单片机的16X16点阵LED显示屏的设计
单片机的16X16点阵LED显示屏的设计[20200128193645]
【摘要】
LED点阵显示屏是由多个独立的LED发光二极管封装而成的一种新兴显示器件。 它可以显示数字或符号， 通常用来显示时间、速度、系统状态等。文章给出了一种基于AT89C51单片机的16×16 点阵LED显示屏的设计方案。包括系统具体的软件流程图，硬件设计方案和部分汇编语言程序等方面。在负载范围内，只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展，是一种低廉成本的图文显示方案。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】AT89C51；LED；单片机
引言 1
一、系统方案论证 2
（一）系统结构设计 2
（二）模块的方案选择和说明 3
二、各单元电路说明 4
（一）AT89C51单片机介绍 4
（二）单片机复位电路 4
（三）时钟电路 5
三、LED显示模块设计 6
（一）LED点阵屏介绍 6
（二）点阵ＬＥＤ显示屏的外观与引脚 6
（三）驱动模块 7
四、系统的程序设计 12
（一）点阵显示原理 12
（二）主程序设计 12
（三）系统驱动设计 13
五、系统仿真软件介绍 14
（一）Keil软件 14
（二） keil编译调试 14
（三） Proteus软件及其仿真 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录一：点阵电路原理图 19
附录二：点阵电路PCB封装图 20
附录三：主要汇编程序清单 21
引言
随着显示器与科学技术的发展, LED显示屏在国民经济中得到了广泛的应用。在医学、飞机场、港口、金融业、体育场馆、车站、高速公路等大众场所的信息显示都能够见到它的身影。LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的显示屏幕，它一直在平板显示领域扮演着重要的角色，具有使用寿命长、可靠性高、性能价格比高、使用成本低等特点，并且在今后很长的一段时期内有非常大的发展前程。如今正向着更高耐气候性、更高亮度、更高的发光密度、更高的发光均匀度、可靠度、全色化目标发展。
该课题的设计不仅对LED显示屏这个行业有了进一步的了解和认识，而且让我们掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法。而且让我们对所学的理论知识进行应用与设计，进一步提高了对理论知识的理解。所以，此课题的设计无论是对自己的能力的培养还是对我国LED显示技术的认识都有非常现实的重要意义。
本文研究的单片机控制模块是采用AT89C51单片机作为控制核心，其他相关的外围电路构成，时钟信号电路是采用普通晶体时钟源，其中晶体用12MHZ的石英晶振，复位电路通常都使用上电复位。显示模块通常显示稳定的图文信息。它的只要驱动模块都是采用74LS154或者74LS595作为它的控制核心，别的相关的外围电路组成本系统的模块。
一、系统方案论证
16ｘ16的点阵总共有16*16=256个发光二极管，因为单片机的端口没有256个，只能采用锁存器来扩展端口的方法，按照8位的锁存器来计算的话，16ｘ16的点阵一共需要256/8=32个锁存器。这个数字有点大，因为这只是16ｘ16的点阵，在日常应用中的显示屏幕的所花成本将会很大。所以同时控制每个发光点亮暗的静态驱动显示方法，需要采用另一种动态扫描的显示方式 。动态扫描的方法就是逐行依次点亮，这样的动态扫描驱动电器就能完成多行的同 名列公用一套名列公用一套列驱动器。
由控制电路到驱动器的数据传输方式可以采取并行方式也可以采取串行方式。采取并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大,因此并行传输的方案是不可行的。采用串行传输的方法，可以节约硬件的制作成本。但是，串行传输过程较长，留给行显示的时间就太少了，以至影响到LED的完度，因此要采用重叠处理的方法，由列数据的前期工作来想，它可以完成串入并出的移位功能；由列数据的显示来想，应该能完成并行锁存的功能。这样一来，该行将准备好的数据输入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就能准备下一行的列数据工作，且不会阻碍本行的显示。
（一）系统结构设计
本课题以AT89C51单片机为控制核心设计一个中文显示的点阵系统，用单片机点阵显示屏等设计出一个16ｘ16点阵的LED电子显示屏的设计。系统主要由电源模块、时钟信号电路、复位电路、驱动模块、单片机控制模块、显示模块等，即系统结构框图如下图1.1。
（二）模块的方案选择和说明
1.单片机控制模块
采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM存储空间，有多次擦写，而且与MCS-51芯片完全兼容。
2.时钟信号电路
可以采取用普通晶体时钟源提供脉冲信号的方式，这种设想方案可以减少芯片的使用，降低成本。
3.复位电路
采用上电复位，电路第一次通电时对系统进行一次复位，然后系统执行预定方案。
4.显示模块
采用16ｘ16点阵LED显示屏，16ｘ16点阵屏的功能同4块8ｘ8点阵屏所组成的16ｘ16点阵屏功能相同，但是更为美观小巧美观，且单块16ｘ16和4块8ｘ8点阵屏价格相等。
5.驱动模块
使用动态扫描方法，可以把三极管驱动并联在一起的LED发光管的一端，LED发光管的另一脚通过I∕O口,控制其亮灭。列驱动电路由集成电路74HC595构成，它的结构是由一个采用8位串入并出的移位寄存器还有一个8位输出锁存器所组成，同时移位寄存器与输出锁存器的控制都是相对独立的，都能够在显示本行各列数据的时候，又能传送下一行的列数据，因而获得重叠处理的目的。
行驱动电路主要是要完成译码功能，用的是芯片74LS154。74LS154芯片本身具有4∕16线译码功能，其功能与2块74LS138级联实现4∕16线译码一样，但是相比74LS138少用一片芯片。
二、各单元电路说明
（一）AT89C51单片机介绍
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位单片机，AT89C51单片机为40引脚双列直插芯片，有四个I∕O线都能独立地输入或输出。片内通用8位中央处理器与FLASH存储与读取单元，功能强大，应用极其的广泛。其引脚配置见图2.1。
【摘要】
LED点阵显示屏是由多个独立的LED发光二极管封装而成的一种新兴显示器件。 它可以显示数字或符号， 通常用来显示时间、速度、系统状态等。文章给出了一种基于AT89C51单片机的16×16 点阵LED显示屏的设计方案。包括系统具体的软件流程图，硬件设计方案和部分汇编语言程序等方面。在负载范围内，只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展，是一种低廉成本的图文显示方案。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】AT89C51；LED；单片机
引言 1
一、系统方案论证 2
（一）系统结构设计 2
（二）模块的方案选择和说明 3
二、各单元电路说明 4
（一）AT89C51单片机介绍 4
（二）单片机复位电路 4
（三）时钟电路 5
三、LED显示模块设计 6
（一）LED点阵屏介绍 6
（二）点阵ＬＥＤ显示屏的外观与引脚 6
（三）驱动模块 7
四、系统的程序设计 12
（一）点阵显示原理 12
（二）主程序设计 12
（三）系统驱动设计 13
五、系统仿真软件介绍 14
（一）Keil软件 14
（二） keil编译调试 14
（三） Proteus软件及其仿真 14
总结 16
致谢 17
参考文献 18
附录一：点阵电路原理图 19
附录二：点阵电路PCB封装图 20
附录三：主要汇编程序清单 21
引言
随着显示器与科学技术的发展, LED显示屏在国民经济中得到了广泛的应用。在医学、飞机场、港口、金融业、体育场馆、车站、高速公路等大众场所的信息显示都能够见到它的身影。LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的显示屏幕，它一直在平板显示领域扮演着重要的角色，具有使用寿命长、可靠性高、性能价格比高、使用成本低等特点，并且在今后很长的一段时期内有非常大的发展前程。如今正向着更高耐气候性、更高亮度、更高的发光密度、更高的发光均匀度、可靠度、全色化目标发展。
该课题的设计不仅对LED显示屏这个行业有了进一步的了解和认识，而且让我们掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法。而且让我们对所学的理论知识进行应用与设计，进一步提高了对理论知识的理解。所以，此课题的设计无论是对自己的能力的培养还是对我国LED显示技术的认识都有非常现实的重要意义。
本文研究的单片机控制模块是采用AT89C51单片机作为控制核心，其他相关的外围电路构成，时钟信号电路是采用普通晶体时钟源，其中晶体用12MHZ的石英晶振，复位电路通常都使用上电复位。显示模块通常显示稳定的图文信息。它的只要驱动模块都是采用74LS154或者74LS595作为它的控制核心，别的相关的外围电路组成本系统的模块。
一、系统方案论证
16ｘ16的点阵总共有16*16=256个发光二极管，因为单片机的端口没有256个，只能采用锁存器来扩展端口的方法，按照8位的锁存器来计算的话，16ｘ16的点阵一共需要256/8=32个锁存器。这个数字有点大，因为这只是16ｘ16的点阵，在日常应用中的显示屏幕的所花成本将会很大。所以同时控
由控制电路到驱动器的数据传输方式可以采取并行方式也可以采取串行方式。采取并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大,因此并行传输的方案是不可行的。采用串行传输的方法，可以节约硬件的制作成本。但是，串行传输过程较长，留给行显示的时间就太少了，以至影响到LED的完度，因此要采用重叠处理的方法，由列数据的前期工作来想，它可以完成串入并出的移位功能；由列数据的显示来想，应该能完成并行锁存的功能。这样一来，该行将准备好的数据输入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就能准备下一行的列数据工作，且不会阻碍本行的显示。
（一）系统结构设计
本课题以AT89C51单片机为控制核心设计一个中文显示的点阵系统，用单片机点阵显示屏等设计出一个16ｘ16点阵的LED电子显示屏的设计。系统主要由电源模块、时钟信号电路、复位电路、驱动模块、单片机控制模块、显示模块等，即系统结构框图如下图1.1。
（二）模块的方案选择和说明
1.单片机控制模块
采用89C51芯片作为硬件核心，采用Flash ROM，内部具有4KB ROM存储空间，有多次擦写，而且与MCS-51芯片完全兼容。
2.时钟信号电路
可以采取用普通晶体时钟源提供脉冲信号的方式，这种设想方案可以减少芯片的使用，降低成本。
3.复位电路
采用上电复位，电路第一次通电时对系统进行一次复位，然后系统执行预定方案。
4.显示模块
采用16ｘ16点阵LED显示屏，16ｘ16点阵屏的功能同4块8ｘ8点阵屏所组成的16ｘ16点阵屏功能相同，但是更为美观小巧美观，且单块16ｘ16和4块8ｘ8点阵屏价格相等。
5.驱动模块
使用动态扫描方法，可以把三极管驱动并联在一起的LED发光管的一端，LED发光管的另一脚通过I∕O口,控制其亮灭。列驱动电路由集成电路74HC595构成，它的结构是由一个采用8位串入并出的移位寄存器还有一个8位输出锁存器所组成，同时移位寄存器与输出锁存器的控制都是相对独立的，都能够在显示本行各列数据的时候，又能传送下一行的列数据，因而获得重叠处理的目的。
行驱动电路主要是要完成译码功能，用的是芯片74LS154。74LS154芯片本身具有4∕16线译码功能，其功能与2块74LS138级联实现4∕16线译码一样，但是相比74LS138少用一片芯片。
二、各单元电路说明
（一）AT89C51单片机介绍
AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS8位单片机，AT89C51单片机为40引脚双列直插芯片，有四个I∕O线都能独立地输入或输出。片内通用8位中央处理器与FLASH存储与读取单元，功能强大，应用极其的广泛。其引脚配置见图2.1。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/4554.html
