1616汉字点阵创意生日礼物.doc

1、项目申请书姓 名 班 级 1学 号项目名称： 16*16汉字点阵创意生日礼物内容提要： 利用4个8*8Led点阵和单片机设计和一个16*16点阵电路，具有换屏显示，缩放显示，循环显示，等功能；测试功能为“湘潭职业技术学院应用电子专业班杨安平设计”，间隔的时间1S。 技术路线和技术关键： 2、技术路线 （1）首先要了解8*8LED点矩阵的结构、种类及用途，并知道LED的内部结构及工作方式，最主要的是其行列驱动。 （2）选择合适的行列驱动芯片。 （3）选择8位高性能单片机89C51为核心控制器控制8*8LED的显示，并设计单片机硬件和软件系统。利用软件设计计划采用89C51汇编语言编程，以有效提高

2、软件开发和维护效率。 （4）进行在线调试与仿真，使其实现8*8LED能够固定，平移，左右跑马，垂帘等多种显示功能。应用前景： 作为一个礼物，送给亲人、朋友，一个惊喜。指导老师意见：同意签名：4月28 日教研室意见：同意签名：4月28 日 开题报告姓 名学号班级项目名称 16*16汉字点阵创意生日礼物主要研究（设计）内容： 利用4个8*8Led点阵和单片机设计和一个16*16点阵电路，具有换屏显示，缩放显示，循环显示，等功能；测试功能为，间隔的时间1S。方法及其预期目的：方案： 1、采用JLDM-1588A来实现形式； 2、采用基本单片机的实现形式；目标： 1、方便地实现具有生日快乐 的电子设计

3、； 2、可以轻松地实现循环的功能；项目特色和重点难点：作为一个礼物，送给亲人、朋友，一个惊喜。课题进度计划：5.7-5.9：1、先测试JLDM-1588A每个引脚的功能； 2、熟悉AT89C51引脚的功能；5.10-5.20：1、熟悉原理，查找资料； 2、购买相关元件；5.21-5.30：单片机编程.程序调试；5.31-6.17:完成作品；6.18：进行答辩。指导教师意见：同意开题 指导教师签字：5月7日前 言LED点阵显示屏是一种简单的汉字显示器，具有价廉、易于控制、使用寿命长等特点，可广泛应用于各种公共场合，如车站、码头、银行、学校、火车、公共汽车显示等。本文详细介绍了一种低廉的4x64阵

4、LED显示屏的设计过程。LED dot matrix display is a simple Chinese characters display with inexpensive, easy-to-control, long life and other characteristics, can be widely used in various public places such as railway stations, docks, banks, schools, trains, buses display . This paper describes an inexpensive 4

5、x64 matrix LED display design process.目录目录2第一章 引言31.1设计意义31.2系统功能要求3第二章 方案设计4第三章 硬件系统设计63.1 AT89S51简介63.2单片机控制电路83.3 16x16点阵显示器的设计9（1） 行扫描驱动12（2） 场扫描驱动13（3） 扫描显示工作过程14第四章 软件设计154.1显示驱动程序154.2系统主程序16第五章 系统调试175.1测试仪器 17第六章 设计总结19第七章 附录1源程序20第八章 附录2作品实物图片348.1 PCB板V3正面设计图348.2 PCB板V3反面设计图348.3 DXP原理图3

6、58.4 实物图35参考文献36致谢371616点阵LED电子显示屏的设计第一章 引言LED点阵显示屏是一种简单的汉字显示器，具有价廉、易于控制、使用寿命长等特点，可广泛应用于各种公共场合，如车站、码头、银行、学校、火车、公共汽车显示等。本文详细介绍了一种低廉的16*16点阵LED显示屏的设计过程。1.1设计意义(1）实现LED点阵屏核心功能即汉字及字母的多样化显示。 (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)掌握SPI串口进行数据传输的应用，并学会使用外部芯片辅助项目设计。 (4)锻炼通过自学与自己探索的方式解决问题的能力。 (5)通过此次

7、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。1.2系统功能要求设计一个室内用1616点阵LED图文显示屏，要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。第二章 方案设计从理论上说，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，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。4个8*8的点阵共有256个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果我们采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存

8、器来计算，1616的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是1616的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大的多，这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另一种称为动态扫描的显示方法。动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如16行）的同名列共用一套列驱动器。具体就1616的点阵来说，我们把所有同一行的发光管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的阴极连在一起（共阳的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第一行使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后

9、选通第二行使其燃亮相同的时间，然后熄灭； 第十六行之后又重新燃亮第一行，这样反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，我们就能看到显示屏上稳定的图形了。采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按8位一个字节的形式顺序排放。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并行方式或串行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并行传输的方案是不可取的。采用串行传输的方

10、法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但是，串行传输过程较长，数据按顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都已传输到位之后，这一行的各列才能并行地进行显示。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数据准备（传输）和列数据显示两个部分。对于串行传输方式来说，列数据准备时间可能相当长，在行扫描周期确定的情况下，留给行显示的时间就太少了，以至影响到LED的亮度。解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题，可以采用重叠处理的方法。即在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据。为了达到重叠处理的目的，列数据的显示就需要具有锁存功能。

11、经过上述分析，可以归纳出列驱动器电路应具备的主要功能。对于列数据准备来说，它应能实现串入并出的移位功能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据而不影响本行的显示。第三章 硬件系统设计3.1 AT89S51简介AT89S51是美国ATMEL公司生产的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4k bytes的可系统编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准8051指令系统及引脚。它集Flash程序存储器既可在线编程（ISP）也可用传统方法进行编程及通用8位

12、微处理器于单片芯片中，ATMEL公司的功能强大，低价位AT89S51单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各种控制领域。AT989S51具有以下特点：与MCS-51产品指令系统完全兼容4k字节在系统编程（ISP）Flash闪速存储器1000次擦写周期4.05.5V的工作电压范围全静态工作模式：0Hz33MHz三级程序加密锁1288字节内部RAM32个可编程I/O口线2个16位定时/计数器6个中断源全双工串行UART通道低功耗空闲和掉电模式中断可从空闲模唤醒系统看门狗（WDT）及双数据指针掉电标识和快速编程特性灵活的在系统编程（ISP字节或页写模式） AT89S51提供以下标准功能：4

13、k字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，看门狗（WDT），两个数据指针，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89S51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一个硬件复位。 本系统采用AT89C52单片机作控制器，整个电路主要由单片机控制及其接口电路、驱动显示电路、电源电路等部分组成。为了简化显示屏电路，降低成本，本系统在单片

14、机部分不加字库存储器。而在PC机上编辑汉字和字符显示信息，图3-1所示为其硬件系统原理图。3.2单片机控制电路本系统由AT89C52构成单片机最小应用系统同时配有110592 MHz晶振。 P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。 P1口：P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后，被内

15、部上拉为高，可用作输入，P1口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时，P1口作为第八位地址接收。 P2口：P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收，输出4个TTL门电流，当P2口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时，P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时，P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。