单片机MSP430控制的LED图文显示
引言……………………………………………………………………第2页
Abstract
This papar introduces the MSP430 single chip microcomputer control,latched chip(SN74HC573AN),LED lamp graplay display unit circuit composition, design and Function. This device has the display basic graphics,also has the text display Function,LED light dark automatic control function.Through the press button(provide high level)in turn called program whit motor rotation realize power on self test,concentric circles,double involute,display su gong yuang
Function display. LED dynamaic display can always out a lot of pictures, this system in the present digital ear will be very popular.
Keywords: MSP430；LEDgraphic displayd ；concentic circles；three involutr
引言
LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形图像、电视、视频、录像信号等各 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
种信息的显示屏幕。图文显示屏可以和计算机同时显示汉字、英文和图形；显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，广泛应用于金融、税务、广告、交通运输、教育机构、机场、商场、证券市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。因为LED功能强大所以受到广泛重视因而得到迅速发展，它本身所具有多种优点。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗低、体积小、使用时间长、性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、适应各种环境、更高的发光密度、以及更高的发光均匀性方向发展。本系统利用单片机控制16盏LED灯，通过直流电机旋转达到图文显示的功能。
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，由于其具有集成度高、体积小、功耗高、性价比高、功能强、应用灵活、可靠性高等优点，所以在工业控制、通信终端、高性能仪表、家用电器等诸多领域中都起着十分重要的作用，而且应用越来越广泛，发展也很快，已成为现代电子技术、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术。学习单片机可以加深对微型计算机工作原理的理解，更加清楚计算机的脉络。同时，现在全世界都在提倡节能减排，人类的教育方式都在不断的利用新的技术，从而LED图文显示在照明领域成了一种应用广泛的电子设备。
本课题利用MSP430单片机及外围接口实现图文显示，利用单片机的计数器的定时器/记数的原理，将硬、软件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使LED灯能够正确地显示图形和文字。
一．LED图文显示装置的概述
（一）本设计任务和主要内容
本论文主要研究单片机控制的LED灯图文显示装置，分别对开机自检、同心圆、三渐开线、显示陈洪涛字样及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。
主要内容如下：
1. 开机自检：通过单片机的I/O（P1和P2）P1.0~P1.7口控制输入信号提供给2个锁存器和Ｐ2.0~P2.3来控制使能端的信号，通过不同的编码实现两个锁存器交替或者同时工作来达到点亮16盏LED灯。
2. 同心圆：通过单片机的P1.0~P1.7同时提供给2块锁存器，使用Ｐ2.0~P2.4来控制锁存器的2个使能端来控制2个锁存器的交替工作，通过对单片机的I/O来输出控制信号来点亮LED1到LED16和LED16到LED1的顺序和逆序的点亮，
3. 三渐开线：要实现三渐开线，必要控制好LED灯不同方式的点亮，此时三渐开线的点亮需要同时点亮2盏(8、9 7、10 6、11 5、12 4、13 3、14 2、15 1、16)LED灯然后通过不同方向的流动，配合适合延时时间和直流电机相应的转速。
4. 显示“陈洪涛”：将字体的横向模拟图的十六进制编码写入程序中配合转动达到显示目得。
（二）．主要芯片的介绍
本课题采用单片机MSP430单片机控的LED灯图文显示装置，其功能的实现主要通过软件编程来完成。单片机MSP430是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址）、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。该图文显示装置的准确度很高，其误差主要由晶振自身的误差所造成。
MSP430G2553单片机的电源电压采为3.3V低电压，它有独特的时钟系统设计，其中有两个不同的时钟系统，它有强大的处理能力。还采用了目前流行的RISC结构，一个时钟周期可以执行一条指令（一般的MCS51单片机要12个时钟周期才可以执行一条指令），使MSP430在8MHz晶振工作时，指令的速度可达8MIPS 它的基本功能模块有：看门狗（WDT），模拟比较器A，定时器A（Timer_A），定时器B（Timer_B），串口0，1（USART0、1），硬件乘法器，液晶驱动器，10位/12/14位ADC，12位DAC，I2C总线，直接数据存取（DMA），端口0（P0），端口1~6（P1~P6），基本定时器（Basic Timer）等。
设计物理框图如图1所示：
图1 设计物理框图
在图一中,采用两节（3V）纽扣电池，使用稳压模块给单片机、LED和锁存器提供稳定的电压，使用单片机的Ｉ/Ｏ控制输入信号和控制信号，锁存器通过单片机提供的信号来驱动不同的状态从而实现不同的ＬＥＤ动态显示。我们采用了光敏电阻和一些外部电路从而实现不同光对ＬＥＤ亮暗的调节，采用直流稳压电路来提供给直流直流电机，通过我们设计的马达调速装置来实现一定的转速，从而配合ＬＥＤ来实现动态的图文显示。
二．理论分析与计算
（一）理论分析
本装置是利用视觉暂留原理来实现字符或图像的显示。首先把16个超高亮度的LED并排成一列 ，然后通过单片机编程把每一列的数据按顺序送给LED点阵，通过直流电机的高速转动带动LED旋转，每一圈就重新刷新要显示的内容。这样因为人眼的视觉暂留效应，使人看到的显示内容效果跟平面连续显示效果一样。
系统主要包含系统硬件和系统软件两大部分。在制作过程当中，很多要求实现的功能都有时间的设定，在编程时间过程中我们采用了调用子函数的方式来实现时间的延时，如1S—delay_ms(1000); 0.2S—delay_ms(200)。
在锁存器的使用中始能端的选择是非常重要的，所以必须注意始能端的使用方法和所对应的引脚。本系统使用了573锁存器，在使用它的LE和OE| ，LE和OE|时必须同时给相应的参数才能使用（例如LE==1&&OE|==0有效）。我们使用MSP单片机的时候，如果只选择单片机芯片应该单独搭建它的外围电路，从而使单片机正常工作，（例如rst口在单独使用的时候必须外接电阻才能有效），单片机控制引脚使用P1.0~P1.7和P2.0~P2.4口
Abstract
This papar introduces the MSP430 single chip microcomputer control,latched chip(SN74HC573AN),LED lamp graplay display unit circuit composition, design and Function. This device has the display basic graphics,also has the text display Function,LED light dark automatic control function.Through the press button(provide high level)in turn called program whit motor rotation realize power on self test,concentric circles,double involute,display su gong yuang
Function display. LED dynamaic display can always out a lot of pictures, this system in the present digital ear will be very popular.
Keywords: MSP430；LEDgraphic displayd ；concentic circles；three involutr
引言
LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形图像、电视、视频、录像信号等各 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: %3^5`1^9`1^6^0`7^2#
种信息的显示屏幕。图文显示屏可以和计算机同时显示汉字、英文和图形；显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，广泛应用于金融、税务、广告、交通运输、教育机构、机场、商场、证券市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。因为LED功能强大所以受到广泛重视因而得到迅速发展，它本身所具有多种优点。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗低、体积小、使用时间长、性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、适应各种环境、更高的发光密度、以及更高的发光均匀性方向发展。本系统利用单片机控制16盏LED灯，通过直流电机旋转达到图文显示的功能。
单片微型计算机简称单片机，是典型的嵌入式微控制器，由于其具有集成度高、体积小、功耗高、性价比高、功能强、应用灵活、可靠性高等优点，所以在工业控制、通信终端、高性能仪表、家用电器等诸多领域中都起着十分重要的作用，而且应用越来越广泛，发展也很快，已成为现代电子技术、网络、通信、自动控制与计量测试、数据采集与信号处理等技术中日益普及的一项新兴技术。学习单片机可以加深对微型计算机工作原理的理解，更加清楚计算机的脉络。同时，现在全世界都在提倡节能减排，人类的教育方式都在不断的利用新的技术，从而LED图文显示在照明领域成了一种应用广泛的电子设备。
本课题利用MSP430单片机及外围接口实现图文显示，利用单片机的计数器的定时器/记数的原理，将硬、软件有机地结合起来，使得系统能够正确地进行计时，同时使LED灯能够正确地显示图形和文字。
一．LED图文显示装置的概述
（一）本设计任务和主要内容
本论文主要研究单片机控制的LED灯图文显示装置，分别对开机自检、同心圆、三渐开线、显示陈洪涛字样及系统设备的软、硬件各个部分进行了研究。
主要内容如下：
1. 开机自检：通过单片机的I/O（P1和P2）P1.0~P1.7口控制输入信号提供给2个锁存器和Ｐ2.0~P2.3来控制使能端的信号，通过不同的编码实现两个锁存器交替或者同时工作来达到点亮16盏LED灯。
2. 同心圆：通过单片机的P1.0~P1.7同时提供给2块锁存器，使用Ｐ2.0~P2.4来控制锁存器的2个使能端来控制2个锁存器的交替工作，通过对单片机的I/O来输出控制信号来点亮LED1到LED16和LED16到LED1的顺序和逆序的点亮，
3. 三渐开线：要实现三渐开线，必要控制好LED灯不同方式的点亮，此时三渐开线的点亮需要同时点亮2盏(8、9 7、10 6、11 5、12 4、13 3、14 2、15 1、16)LED灯然后通过不同方向的流动，配合适合延时时间和直流电机相应的转速。
4. 显示“陈洪涛”：将字体的横向模拟图的十六进制编码写入程序中配合转动达到显示目得。
（二）．主要芯片的介绍
本课题采用单片机MSP430单片机控的LED灯图文显示装置，其功能的实现主要通过软件编程来完成。单片机MSP430是一个16位的单片机，采用了精简指令集（RISC）结构，具有丰富的寻址方式（7 种源操作数寻址、4 种目的操作数寻址）、简洁的 27 条内核指令以及大量的模拟指令；大量的寄存器以及片内数据存储器都可参加多种运算；还有高效的查表处理指令。这些特点保证了可编制出高效率的源程序。该图文显示装置的准确度很高，其误差主要由晶振自身的误差所造成。
MSP430G2553单片机的电源电压采为3.3V低电压，它有独特的时钟系统设计，其中有两个不同的时钟系统，它有强大的处理能力。还采用了目前流行的RISC结构，一个时钟周期可以执行一条指令（一般的MCS51单片机要12个时钟周期才可以执行一条指令），使MSP430在8MHz晶振工作时，指令的速度可达8MIPS 它的基本功能模块有：看门狗（WDT），模拟比较器A，定时器A（Timer_A），定时器B（Timer_B），串口0，1（USART0、1），硬件乘法器，液晶驱动器，10位/12/14位ADC，12位DAC，I2C总线，直接数据存取（DMA），端口0（P0），端口1~6（P1~P6），基本定时器（Basic Timer）等。
设计物理框图如图1所示：
图1 设计物理框图
在图一中,采用两节（3V）纽扣电池，使用稳压模块给单片机、LED和锁存器提供稳定的电压，使用单片机的Ｉ/Ｏ控制输入信号和控制信号，锁存器通过单片机提供的信号来驱动不同的状态从而实现不同的ＬＥＤ动态显示。我们采用了光敏电阻和一些外部电路从而实现不同光对ＬＥＤ亮暗的调节，采用直流稳压电路来提供给直流直流电机，通过我们设计的马达调速装置来实现一定的转速，从而配合ＬＥＤ来实现动态的图文显示。
二．理论分析与计算
（一）理论分析
本装置是利用视觉暂留原理来实现字符或图像的显示。首先把16个超高亮度的LED并排成一列 ，然后通过单片机编程把每一列的数据按顺序送给LED点阵，通过直流电机的高速转动带动LED旋转，每一圈就重新刷新要显示的内容。这样因为人眼的视觉暂留效应，使人看到的显示内容效果跟平面连续显示效果一样。
系统主要包含系统硬件和系统软件两大部分。在制作过程当中，很多要求实现的功能都有时间的设定，在编程时间过程中我们采用了调用子函数的方式来实现时间的延时，如1S—delay_ms(1000); 0.2S—delay_ms(200)。
在锁存器的使用中始能端的选择是非常重要的，所以必须注意始能端的使用方法和所对应的引脚。本系统使用了573锁存器，在使用它的LE和OE| ，LE和OE|时必须同时给相应的参数才能使用（例如LE==1&&OE|==0有效）。我们使用MSP单片机的时候，如果只选择单片机芯片应该单独搭建它的外围电路，从而使单片机正常工作，（例如rst口在单独使用的时候必须外接电阻才能有效），单片机控制引脚使用P1.0~P1.7和P2.0~P2.4口
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