1616点阵显示屏的设计
目录
一、绪论 5
（一）LED的背景意义及发展趋势 5
二、 整体设计方案 5
(一)主控制芯片 5
（二） 设计要求 6
（三） 设计要求及技术指标 6
1.设计要求 6
2.技术指标 6
（四） 整体设计的目的及思路 6
1.设计目的 6
2.设计思路 6
三、 硬件设计 7
（一）控制单元设计 7
1.晶振电路 8
2.复位电路 9
（二） AT89C52简介 9
（三）行驱动电路设计 10
（四）列驱动电路设计 12
（五） LED点阵显示模块，如表7所示。 15
四、软件设计 16
（一） 程序设计 17
（二）动态和静态的显示程序的设计 17
1. LED显示屏的显示方式 17
2. 左移（右移）显示的设计 19
3.上移（下移）显示的设计 20
4.通信程序的设计 20
五、仿真测试 21
（一） 模式切换按键 21
（二）四块LED点阵显示 21
六、系统调试 22
（一）系统调试 22
1、调试过程中需注意的事项： 22
（二）故障分析 22
七、结束语 25
致 谢 26
参考文献 26
附 录 27
附录A：硬件原理图 27
附录B：PCB图 28
附录C：软件的程序 29
一、绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
（一）LED的背景意义及发展趋势
LED的使用是在80年代中期。在90年代中和90年代以后，LED制造材料有了更好的选择而且工艺技术都有了提高，所以在90年代以后LED在颜色与亮度方面都有了与之前不可比较的改善。LED控制原理很简单，它是由许多发光二极管一一组成，点阵屏的集成由行和列驱动控制，只要满足了驱动的设计条件，阳极高电平，阴极低电平，就能实现LED的指示。LED显示屏可以显示静态或者显示动态的文字，数字和图像。点阵屏的显示有自己的优势，不受环境的影响，你可以根据需要，设计程序来满足自己动态和静态，设计全屏的信息和字符的显示。
因为LED显示屏在使用操作上的简单方便、原材料的价格低廉，所以LED显示屏从2001年表面贴装器件盛行起，LED显示屏被大规模的使用在任何场合，不管是工业领域还是在现在生活以及医疗的领域中，点阵屏的利用处处可见，这就是点阵屏的设计优势，成熟的技术，实惠的价格，就会得到很多的市场客户的支持和人们的信赖。随意到大街上随处可见的广告牌、通知栏。重视到如奥运会的计分系统显示。从上面的形式可以分析出来，点阵屏的的前景是一片光明，为此，本次设计了基础单片机的16*16点阵的显示系统。
二、 整体设计方案
本次基于单片机的16*16的点阵显示屏的设计，以单片机为基础，通过74HC138译码器单片机给出的信号，输出的8路信号，通过移位寄存器把信号输出，来实现驱动16*16点阵。
(一)主控制芯片
方案一：
采用PLC实现控制。随着科技的不断发达，电脑等产品的不断升级，电子产品智能化，电子产品的控制，越来越受到广泛的关注，日趋月异的发张，社会在追求更环保、更方便、更普遍，更能跟上时代的步伐的控制微机，通过微机的发展，来带动社会和电子产品的发展。
方案二：
采用单片机控制。在如今，不仅在工业领域，医疗和建筑等领域越来越多的用户和厂家，购买的都是单片机控制的一些产品，现在基于单片机的选择越来多，方便快捷，已经成为人类选择的趋势。
方案的对比和选择：
单片机与PLC控制比起来更加便携，如今，在市场上单片机的数量应用很多，功能完善，数据处理能力比较强，只需要5V的电压就能实现主控制器的工作。而PLC的供电比单片机要打的多，控制不便利。
综上所述：本设计采用单片机作为电子显示屏的控制部分。
（二） 设计要求
本次的设计主要以单片机AT89C52实现控制，单片机发出命令后，通过控制各个芯片来实现驱动点阵屏的图符显示。本次课题设计的主要内容：
（1）LED点阵屏能实现图符的滚动显示。
（2）通过按键，实现LED点阵屏的移位显示。
（3）画出硬件电路图。
（4）了解如何用软件进行编写程序。
（5）编写调试，并进行软件仿真。
（三） 设计要求及技术指标
1.设计要求
（1）LED显示屏能全屏点亮。
（2）LED显示屏能动态显示单色文字信息。
（3）LED显示屏能静态显示单色文字信息。
2.技术指标
（1）大小16*16点阵。
（2）控制方便，显示清晰。
（3）文字更换操作方便。
（四） 整体设计的目的及思路
1.设计目的
设计一种STC89C52单片机控制的LED点阵显示屏。
（1）具有显示汉字、数字的移动效果，并能连接电脑进行数据内容的更新替换。
（2）掌握有关LED点阵、驱动电路和单片机编程的基本应用技术，提高自己的动手能实践能力。
（3）了解如何用软件进行编写程序，能够使单彩LED点阵显示屏显示文字、图像等信息。
2.设计思路
LED点阵显示屏的设计主要思路是利用AT89C52单片机对LED点阵模块进行控制，使其输出相应的汉字字符。整体思路框图见图2.1。
采用单片机技术、电子应用技术等，设计出智能化、可更新方便的LED点阵显示屏，显示屏是由2块单色8*8显示屏组成一个整体。可由操作者自行输入内容，用Ｃ语言设计出系统程序，经过串口，可向LED显示屏下载显示用户所需的内容，语言，词组和句子。点阵屏的设计整体系统如图2.1所示。
图2.1 16*16的LED点阵显示屏系统整体框图
三、 硬件设计
本次基于单片机的16*16的LED点阵显示屏的设计，以AT89C52单片机为设计的核心，在单片机通电，时钟电路工作，上电进行系统复位后，用单片机控制点阵屏的的输出，当单片机的行和列的驱动，都满足了驱动的条件，此时点阵显示屏处于待工作状态，通过按键指令，显示屏会执行滚动和移动显示汉字字符。本次设计的主框图如图3.1所示。
1.晶振电路
晶振电路是单是提供单片工作的时钟周期的。19脚作为输入端接在XTAL1,18脚作为输出端接在XTAL2。构成电路的自激震荡。
在单片机中，晶振电路相当与人体的“心脏”，有了它才有脉搏，人体才有动力，而到晶振就是在电路中起着这样重要的作用。晶振的存在才产生电路里的时钟周期，带动程序的代码，是单片机在获得周期后执行工作。本次基于单片机的点阵屏的设计，选用两个22pf的电容和12M的晶振构成了一个设计的晶振电路，而此时工作状态下，单片机的工作周期为1us。基于单片机的点阵屏的设计，晶振电路如图3.3所示。
一、绪论 5
（一）LED的背景意义及发展趋势 5
二、 整体设计方案 5
(一)主控制芯片 5
（二） 设计要求 6
（三） 设计要求及技术指标 6
1.设计要求 6
2.技术指标 6
（四） 整体设计的目的及思路 6
1.设计目的 6
2.设计思路 6
三、 硬件设计 7
（一）控制单元设计 7
1.晶振电路 8
2.复位电路 9
（二） AT89C52简介 9
（三）行驱动电路设计 10
（四）列驱动电路设计 12
（五） LED点阵显示模块，如表7所示。 15
四、软件设计 16
（一） 程序设计 17
（二）动态和静态的显示程序的设计 17
1. LED显示屏的显示方式 17
2. 左移（右移）显示的设计 19
3.上移（下移）显示的设计 20
4.通信程序的设计 20
五、仿真测试 21
（一） 模式切换按键 21
（二）四块LED点阵显示 21
六、系统调试 22
（一）系统调试 22
1、调试过程中需注意的事项： 22
（二）故障分析 22
七、结束语 25
致 谢 26
参考文献 26
附 录 27
附录A：硬件原理图 27
附录B：PCB图 28
附录C：软件的程序 29
一、绪论 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
（一）LED的背景意义及发展趋势
LED的使用是在80年代中期。在90年代中和90年代以后，LED制造材料有了更好的选择而且工艺技术都有了提高，所以在90年代以后LED在颜色与亮度方面都有了与之前不可比较的改善。LED控制原理很简单，它是由许多发光二极管一一组成，点阵屏的集成由行和列驱动控制，只要满足了驱动的设计条件，阳极高电平，阴极低电平，就能实现LED的指示。LED显示屏可以显示静态或者显示动态的文字，数字和图像。点阵屏的显示有自己的优势，不受环境的影响，你可以根据需要，设计程序来满足自己动态和静态，设计全屏的信息和字符的显示。
因为LED显示屏在使用操作上的简单方便、原材料的价格低廉，所以LED显示屏从2001年表面贴装器件盛行起，LED显示屏被大规模的使用在任何场合，不管是工业领域还是在现在生活以及医疗的领域中，点阵屏的利用处处可见，这就是点阵屏的设计优势，成熟的技术，实惠的价格，就会得到很多的市场客户的支持和人们的信赖。随意到大街上随处可见的广告牌、通知栏。重视到如奥运会的计分系统显示。从上面的形式可以分析出来，点阵屏的的前景是一片光明，为此，本次设计了基础单片机的16*16点阵的显示系统。
二、 整体设计方案
本次基于单片机的16*16的点阵显示屏的设计，以单片机为基础，通过74HC138译码器单片机给出的信号，输出的8路信号，通过移位寄存器把信号输出，来实现驱动16*16点阵。
(一)主控制芯片
方案一：
采用PLC实现控制。随着科技的不断发达，电脑等产品的不断升级，电子产品智能化，电子产品的控制，越来越受到广泛的关注，日趋月异的发张，社会在追求更环保、更方便、更普遍，更能跟上时代的步伐的控制微机，通过微机的发展，来带动社会和电子产品的发展。
方案二：
采用单片机控制。在如今，不仅在工业领域，医疗和建筑等领域越来越多的用户和厂家，购买的都是单片机控制的一些产品，现在基于单片机的选择越来多，方便快捷，已经成为人类选择的趋势。
方案的对比和选择：
单片机与PLC控制比起来更加便携，如今，在市场上单片机的数量应用很多，功能完善，数据处理能力比较强，只需要5V的电压就能实现主控制器的工作。而PLC的供电比单片机要打的多，控制不便利。
综上所述：本设计采用单片机作为电子显示屏的控制部分。
（二） 设计要求
本次的设计主要以单片机AT89C52实现控制，单片机发出命令后，通过控制各个芯片来实现驱动点阵屏的图符显示。本次课题设计的主要内容：
（1）LED点阵屏能实现图符的滚动显示。
（2）通过按键，实现LED点阵屏的移位显示。
（3）画出硬件电路图。
（4）了解如何用软件进行编写程序。
（5）编写调试，并进行软件仿真。
（三） 设计要求及技术指标
1.设计要求
（1）LED显示屏能全屏点亮。
（2）LED显示屏能动态显示单色文字信息。
（3）LED显示屏能静态显示单色文字信息。
2.技术指标
（1）大小16*16点阵。
（2）控制方便，显示清晰。
（3）文字更换操作方便。
（四） 整体设计的目的及思路
1.设计目的
设计一种STC89C52单片机控制的LED点阵显示屏。
（1）具有显示汉字、数字的移动效果，并能连接电脑进行数据内容的更新替换。
（2）掌握有关LED点阵、驱动电路和单片机编程的基本应用技术，提高自己的动手能实践能力。
（3）了解如何用软件进行编写程序，能够使单彩LED点阵显示屏显示文字、图像等信息。
2.设计思路
LED点阵显示屏的设计主要思路是利用AT89C52单片机对LED点阵模块进行控制，使其输出相应的汉字字符。整体思路框图见图2.1。
采用单片机技术、电子应用技术等，设计出智能化、可更新方便的LED点阵显示屏，显示屏是由2块单色8*8显示屏组成一个整体。可由操作者自行输入内容，用Ｃ语言设计出系统程序，经过串口，可向LED显示屏下载显示用户所需的内容，语言，词组和句子。点阵屏的设计整体系统如图2.1所示。
图2.1 16*16的LED点阵显示屏系统整体框图
三、 硬件设计
本次基于单片机的16*16的LED点阵显示屏的设计，以AT89C52单片机为设计的核心，在单片机通电，时钟电路工作，上电进行系统复位后，用单片机控制点阵屏的的输出，当单片机的行和列的驱动，都满足了驱动的条件，此时点阵显示屏处于待工作状态，通过按键指令，显示屏会执行滚动和移动显示汉字字符。本次设计的主框图如图3.1所示。
1.晶振电路
晶振电路是单是提供单片工作的时钟周期的。19脚作为输入端接在XTAL1,18脚作为输出端接在XTAL2。构成电路的自激震荡。
在单片机中，晶振电路相当与人体的“心脏”，有了它才有脉搏，人体才有动力，而到晶振就是在电路中起着这样重要的作用。晶振的存在才产生电路里的时钟周期，带动程序的代码，是单片机在获得周期后执行工作。本次基于单片机的点阵屏的设计，选用两个22pf的电容和12M的晶振构成了一个设计的晶振电路，而此时工作状态下，单片机的工作周期为1us。基于单片机的点阵屏的设计，晶振电路如图3.3所示。
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