(jī)為核心，控制點(diǎn)陣的顯示和流動，實現(xiàn)漢字的循環(huán)顯示。實際應(yīng)用證明，該屏幕作為信息顯示屏，具有工作穩(wěn)定、字跡清

46、晰美觀、亮度適中等優(yōu)點(diǎn)。我們也可以靈活展開，讓人物左右或上下循環(huán)。這次設(shè)計的點(diǎn)陣顯示屏可以掛在我們學(xué)校的科室，也可以用在醫(yī)院、銀行、俱樂部、出租車、商店等其他領(lǐng)域。通過修改程序。同時，這個顯示屏的質(zhì)量是有保證的。它經(jīng)久耐用，損壞時易于修復(fù)，易于調(diào)節(jié)，價格低廉。應(yīng)用廣泛，最適合未來社會發(fā)展。通過這篇論文的設(shè)計，我了解了很多自己知道的和不知道的，都有所提高。對單片機(jī)的選擇，顯示屏的組合，各種器件的選擇都有清晰的認(rèn)識。編程思路清晰，理論應(yīng)用于實踐的能力有了很大的提高。實習(xí)前因為對單片機(jī)感興趣，通過課外學(xué)習(xí)已經(jīng)接觸到很多概念和設(shè)計方法，但并不專業(yè)。但是通過這次深入的學(xué)習(xí)和設(shè)計，我有了一定的實踐經(jīng)驗和理

47、論基礎(chǔ)，這也讓我可以進(jìn)行進(jìn)一步的研究和學(xué)習(xí)。在再設(shè)計思路方面，我通過查閱資料了解了很多方法，認(rèn)識到模仿優(yōu)秀作品是每個設(shè)計師的必經(jīng)之路。但是設(shè)計的時候，人要有自己的想法，人要有自己鮮明的個性。時間長了，就會形成自己的風(fēng)格。風(fēng)格的養(yǎng)成與一個人的藝術(shù)修養(yǎng)和個人修養(yǎng)有關(guān)。我們應(yīng)該拓寬知識面，使知識系統(tǒng)化。知識需要觸及社會的方方面面，光有書本知識是不夠的。要求自己在以后的學(xué)習(xí)中多思考，多讀書，多學(xué)習(xí)。你的寫作水平一定很優(yōu)秀。經(jīng)驗的提升會讓我以后的設(shè)計更加方便快捷，也為畢業(yè)后的就業(yè)提供了一個保障。這篇論文的完成讓我認(rèn)識到了自己在很多方面的不足，見識也是無限的。知道的越多，越覺得自己的不足，應(yīng)該改進(jìn)的空間越

48、大。今后，我會對知識有深刻的理解和記憶，經(jīng)常練習(xí)，以設(shè)計論文的形式創(chuàng)新，勤于思考，勤于實踐，永不懈怠。如果不懂得用時間查閱資料，就要經(jīng)常積累總結(jié)。在實踐中不斷更新補(bǔ)充所學(xué)。致謝畢業(yè)論文的結(jié)束也意味著我在三峽職業(yè)學(xué)院三年的學(xué)習(xí)生活即將結(jié)束。在這三年的學(xué)習(xí)生涯中，我在學(xué)習(xí)上、思想上、操作上都受益匪淺，這除了我自己的努力之外，離不開老師、同學(xué)、朋友的幫助、鼓勵和支持。在過去的兩年里，我也得到了很多老師的關(guān)心、支持和幫助。在此，向老師們致以衷心的感動和崇高的敬意！在此，我要特別感謝胡先生，他從最初的寫作、材料的收集、寫作的修改，到論文的定稿，都給予了我耐心的指導(dǎo)和無私的幫助。但是他損失了很多休息時間，把下半場推遲到很晚的一個小時。他的無私奉獻(xiàn)令人欽佩，我愿向他表達(dá)