单片机的LED点阵显示屏系统设计毕业论文
目 录
一、 课题背景 3
二、 硬件电路设计 3
（一）框图设计及介绍 3
（二）单片机简介 3
（三）单片机最小系统 4
（四）2-4列驱动电路 5
（五）2-5行驱动电路 6
（六）2-6 LED显示屏电路 8
三、 点阵字库 9
（一）3-1点阵字库介绍 9
（二）3-2 16*16点阵使用方法 9
四、 系统软件设计 10
（一）4-1程序的设计思路 10
（二）4-2系统应用程序 11
（三）显示驱动程序 11
五、 软件仿真 12
（一）5-1 Proteus简介 12
（二）5-2 16*16点阵绘制 12
（三）仿真结果 14
总 结 15
致谢 16
参考文献 17
附录1 LED点阵显示屏原理图 18
附录2 LED点阵显示程序 19
一、课题背景
上世纪随着计算机的出现与普及，信息的影响力越来越重要，信息的处理、传布、显示，呈几何式的增长。21世纪是信息的时代，LED显示屏作为新时代期的视觉媒体其技术得到了快速的成长，平板显示将会成为主流，LED显示屏无疑会获得更大的发展空间，并可能成为平板显示的主流产品的代表。
LED显示屏是通过控制发光二极管的通断的一种显示模式，一般能显示图像和文字等信息。LED显示屏之所以能够迅速的发展起来，与它的自身优势是分不开的：高亮度、低电压、能耗小、稳定性高 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
、寿命长，因此在信息显示领域得到了广泛的应用。
本课题是以51单片机为核心的控制电路，它的设计是为了让我能够熟练的掌握LED显示屏的基本设计原理以及单片机的开发原理，并谙练应用所学的常识，为今后的事业堆集相干的履历。
二、硬件电路设计
2-1框图设计及介绍
16*16点阵显示如图2-1所示，电路大概可以分为单片机、驱动电路、以及显示屏三部分。大致工作原理：操控单片机，进行程序编写，通过程序来控制16*16点阵实验屏所需要变现的内容。路线经由过程程序控制单片机输出高低电平，控制显示内容所对应的点的位子，就能把显示屏点亮，这是静态显示，然后，咱们再操控动态扫描的原理，每行每列都装一个驱动器，并操纵串行传输的方式，这样在呈现在我们面前的是完整的显示内容。
图2-1 系统框图
2-2单片机简介
单片机，又叫微处理器。是在硅片上集成了林林总总的部件，这些部件包罗了中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时/计数器和I/O口等。简单的说它就是它计算机，可以通过编写程序来进行控制它，早期是用汇编语言编写程序，近年来C语言以其简单直白，通俗易懂的结构迅速蚕食市场。现如今单片机在我们生活中随处可见，据统计它的使用量5片/人。本电路选用STC89C51单片机，基本结构如图2-2所示：
图2-2 89C51基本结构
51单片机是运用最广泛的单片机之一，也是初学者必须掌握的，它的构造比较简单：CPU、RAM、ROM、I/O口，定时/计数器，中断等。别看它简单但是麻雀虽小，五脏俱全，在这个课题上绰绰有余。
2-3单片机最小系统
单片机最小系统的作用是为了用最少的元件搭成单片机能够正常工作的电路，通常是由复位电路、晶振电路和单片机组成。
在单片机18、19脚之间之间接上晶振和瓷片电容C2、C3组成晶振电路，振荡就如同马路上的交通信号灯，单片机是由门电路构成的，而门电路工作需要触发脉冲，晶振电路在这里便是发生时钟脉冲的，以让单片机正常工作，晶振的频率越高，单片机处置速度越快。电容C2、C3是晶振的起振电容，并且晶振电路离单片机越近越好。
由按钮、极性电容、上拉电阻组成的复位电路接在单片机的9脚，通电后单片机会自动复位一次，当按下按钮复位时，它是利用电容两端的电压不能突变的原理，让单片机9脚（RST）保持2us以上的高电平，单片机即能复位。极性电容影响单片机的复位时间，容量越大，单片机所需要的复位时间就越短。电路图如图2-3所示：
图2-3 单片机最小系统
2-4列驱动电路
在上述传输的过程中，由于显示的时间比较短，为了能够看清显示的内容，我们采用重叠处理，即：再显示当前列数据的时候，传输下一行列数据，这样的话，列驱动电路就需要存储功能，还要具有移位功能。
列驱动电路是由两块集成电路74HC595组成，74HC595是一个标准的TTL电路器件，它是由8位串行输入/输出或并行输出的移位寄存器和一个8位的输出存储器组成的，具有三态输出的功效，移位寄存器和输出锁存器在控制上是独立的，可以在显示每列数据的同时实现，列数据线传输，即能达到叠堆处理的目的。
74HC595的外形图如图2-4所示。引脚DS 是串行数据输入端，引脚SHCP移位寄存器时钟输入端（上升沿有用）。引脚STCP 存储寄存器时钟输入端，引脚OE输出低电平有用，否则为高阻态。引脚MR是移位寄存器的清零输入端（低电平有用），输出端为Q0～Q7，引脚Q7’是级联输出端。可以将它接入下一个74HC595。74HC595的真值表如表2-4所示：
图2-4 74HC595的管脚分配图
表2- 74HC5945的真值表
输入 输出 功能
SHCP STCP OE MR DS Q7’ Qn
没效 没效 低电平 低电平 没效 低电平 没转变 MR为低电平只影响移寄
没效 上升沿 低电平 低电平 没效 低电平 低电平 空移寄到输出寄存器
没效 没效 高电平 低电平 没效 低电平 高阻态 清零，并行输出是高阻抗
上升沿 没效 低电平 高电平 高电平 Q6 没转变 高电平进入移寄输出为0
没效 上升沿 低电平 高电平 没效 没变化 Qn’ 移寄的内容到达保持移寄并并出
上升沿 上升沿 低电平 高电平 没效 Q6’ Qn’ 移寄内容移入，先前的移寄的内容达到连结移寄并出
2-5行驱动电路
译码器是一种二进制转化成十进制组合逻辑电路，所谓译码就是将代码转化成我们需要的信息，也叫做解码。有译码就有编码，编码恰好和译码相反。咱们按照功能可以将译码器分为变量译码器和显示译码器。我们这里用到的74HC154是变量译码器，也叫做二进制译码器。它有4个输入，16个输出，2使能（低电平），因此又被称为四线和十六线译码器。它的外形图如图2-5所示，当使能端位电平18、19脚均为低电平的时候，它才能工作，将23~20脚的信号进行二进制编码输入，对应输出低电平。当使能端位电平18、19脚均为高电平的时候，译码器将被制止。它的真值表如表2-5所示。
一、 课题背景 3
二、 硬件电路设计 3
（一）框图设计及介绍 3
（二）单片机简介 3
（三）单片机最小系统 4
（四）2-4列驱动电路 5
（五）2-5行驱动电路 6
（六）2-6 LED显示屏电路 8
三、 点阵字库 9
（一）3-1点阵字库介绍 9
（二）3-2 16*16点阵使用方法 9
四、 系统软件设计 10
（一）4-1程序的设计思路 10
（二）4-2系统应用程序 11
（三）显示驱动程序 11
五、 软件仿真 12
（一）5-1 Proteus简介 12
（二）5-2 16*16点阵绘制 12
（三）仿真结果 14
总 结 15
致谢 16
参考文献 17
附录1 LED点阵显示屏原理图 18
附录2 LED点阵显示程序 19
一、课题背景
上世纪随着计算机的出现与普及，信息的影响力越来越重要，信息的处理、传布、显示，呈几何式的增长。21世纪是信息的时代，LED显示屏作为新时代期的视觉媒体其技术得到了快速的成长，平板显示将会成为主流，LED显示屏无疑会获得更大的发展空间，并可能成为平板显示的主流产品的代表。
LED显示屏是通过控制发光二极管
、寿命长，因此在信息显示领域得到了广泛的应用。
本课题是以51单片机为核心的控制电路，它的设计是为了让我能够熟练的掌握LED显示屏的基本设计原理以及单片机的开发原理，并谙练应用所学的常识，为今后的事业堆集相干的履历。
二、硬件电路设计
2-1框图设计及介绍
16*16点阵显示如图2-1所示，电路大概可以分为单片机、驱动电路、以及显示屏三部分。大致工作原理：操控单片机，进行程序编写，通过程序来控制16*16点阵实验屏所需要变现的内容。路线经由过程程序控制单片机输出高低电平，控制显示内容所对应的点的位子，就能把显示屏点亮，这是静态显示，然后，咱们再操控动态扫描的原理，每行每列都装一个驱动器，并操纵串行传输的方式，这样在呈现在我们面前的是完整的显示内容。
图2-1 系统框图
2-2单片机简介
单片机，又叫微处理器。是在硅片上集成了林林总总的部件，这些部件包罗了中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时/计数器和I/O口等。简单的说它就是它计算机，可以通过编写程序来进行控制它，早期是用汇编语言编写程序，近年来C语言以其简单直白，通俗易懂的结构迅速蚕食市场。现如今单片机在我们生活中随处可见，据统计它的使用量5片/人。本电路选用STC89C51单片机，基本结构如图2-2所示：
图2-2 89C51基本结构
51单片机是运用最广泛的单片机之一，也是初学者必须掌握的，它的构造比较简单：CPU、RAM、ROM、I/O口，定时/计数器，中断等。别看它简单但是麻雀虽小，五脏俱全，在这个课题上绰绰有余。
2-3单片机最小系统
单片机最小系统的作用是为了用最少的元件搭成单片机能够正常工作的电路，通常是由复位电路、晶振电路和单片机组成。
在单片机18、19脚之间之间接上晶振和瓷片电容C2、C3组成晶振电路，振荡就如同马路上的交通信号灯，单片机是由门电路构成的，而门电路工作需要触发脉冲，晶振电路在这里便是发生时钟脉冲的，以让单片机正常工作，晶振的频率越高，单片机处置速度越快。电容C2、C3是晶振的起振电容，并且晶振电路离单片机越近越好。
由按钮、极性电容、上拉电阻组成的复位电路接在单片机的9脚，通电后单片机会自动复位一次，当按下按钮复位时，它是利用电容两端的电压不能突变的原理，让单片机9脚（RST）保持2us以上的高电平，单片机即能复位。极性电容影响单片机的复位时间，容量越大，单片机所需要的复位时间就越短。电路图如图2-3所示：
图2-3 单片机最小系统
2-4列驱动电路
在上述传输的过程中，由于显示的时间比较短，为了能够看清显示的内容，我们采用重叠处理，即：再显示当前列数据的时候，传输下一行列数据，这样的话，列驱动电路就需要存储功能，还要具有移位功能。
列驱动电路是由两块集成电路74HC595组成，74HC595是一个标准的TTL电路器件，它是由8位串行输入/输出或并行输出的移位寄存器和一个8位的输出存储器组成的，具有三态输出的功效，移位寄存器和输出锁存器在控制上是独立的，可以在显示每列数据的同时实现，列数据线传输，即能达到叠堆处理的目的。
74HC595的外形图如图2-4所示。引脚DS 是串行数据输入端，引脚SHCP移位寄存器时钟输入端（上升沿有用）。引脚STCP 存储寄存器时钟输入端，引脚OE输出低电平有用，否则为高阻态。引脚MR是移位寄存器的清零输入端（低电平有用），输出端为Q0～Q7，引脚Q7’是级联
图2-4 74HC595的管脚分配图
表2- 74HC5945的真值表
输入 输出 功能
SHCP STCP OE MR DS Q7’ Qn
没效 没效 低电平 低电平 没效 低电平 没转变 MR为低电平只影响移寄
没效 上升沿 低电平 低电平 没效 低电平 低电平 空移寄到输出寄存器
没效 没效 高电平 低电平 没效 低电平 高阻态 清零，并行输出是高阻抗
上升沿 没效 低电平 高电平 高电平 Q6 没转变 高电平进入移寄输出为0
没效 上升沿 低电平 高电平 没效 没变化 Qn’ 移寄的内容到达保持移寄并并出
上升沿 上升沿 低电平 高电平 没效 Q6’ Qn’ 移寄内容移入，先前的移寄的内容达到连结移寄并出
2-5行驱动电路
译码
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/dzxx/txgc/1754.html
