基于51单片机16LED点阵的设计.doc

南华大学 《单片机》设计报告 16×16点阵显示屏的设计 姓 名： 王佳杰 学 号： 20114400218 专业班级： 通信1102班 指导老师： 朱卫华 所在学院： 电气工程学院 2014年6月 15 日 摘要 本设计使用简单单片机AT98C52作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动16×16的点阵LED显示屏。在本设计中主要用两个74HC595来驱动16×16点阵显示屏的列，用一个74HC154来驱动16×16点阵显示屏的行，可以最终实现字符的上下左右移动。也就是说，硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。从而可以实现一个室内用的16×16点阵LED图文显示屏，在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰，图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。最后，利用烧录器可以很方便的实现单片机与PC机等外围存储设备的数据传输，并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化，另一方面，LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成。LED点阵显示屏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MCS-51单片机的16×16 点阵LED显示屏的设计方案。包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分C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,是一种成本低廉的图文显示方案。 目录 摘要 2 1 概述 4 1.1 LED及LED显示屏 4 1.2 功能要求 4 1.3 方案论证 4 1.4 LED点阵的选取 5 1.5 LED点阵引脚说明 6 1.6 LED点阵拼接方式 6 2 系统总体方案及硬件设计 7 2.1 显示屏总体设计方案 7 2.2 列驱动电路 7 2.2.1 74HC595引脚图 7 2.2.2 74HC595管脚说明 8 2.2.3 74HC595在电路中的连接 8 2.3 行驱动电路 9 2.3.1 74HC154概述 9 2.3.2 74HC154引脚图 10 2.3.3 74HC154管脚说明 10 2.3.4 74HC154在电路中的连接 10 2.4 点阵恒流驱动电路 11 2.5 单片机系统及外围电路 11 3 软件设计 12 3.1 显示驱动程序 12 3.2 系统主程序 13 4 Proteus软件仿真 14 4.1 Proteus软件简介 14 4.1 proteus仿真过程 15 4.3 proteus仿真效果图 15 5 课程设计体会 16 参考文献 17 附1 源程序代码 18 附2 系统原理图 27 附3 实物图 28 1 概述 1.1 LED及LED显示屏 LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。在实际应用中的显示屏由于成本和可靠性的因素常采用一种称为动态扫描的显示方法。LED 就是Light Emitting Diode（）16×16点阵LED图文显示屏，要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰，图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。 1.3 方案论证 16×16的点阵显示屏共有256个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果我们采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，16×16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16×16的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大的多，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）的同名列共用一套列驱动器。具体就16×16的点阵来说，我们把所有同一行的发光管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的阴极连在一起（共阳的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第一行使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第二行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；…… 第十六行之后又重新燃亮第一行，这样反复轮回。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，我们就能看到显示屏上稳定的图形了。 采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但是，串行