389315$自学浮云$电子科学课程设计LED点阵显示器

摘要 LED点阵显示器由一串发光或不发光的点状（或条状）显示器按矩阵的方式排列组成的，其发光体是LED发光二极管。目前，LED点阵显示器的应用特别广泛，如广告活动字幕机、股票显示屏、活动布告栏等。它具有发光效率高、运用寿命长、组态敏捷、色调丰富以及对室内外环境适应实力强等优点。LED显示屏经验了从单色，双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，自20世纪八十年头起先，LED显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教化、证券、广告宣扬等各方面。 本课题是基于AT89C51单片机的点阵LED显示屏的设计方案。其包括系统详细的硬件设计方案和汇编语言程序等方面。在负载范围内, 只需通过简洁的级联就可以对显示屏进行扩展,是一种成本低廉的文字显示方案。 关键词：LED发光二极管 AT89C51单片机 汇编语言程序 书目 摘要I 1引言3 1.1 LED显示屏3 1.2单片机的发展历史简介3 1.3 AT89C51单片机及其特点4 1.4本设计任务4 2方案设计5 2.1单片机最小系统设计5 2.2 LED驱动模块5 2.3显示器及接口设计5 3硬件电路的设计6 3.1总体设计6 3.2复位电路设计6 3.3时钟电路设计7 3.4所用元器件列表7 3.5电路原理详图8 4点阵限制系统的软件设计9 4.1程序设计流程9 4.2汇编程序编写10 5系统调试12 6总结13 致谢14 参考文献15 1引言 1.1 LED显示屏 LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采纳微型计算机进行限制，图文、图像并茂，以实时、同步、清楚的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色调艳丽，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。 它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简洁、寿命长、耐冲击、性能稳定。 1.2单片机的发展历史简介 ①第1阶段(1971年—1978年)，以MCS-48系列为代表，称4位单片机。在片内：CPU有4位或8位；ROM有1KB或2KB；RAM有64B或128B；只有并行接口，无串行接口；只有1个8位的定时/计时器；中断源只有2个。在片外：寻址范围只有4KB；芯片引脚有40个。 ②第2阶段(1978年—1983年)，以MCS-51系列为代表，称8位单片机。在片内：CPU有8位；ROM有4KB或8KB；RAM有128B或256B；有串/并行接口；有2个或3个16位的定时/计时器；中断源有5至7个。在片外：寻址范围有64KB；芯片引脚有40个。 ③第3阶段(1983年以后)，以MCS-96系列为代表，称16位单片机。在片内：CPU有16位；ROM有8KB；RAM有232B；有串/并行接口；有4个16位的定时/计时器；中断源有8个；增加了D/A和A/D转换电路。在片外：寻址范围有64KB；芯片引脚有48个或68个。 1.3 AT89C51单片机及其特点 ①牢靠性高：因为芯片是按工业测控环境要求设计的，故抗干扰的实力优于PC机。系统软件(如：程序指令，常数，表格)固化在ROM中，不易受病毒破坏。很多信号的通道均在一个芯片内，故运作时系统稳定牢靠。 ②便于扩展：片内具有计算机正常运行所必需的部件，片外有很多供扩展用的(总线，并行和串行的输入/输出)管脚，很简洁组成肯定规模的计算机应用系统。 ③限制功能强：具有丰富的限制指令：如：条件分支转移指令，I/O口的逻辑操作指令，位处理指令。 ④好用性好：体积小，功耗低，价格便宜，易于产品化。 1.4本设计任务 本设计作为单片机原理的一次课程设计，依据目前市场上比较常用的单色点阵LED，设计一个简洁的广告屏，本设计以AT89C51单片机为限制核心，用4个8*8点阵LED组成一个由1个16*16点阵组成的显示系统，对所要设计的广告进行显示。 显示的内容为：SUBA(邵阳学院篮球联赛)，无限精彩。 2方案设计 系统采纳单片机AT89C51为LED显示屏的限制核心，系统主要包括单片机最小系统设计，LED驱动模块，显示及接口设计等。 2.1单片机最小系统设计 单片机的最小系统是单片机能正常工作的系统，它包括电源，复位，晶振等等，详见电路总图所示。 2.2LED驱动模块 采纳静态锁存方式，将每一个LED发光管的一端接至单片机的一个I/O口，另一端通过电阻接电源。这种方法可以干脆驱动LED，原理简洁，驱动实力强，LED的亮度也可以通过限流电阻调整，特别便利，但此种方法太奢侈单片机的I/O口，只适合于较小的系统。 2.3 显示器及接口设计 本系统采纳4个8*8点阵LED组成，如图2.1所示。 3硬件电路的设计 3.1总体设计 3.1 设计原理框图 如图3.1所示，单片机的硬件电路由以上几大块，在本设计中我们对电源没有单独的进行设计，我们采纳的是市场上的5V稳压电源，故在此不作要求。 对于单片机采纳AT89S51来作为本系统的核心，对于单片机我们要设计它的最小系统，使单片机能正常的工作，这里主要包括复位，晶振。 3.2复位电路设计 对于外部复位电路设计，我们采纳按键电平复位，其电路原理如图3.2。 图3.2 按键电平复位 3.3时钟电路设计 不同计算机的时钟电路接法是不完全相同的，80C51的时钟电路接法有内部时钟方式和外部时钟方式。在此，我们采纳内部时钟方式，其电路原理如图3.3 图 3.3 内部时钟方式 3.4所用元器件列表 元器件清单 元件名称 所属类 所属子类 AT89C52 Microprocessor ICs 8051 Family CRYSTAL Miscellaneous -- CAP Capacitors Generic CAP-ELEC Capacitors Generic RES Resistor 7 Wait Wirewound Resistor 10 Wait Wirewound MATRIX-8*8-RED Optoelectronics Dot Matrix Displays BUTTON Switches & Rslays Switches 74HC154 TTL 74HC series Decoders RESPACK-8 Resistors Resistor Packs 3.5电路原理详图 图3.4电路原理 4点阵限制系统的软件设计