基于8951单片机的点阵LED字符显示器.docVIP

单 片 机 课 程 设 计 题目： 8*8点阵LED字符显示器 专业： 班级： 姓名： 指导教师： 完成日期： 目录 设计任务和要求 1.1设计任务 1.2设计要求 方案论证 系统硬件电路 3.1设计思路 3.2单片机的时钟电路 3.3单片机的复位电路 3.4按键以及接口设计 3.5显示器及接口设计 3.6驱动电路的设计 系统软件设计 4.1主程序 4.2初始化程序 4.3显示程序 调试 5.1硬件调试 5.3整机的调试与测试 5.2软件调试 结论 参考文献 第一章 设计任务和要求 1.1设计任务 设计一个8*8点阵LED字符显示器。 1.2设计要求 利用单片机对整个系统进行总体控制。显示“HERO”四个字符，并且有三种显示方式，分别为逐字显示，向上滚动显示，向左滚动显示。其中显示字模数据由单片机输入显存，点阵的点亮过程有程序控制，由驱动电路完成。 第二章 方案论证 单片机控制的时钟电路，根据不同的要求有不同的设计思路，根据我们现在的水平和现有的设计能力，我们选择了比较简单的那种电路，但是，也有两种可以选择的方案。 方案一：采用静态锁存方式，将每一个LED发光二极管的一端接至单片机的一个I/O口，另一端通过电阻接电源。这种方法可以直接驱动LED。原理简单，驱动能力强，LED的亮度可以通过限流电阻调节，非常方便，但这种方法太浪费单片机的I/O口，只适合于较小的系统。 方案二：采用动态扫描方式，通过三极管驱动并联在一起的LED发光管的一端，LED发光管的另一只引脚接通用I/O口，控制其亮灭。该方案能驱动较多的LED，控制方法较灵活，而且节省单片机资源。 综上比较两种方案，系统设计中采用方案二。 第三章 系统硬件电路设计 根据设计要求与方案论证，硬件电路设计结构有：时钟电路、复位电路、按键接口电路、点阵显示共阴极驱动电路、点阵显示阳极电路和8*8点阵显示电路。 3.1设计思路 本显示器采用AT89C52单片机作控制器，12MHz晶振，8*8点阵共阴LED显示器，能显示“HERO”四个字其中：P0作为字符数据输出口，P2为字符显示扫描输出口，第31脚（EA接电源），P1.0~P1.2口分别接开关K1、K2、K3，其中K1为逐字显示，K2为向上滚动显示，K3为向右滚动显示。驱动用NPN三极管。 3.2单片机的时钟电路 此处采用内部时钟方式，利用其内部的振荡电路在XTAL1和XTAL2引线上外接定时元件，内部振荡电路产生自激振荡。在XATL1和XTAL2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器。其中晶振选用12MHz的石英晶体，电容器使用33PF。 3.3单片机的复位电路 本设计采用按键复位方式。 3.4按键以及接口设计 本设计按键较少，采用独立式按键简单而方便。各键互相独立，每个按键各接一根输入线，一根输入线上的按键工作状态不会影响其它输入线上的工作状态。因此，通过检测输入线的电平状态很容易判断哪个按键被按下了。在此电路中一般采用上拉电阻，这是为了保证在按键断开时，各口有确定的高电平。 3.5显示器及接口设计 本次设计中采用8*8点阵LED显示器，简称LED点阵或LED矩阵板。它是以发光二极管为像素，按照行与列的顺序排列起来。设计中用到的是共阴极的显示器。对于行和列的电平进行扫描控制是，可以达到显示不同汉字的目的，写出编码，然后写入单片机的数据存储单元中。采用单片机进行控制时，连接点阵显示器的共阴极需经驱动三极管与单片机的P2口连接，而共阳极需经限流电阻与单片机的P0口相连。在变成控制时，将8*8点阵LED显示分成行和列两部分，字符数据从P0口输出。扫描控制字从P2口输出，每一列有一个字节的数据组成，数据可一次送入，然后扫描一行，显示一个字符需要扫描8次。 3.6驱动电路的设计 显示器驱动是一个非常重要的问题，如果驱动能力差，显示亮度就低；而驱动器长期在超负荷下运行则容易损坏。如果是静态显示，则LED驱动器的选择较为简单，只要驱动器的驱动能力与显示器的工作电流匹配即可。动态显示则不然，由于一位数据的显示是由段选和位选信号共同配合完成的，因此，必须同时考虑段选和位选的驱动能力，而且段选的驱动能力决定位选的驱动能力。本设计中，因为采用了8*8点阵LED显示器，用89C52单片机进行控制，因此它适用于按扫描方式动态显示多个字符数据，所以我们只选用了8个NPN型三极管作为驱动显示的电路。 第四章 系统软件设计 4.1主程序 主程序在刚上电时对系统进行初始化，然后读一次键开关状态，由键标志位值（00H，01H，02H）决定显示的方式。 4.2初始化程序 在系统初始化时，对4个端口进行复位，将显示用的