《微机原理与接口技术》课程设计-LED显示系统设计汇.doc

目 录 引言 1 1 设计任务 2 2 系统方案设计 3 2.1 处理器选择 3 2.2 驱动电路设计 3 2.3 程序方案设计 4 3 电路设计 5 3.1 元器件介绍 5 3.1.1 8255可编程并行接口芯片 5 3.1.2 三种译码器 6 3.1.3 并入串出接口芯片74166 6 3.1.4 串入并出接口芯片74595 7 3.2 各部分电路设计 8 3.2.1 64x64LED点阵连接 8 3.2.2 行驱动电路设计 9 3.2.3 列驱动电路设计 9 3.2.4 整体电路图 10 4 程序设计 12 4.1 程序流程图 12 4.2 各部分功能的程序实现 13 4.2.1 汉字的二进制编码 13 4.2.2 汉字显示的程序实现 14 4.2.3 延时子程序 15 5 小结体会 16 参考文献 17 附录 18 引言 LED（Light Emitting Diode），发光二极管，是一种固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长决定光的颜色，是由形成P-N结材料决定的。LED的特点非常明显，寿命长、光效高、无辐射与低功耗。×64矩阵形式的LED显示“玉兔迎春”四个字，要求每个字依次3s显示后再共同形式5s，周而复始。 要求： ① 选择合适的芯片；利用8086或单片机配套其他需要的芯片设计硬件电路。 ② 设计原理电路；利用已知芯片设计可实现要求功能的电路。并利用画电路图软件绘制出硬件电路图 ③ 画出电路图；利用画电路图软件绘制出硬件电路图，并解释个部分电路功能。 ④ 编写出相应的程序；画出程序流程图，并利用8086或单片机的指令集写出实现要求功能的汇编程序或C程序。 ⑤ 撰写设计说明书，内容包括：摘要（中英文对照）、目录、正文、参考文献、附录。正文部分包括：方案论证、硬件设计说明（芯片选择、硬件连接图及说明、地址分析等）、软件设计说明（参数计算、流程图设计及说明等）、课程设计收获及心得体会。 2 系统方案设计 本设计中方案设计主要包括处理器选择、驱动电路设计和程序设计三部分，下面逐次介绍各种设计方案的选择。 2.1 处理器选择 方案一：利用80C51单片机作为程序处理器，80C51单片机有4个并行I/O接口，分别为P0、P1、P2、P3，每个接口都有8个引脚，每个引脚均是双向输入输出通道，输入时可以实现资料所存，输出时可以实现数据缓冲。 方案二：利用8086CPU作为程序处理器，8086CPU为16位机，有16根数据线，20根地址线，一般情况下，8086CPU引脚不直接和外部设备相连，而多是与外设驱动接口电路相连实现对外设的间接控制。 由于本学期我们微机原理课程学习8086处理器，所以本设计中优先采用8086CPU作为程序处理器。 2.2 驱动电路设计 方案一：静态锁存显示，将LED点阵阳极接高电平，阴极接低电平，这种方式电路接线简单，显示方式单一，控制程序也简单，但是其耗费接口的引脚，硬件开支大，在LED点阵规模较大时将无法实现电路连接。 方案二：动态扫描显示，该方法是指显示屏共用一组列驱动寄存器，然后通过行驱动管的分时工作，使每行数据显示一定时间，循环显示，只要循环频率大于24Hz，即可利用人眼的视觉暂留效应使人感觉如同同时显示所有数据一般，该方法控制方式多样，接口引脚需要较少，但是电路接线复杂，一般用在LED点阵规模较大时。 本设计中由于为64x64LED点阵，规模较大，故采用动态扫描显示方案。其模型如图2-1所示。 图2-1 动态扫描方案图 2.3 程序方案设计 本设计采用8086控制器，为了提高程序运行速度，本设计采用汇编编程语言，具体设计方案将在下面程序设计中解释。 3 电路设计 本设计中所有硬件电路均在proteus软件中完成，各器件也以proteus中为标准。 3.1 元器件介绍 本设计中硬件电路采用了8086CPU、8255A可编程并行接口芯片、2-4译码器74139、3-8译码器74138、4-16译码器74154、并入串出芯片74166、串入并出芯片74595、8x8LED点阵、TIP122和TIP127三极管等元器件，下面逐次介绍。 3.1.1 8255可编程并行接口芯片 8255A是一种通用的可编程并行I/O接口芯片，其具有3个带锁存或缓冲的数据端口，可与外设并行