LED汉字点阵总结报告.doc

电子技术综合设计 总结报告 姓 名： 学 号 专业与班级： 设计题目：LED点阵显示系统设计 时 间： 2012 ～ 2013 学年第（1）学期 指导教师： 成 绩： 日 期： 一：课题任务 采用单片机和LED点阵显示模块设计实现组合点阵信息显示。能显示16X16点阵图文LED显示屏，要求能显示图文或文字，显示图文或文字应稳定、清晰，图文或文字显示。 二：方案设计 2.1 总体设计 列驱动器 单 片 机 电源 16X16LED显示点阵 行驱动器 2.2 设计论证 图文显示一般有静态和动态显示两种方案，静态方案虽然设计简单，但其使用的管脚太多，如本设计中16ｘ16的点阵共有256个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，16ｘ16的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是16ｘ16的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。 动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如16行）的同名列共用一套驱动器。具体就16ｘ16的点阵来说，把所有同1行的发光管的阳极连在一起，把所有同1列的发光管的阴极连在一起（共阳极的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；以此类推，第16行之后，又重新燃亮第1行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。 一个16×16的LED显示屏行和列各有16支引脚，不能单靠51单片机的端口驱动所以必须要对单片机的端口个数进行扩展。经常采用的端口扩展方法是用串并转换芯片进行译码。常用的串并转换芯片有74LS154（4线-16线译码器）、74LS164（8位串并转换器）、74HC595等。51系列单片机端口低电平时，吸入电流可达２０ｍＡ，具有一定的驱动能力；而为高电平时，输出电流仅数十μＡ甚至更小（电流实际上是由脚的上拉电流形成的），基本上没有驱动能力，所以单片机不能直接驱动LED显示屏显示。在单片机和显示屏之间还需要增加以功能放大位目的的驱动电路。 本设计采用点阵的分块扫描，即一个16×16LED点阵是由4个8×8LED点阵构成，扫描时分时扫描4个点阵。这样一个点阵的8个阳极端可用单片机的8个P0口驱动。由于单片机驱动能力不够，所以在 P0口和点阵的阳极之间增加一个74HC573锁存器，这样可以增加阳极端的驱动电流。LED点阵的阴极端分别采用四个74HC138译码和驱动。 三：电路设计 单片机系统及其管脚 常用的时钟电路设计有两种方式,一种是内部时钟方式，一种是外部时钟方式。本实验采用内部时钟方式，将XTAL1与XTAL2之间跨接一个石英晶振和微调电容，从而构成一个稳定的自激震荡器。电容值取30pF左右，其大小将影响震荡频率的高低、振荡器的稳定性和起振的快速性。为减少线间的寄生电容，晶振和电容应尽能安装得与单片机靠近，保证晶振稳定可靠的工作。如图 点阵及驱动部分 行驱动部分采用P0口串接一个74HC573，当锁存使能端LE为高时，这些器件的锁存对于数据是透明的（也就是说输出同步）。当锁存使能变低时，符合建立时间和保持时间的数据会被锁存。 由于它的同步作用，即输出和P0口的数据输出是一样的，但由于74HC的拉电流可以达到35毫安，比一般单片机的要高，所以可以用来驱动点阵。管脚图如下 列驱动部分采用74HC138驱动。 P2.3=1，P2.4=1，P2.5=1，P2.1时，分别选通一个138译码器，输出扫描码给对应的点阵。 电路原理图见附录A 四：程序设计 程序主要由开始、初始化、主程序、子程序、字库组成。其中主程序和子程序的流程图为： 程序见附录C 五： 系统调试 系统调试主要是调试各部分的焊接是否合格和各芯片的输出输入电压是否符合设计要求，最后测试各硬件部分能否完成设计功能。因此把硬件调试按照以下四部分分步来进行： （1）测试所有焊点是否有短路和虚焊的现象存在； （2）通电测试所有硬件芯片的输入输出电压是否在设计要求的范围内； 1 短路与虚焊检测 检测工具为万用表，使用万用表的短路报警功能，逐个测试相临的两个焊点检测是否短路。按照电路图检测需要连接的两