单片机课设-点阵设计.doc

点阵汉字显示系统设计 学 院 计算机与控制工程学院 班 级 自动化072 姓 名 李 涛 学 号 2007022080 指导教师 曹 伟 2010年6月26日 点阵汉字显示系统设计 本文阐明用单片机控制单色显示屏的方法，对LED显示模块单元如何进行行列信号控制及信号传输中的驱动问题进行了研究。讨论了单片机控制系统中关键的数据处理以及发送问题，结果表明采用并行数据输入、串行数据及同步时钟输出的专用电路可大大减少CPU的辅助时间，提高数据的发送速度。 1.设计内容与要求 构建一个单片机应用系统，用来控制点阵汉字显示，汉字显示内容“天津电子信息职业技术学院”，单片机的应用系统由硬件和软件两部分组成。硬件系统需要围绕单片机芯片组建一个能完成特定应用功能的硬件组合实体。软件系统需要借助其它微型计算机配之以相应的软件进行编程。最终通过LED发光二极管构成16*16的点阵，来显示汉字，显示的过程和显示的内容也可以自己发挥。 2．系统总体方案设计LED驱动显示采用动态扫描方法，动态扫描方式是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套列驱动器。以16×16点阵为例，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1行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第2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；…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），每行LED的点亮时间占总时间的1／16由于人眼的视觉暂留现象，就能看到显示屏上稳定的图形。该方法能驱动较多的LED，控制方式较灵活，而且节省单片机的资源。 显示数据传输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。但串行传输过程较长，数据按顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都已传输到位之后，这一行的各列才能并行地进行显示。对于串行传输方式来说，列数据准备时间可能相当长，在行扫描周期确定的情况下，留给行显示的时间就太少了，以致影响到LED的亮度。 采用串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾，可以采用重叠处理的方法。即在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据。为了达到重叠处理的目的，列数据的显示就需要有锁存功能。对于列数据准备来说，它应能实现串入并出的移位功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串行移位寄存器就可以准备下一行的列数据，而不会影响本行的显示。 共阳型LED点阵单元（8X8）的结构示意图如图，由行输入高电平点亮。 图2 LED点阵单元结构示意图 3．系统硬件电路的设计 硬件电路大致上可以分为单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。 本系统由AT89C52构成单片机最小应用系统．同时配有11．0592 MHz晶振和按键复位电路等。系统外扩的一片Flash存储器29F040为数据存储器，可用来存储由PC机串口送来的点阵信息(通过软件将图像或文字转 换成与LED显示屏的像素相对应的点阵信息)。该Flash存储器是一种非易失性存储器，它在供电电源关闭后仍能保持片内信息。由于29F040的容量为 512 KB，而AT89C52只能管理64KB的数据空间，所以，需将29F040分成8页，每页 64KB。其页码可由单片机的P3．2~P3．4来选择。另外，采用MAX232可完成RS232与TTL电平的转换，以便使PC机与单片机交换信息。 3.2 列驱动电路 列输入驱动由八个8位串行输入，串行或并行输出三态移位寄存器74HC595实现。该芯片具有串行输入、并行输出两个独立的时钟信号。输入数据在串行移位时钟SRCLK上升沿由串行输入端SER输入到芯片内部串行移位寄存器中，同时,SQH端串行输出；在锁存时钟信号RCLK上升沿到来时，芯片将内部串行移位寄存器8位数据并行输出。正常工作时，应将复位端SRCLR与使能端RCLK分别接高电平、低电平。单片机输出信号直接与串入并出移位寄存器74HC595的锁存器输出端连接。 它的输入侧有