LED點陣廣告牌系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計

1、led 點陣廣告牌系統(tǒng)設(shè)計點陣廣告牌系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 隨著 led 技術(shù)日趨成熟，在汽車、廣告、日常生活等諸多領(lǐng)域都可以看見 led 點 陣顯示屏的身影，目前高亮度 led 已可以產(chǎn)生紅、綠、藍三原色的光，可以組成大型 單色、雙色和彩色 led 顯示屏，常見的應用是文字顯示及氣象預報圖像，另外，也盛 行使用 led 顯示屏作為廣告招牌。因此，led 在各個領(lǐng)域有廣泛的應用。 本文介紹了一種基于單片機的 led 點陣廣告牌系統(tǒng)，系統(tǒng)是以 at89s51 單片機為 核心實現(xiàn) led 點陣漢字的顯示。本文分別從硬件設(shè)計和軟件實現(xiàn)給予詳盡的描述。硬 件部分由行驅(qū)動模塊、列驅(qū)動模塊以及 led 點陣顯示

2、模塊組成；軟件部分采用簡單流 通性強的 c 語言編程，實現(xiàn)不同的顯示方式、顯示不同的點陣漢字、調(diào)速。此 led 點 陣顯示系統(tǒng)是基于 at89s51 單片機的控制，采用這種方法設(shè)計的 led 點陣顯示系統(tǒng)成 本低、易于實現(xiàn)。 【關(guān)鍵詞】at89s51 單片機；led 點陣漢字； 【論文類型】應用型 title: led dot billboards system design major: electronic and information engineering name: liya signature: supervisor: zhang xiao li signature: abstr

3、act with the led technology matures, many fields of automotive, advertising, and daily life can be seen the figure of the led dot matrix display. at present, high-brightness leds can produce red, green and blue light and can form a large monochromethe two-color and color led display. the common appl

4、ication is the image of text display and weather forecasts. in addition the prevalence of the use of led display advertising signs. therefore, the led has a wide application in various fields. this article describes a microcontroller-based led dot matrix billboard system and the at89s51 microcontrol

5、ler is the core of chinese characters of led dot matrix display system the article give a detailed description separately from the hardware design and software. the hardware part is made of the line driver module, the column driver module and led dot matrix display module and software part simple li

6、quidity of the c programming language. so can present a different display mode , a variety of dot matrix characters display and different space system is controlled by at89s51 microcontroller. the led dot matrix display system using this method designed is low-cost and easy to implement. 【key words】

7、at89s51 single-chip microcomputer(scm); led dot matrix characters 【type of thesis】applied type 目 錄 1 緒論 .1 1.1 led 點陣漢字顯示系統(tǒng)背景 .1 1.2 led 點陣漢字顯示系統(tǒng)概述 .2 2 led 點陣漢字顯示系統(tǒng)總體方案設(shè)計.3 2.1 移位寄存器 74hc595 控制列（方案一）.3 2.2 譯碼器 74hc154 控制列（方案二） .4 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 .5 3.1 芯片選擇.5 1）mcs-51 單片機.5 2）1664led 點陣顯示.8 3.2 led 點陣漢字

8、 protues 仿真原理 .10 3.2.1 88led 點陣構(gòu)成 1616led 點陣 .10 3.2.2 led 點陣顯示系統(tǒng)的 protues 仿真 .11 3.2.3led 點陣系統(tǒng)顯示仿真結(jié)果 .12 3.3 led 點陣顯示系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 .14 3.3.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 .14 3.3.2 33 矩陣鍵盤 .15 4 軟件程序設(shè)計 .18 4.1 led 點陣系統(tǒng)主程序流程圖 .18 4.2 led 點陣系統(tǒng)主程序關(guān)鍵代碼 .18 4.3 33 的矩陣鍵盤掃描流程圖 .19 4.4 33 的矩陣鍵盤掃描程序 .20 5 總結(jié) .22 致謝 .23 附錄. led 點陣顯

9、示系統(tǒng)電路圖.24 附錄. led 點陣顯示系統(tǒng) pcb 圖.25 附錄. led 點陣顯示系統(tǒng)實物圖.26 附錄. led 點陣顯示系統(tǒng)主要程序.28 參考文獻 .34 1 緒論 1.1 led 點陣漢字顯示系統(tǒng)背景 由于單片機技術(shù)的不斷發(fā)展和高亮度led 發(fā)光管的出現(xiàn),使得大屏幕高亮度電子廣 告屏成為可能。與傳統(tǒng)的顯示設(shè)備相比，led顯示設(shè)備具有明顯的優(yōu)勢：led 屏色彩 豐富，顯示方式變化多樣、亮度高；led 屏可以隨意修改顯示內(nèi)容；led 顯示屏可用 來與計算機屏幕同步。另外，它以其超大畫面、超寬視覺、靈活多變的顯示方式等獨居 一格的優(yōu)勢，廣泛應用于金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛

10、樂等方面。 led電子顯示屏是利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示 屏幕，它具有高清晰度、色彩鮮艷、視角大、工作穩(wěn)定、壽命長、功耗低等優(yōu)點。由干 采用單元模塊化結(jié)構(gòu)，屏體大小可按用戶要求靈活拼制，它的超高亮度，使它在戶內(nèi)外 顯示中具有不可替代的作用。 我國在1997年針對該行業(yè)發(fā)布了電子行業(yè)標準sj/t111411997led顯示屏通過 規(guī)范 ，此標準規(guī)定了led顯示屏的定義、分類、技術(shù)要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則以及 標志、包裝、運輸、儲存要求。它適用于所有l(wèi)ed顯示屏產(chǎn)品，已成為led顯示屏生產(chǎn) 廠家設(shè)計、制造、測試、安裝、驗收、使用、質(zhì)量檢驗和制定各種技術(shù)標注、技術(shù)文件

11、的主要依據(jù)。多年時間表明，它對led顯示屏產(chǎn)品質(zhì)量的提高以及行業(yè)的健康發(fā)展起到 了不可估量的作用。由于科技的發(fā)展，led顯示屏的性能不斷增加，功能不斷完善，質(zhì) 量不斷提高，該標準在2003年修訂為sj/t111412003led顯示屏通用規(guī)范 ，由信息 產(chǎn)業(yè)部發(fā)布實施至今。 本文提供了一種成本低廉的漢字點陣 led 顯示方案，該方案采用常用的 5l 系列單 片機和可以級聯(lián)擴展的顯示電路，可適用于許多需要漢字和圖形顯示的場合。本設(shè)計的 led 點陣顯示系統(tǒng)采用字模提取軟件，其顯示和動態(tài)效果的實現(xiàn)主要依靠硬件掃描驅(qū)動， 該方法方便，且易于實現(xiàn)。本文對點陣顯示原理進行了深入的研究，對單片杌控制系統(tǒng)

12、及顯示驅(qū)動屯路進行了分析。介紹了單片機控制程序的設(shè)計方法。設(shè)計和制作了基于 5 1 系列單片機控制系統(tǒng)的 641 6led 點陣顯示屏。該系統(tǒng)對 led 顯示屏的驅(qū)動采用動 態(tài)掃描驅(qū)動方式，可以實現(xiàn)不同的動態(tài)顯示效果。 1.2 led 點陣漢字顯示系統(tǒng)概述 該系統(tǒng)采用 at89c52 單片機做控制器，整個電路主要由單片機控制及其接口電路、 驅(qū)動顯示電路、電源電路、33 矩陣鍵盤、1664led 點陣等部分組成。為了簡化顯 示屏電路，降低成本，該系統(tǒng)在單片機部分不加字庫存儲器，而采用字模提取軟件提取 漢字字型碼，利用單片機讀取顯示字型碼。通過驅(qū)動電路對 1664 共陽極 led 點陣進 行動態(tài)列

13、掃描，以實現(xiàn)點陣漢字的的顯示，33 矩陣鍵盤控制實現(xiàn)不同的顯示方式、顯 示不同的點陣漢字、調(diào)速。顯示電路由 74hc154 作為列驅(qū)動、74ls273 控制 1664led 點陣的行。 2 led 點陣漢字顯示系統(tǒng)總體方案設(shè)計 2.1 移位寄存器 74hc595 控制列（方案一） 控制電路主要由單片機at89c51、33矩陣鍵盤和片外ram構(gòu)成。結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1 所示。80c51的pl口負責將顯示數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示電路。p0口與p2口負責于片外ram及內(nèi) 存通訊，即作數(shù)據(jù)線也作地址線。33矩陣鍵盤控制實現(xiàn)不同的顯示方式、顯示不同的 點陣漢字、調(diào)速。結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示 圖2.1 控制電路結(jié)構(gòu)框

14、圖 顯示電路主要由兩片譯碼器74ls138、8片行驅(qū)動4953(每片控制兩行)、8片列驅(qū)動 74hc595(每片控制八列)和16片1588共陽極二極管點陣模塊(88)構(gòu)成。這就決定了本 led顯示屏是1664點陣。本屏通過33矩陣鍵盤左移、右移顯示“通信學院電子信息 工程” ，控制點陣漢字的暫停、開始。結(jié)構(gòu)框圖如圖2.2 輸入 圖2.2 顯示電路控制結(jié)構(gòu)框圖 單片機 at89c51 33 矩陣鍵盤 片外 ram 數(shù)據(jù)緩沖輸出 行掃描 控制電路 行驅(qū)動 1664led 點陣 列驅(qū)動 列顯示數(shù)據(jù) 2.2 譯碼器 74hc154 控制列（方案二） 該系統(tǒng)由at89c52最小系統(tǒng)、1664led點陣顯

15、示屏、列驅(qū)動電路、行驅(qū)動電路、 33矩陣鍵盤構(gòu)成。at89c52為主控芯片，顯示屏由16塊88led共陽極連接組成，其 列驅(qū)動電路由4塊4-16線譯碼器74hc154構(gòu)成，輸出列選信號，行驅(qū)動電路由2片 74ls273構(gòu)成。本屏通過33矩陣鍵盤左移、右移顯示“通信學院電子信息工程” ，控制 點陣漢字的暫停、開始。 ，控制顯示系統(tǒng)框圖如圖2.3 圖 2.3 led 點陣系統(tǒng)框圖 方案一、方案二均可實現(xiàn) led 點陣漢字的顯示，均采用基于 keil c51 的編程，故 都具有較好的移植功能，程序可讀性強。模塊化的設(shè)計使程序看起來更加簡潔，可非常 方便地任意修改所要顯示的漢字。方案一用移位寄存器 7

16、4hc595 控制列，易于擴展 led 點陣，但行驅(qū)動、列驅(qū)動所用芯片過多，pcb 版成本過高；方案二用 4-16 線譯碼 器控制列，不易擴展 led 點陣，但使用芯片較少，制作簡單、方便，pcb 版成本較低。 通過比較，方案二成本低、制作方便，故選擇方案二實現(xiàn) led 點陣顯示系統(tǒng)。 at89c51 電源電路 復位電路 時鐘電路 行驅(qū)動 列驅(qū)動 33 矩陣控制鍵盤 1664 led 點陣 顯示屏 3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 3.1 芯片選擇 1）mcs-51 單片機 1.mcs-51 系列單片機 mcs-51 是指 intel 公司于 1980 年推出的新一代 8 位單片機系列產(chǎn)品（8051） 。

17、從 嚴格意義上講，其他所有具有 8051 指令系統(tǒng)的單片機都不應直接稱為 mcs-51 系列單 片機，mcs 只是 intel 公司專用的單片機系列符號。 mcs-51 系列單片機及其兼容產(chǎn)品通常分為以下幾類： 基本型：典型產(chǎn)品有 8031/8051/8751?；拘筒捎?hmos 工藝，片內(nèi)集成有 8 位 cpu，片內(nèi)駐留 4k8 位的 rom(8031 片內(nèi)無)，128b 的數(shù)據(jù)存儲器（ram）以及 21 個特殊功能寄存器，32 條 i/o 接口線，1 個全雙工的串行 i/o 口（uart）,2 個 16 位 的定時/計數(shù)器，5 個中斷源和 2 級中斷。數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的尋址能力為

18、128kb，指令系統(tǒng)除加、減、乘、除運算外，還提供了查表和位操作指令，主時鐘頻率 為 12mhz，運算速度增強。 增強型：典型產(chǎn)品有 8032/8052/8752。與基本型的差異在于內(nèi)部 ram 增到 256b，8052、8752 的內(nèi)部程序存儲器擴展到 8kb，16 位定時/計數(shù)器增至 3 個。 低功耗型：典型產(chǎn)品有 80c31/87c51/80c51。其基本結(jié)構(gòu)和功能與基本型相同。 由于采用 cmos 工藝，因此適于電池供電或其他低功耗的場合。 專用型：典型產(chǎn)品有 8044/8744。在基本型的基礎(chǔ)上用一個 hslc/sdlc 通信控 制器取代了基本型的 uart，適用于總線分布式多機測控

19、系統(tǒng)。 超 8 位型：典型產(chǎn)品有 philips 公司的 80c552/87c552/83c552 系列單片機。其 基本結(jié)構(gòu)和功能與 mcs-51 系列完全相同，但又將 msc-96 系列（16 位單片機）i/o 部 件如高速輸入/輸出（his/hso） 、a/d 轉(zhuǎn)換器、脈沖寬度調(diào)制（pwm） 、看門狗定時器 （wdt）等移植進來構(gòu)成新一代 mcs-51 產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的功能介于 mcs-51 和 msc- 96 之間，目前已得到了較廣泛的適用。 片內(nèi)閃爍存儲器：典型產(chǎn)品有 atmel 公司的 at89c52 單片機。其內(nèi)部含有 flash 存儲器，使得存儲和程序改寫更加方便，從而受到了應用

20、設(shè)計者的歡迎。 mcs-51 系列以及 80c51 系列單片機有多種類型，它們是具有 mcs-51 內(nèi)核的各 種型號單片機的基礎(chǔ)，也是各種增強型、擴展型等衍生品種的核心。 2. mcs-51 單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu) mcs-51 單片機的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu)如圖 3.1 所示 p0口驅(qū)動器p2口驅(qū)動器 p1口驅(qū)動器p3口驅(qū)動器 ram地址 寄存器 ram p0口 鎖存器 p2口 鎖存器 rom 堆棧 指針 地址鎖存器 緩沖器 pc增量器 程序計數(shù)器 數(shù)據(jù)指針 寄存器btmp2tmp1 acc psw alu 定時 和控制 指令 寄存器 osc p1口 寄存器 p3口 寄存器 p1.0-p1.7p3.0-p3.

21、7 p0.0-p0.7p2.0-p2.7 vcc gnd psen ale/prog ea/vpp rst scon tmodtmodpcon th0tl0th1tl1 sbuf (tx) sbuf (rx) ipie 中斷、串行口 和定時器模塊 圖 3.1 mcs-51 單片機的內(nèi)部總體結(jié)構(gòu) 總體結(jié)構(gòu)圖主要包含下列的硬件資源： 8 位 cpu，片內(nèi)振蕩器 4kb/8kb 字節(jié)程序存儲器 rom 128b/256b 字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器 ram 2/3 個 16 位定時器/計數(shù)器 32 個可編程的 i/o 線（四個 8 位并行 i/o 端口） 一個可編程全雙工串行口 5/6 個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級

22、 可尋址 64kb 外部數(shù)據(jù)存儲器空間及控制電路 可尋址 64kb 外部程序存儲器空間及控制電路 有位尋址功能，適于布爾處理機的位處理機 備注：51 子系列：5 個中斷源，2 個定時器，8051 掩模 rom、ram128b、4kbrom 8031 / 8051 / 8751 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 p10 p1.1 p12 p1.3 p1.4 p1.5 p1.6 p1.7 rst/vpd rxd/

23、p3.0 txd/p3.1 int0/p3.2 int1/p3.3 t0/p3.4 t1/p3.5 wr/p3.6 rd/p3.7 xtal2 xtal1 vss vcc p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 ea/vpp ale/prog psen p2.7 p2.6 p2.5 p2.4 p2.3 p2.2 p2.1 p2.0 52 子系列：6 個中斷源，3 個定時器，8052 掩模 rom，ram256b，2kbrom 3. at89c51 單片機引腳及其功能 mcs-51 單片機引腳圖如圖 3.3，其引腳按功能分為三部分：i/o 端口、控制引腳、

24、 電源與晶振引腳： 輸入/輸出引腳 p0 口（39 腳32 腳）：p0.0p0.7 統(tǒng)稱為 p0 口； p1 口（1 腳8 腳）： p1.0p1.7 統(tǒng)稱為 p1 口； p2 口（21 腳28 腳）：p2.0p2.7 統(tǒng)稱為 p2 口； p3 口（10 腳17 腳）：p3.0p3.7 統(tǒng)稱為 p3 口； 控制引腳 ale/prog (30 腳)：ale 地址鎖存使能信號 輸出端。存取片外存儲 器時，用于鎖存低 8 位地址。prog 是對于 eprom 型單片機，在 eprom 編程期間，此引 腳用于輸入編程脈沖。 mcs-51 單片機引腳圖如 圖 3.2 mcs-51 單片機引腳圖 圖 3.2

25、 所示 psen（29 腳）： 程序存儲器輸出使能輸出端。它是外部程序存儲器的讀選通信號 低電平有效 ea/vpp（31 腳）：片內(nèi)程序存儲器屏蔽控制端，低電平有效。 rst/vpd(9 腳)： 復位信號輸入端，高電平有效。備用電源 vpd 功能。 電源和晶振引腳 vcc（40 腳）：主電源正端，接+5v。 vss（20 腳）：主電源負端，接地。 xtal1（19 腳）：它是片內(nèi)高增益反向放大器的輸入端。接外部石英晶體和電容的 一端。若使用外部輸入時鐘，該腳必須接地。 xtal2（18 腳）：它是片內(nèi)高增益反向放大器的輸出端。接外部石英晶體和電容的 另一端。若使用外部輸入時鐘，該腳作為外部輸入

26、時鐘的輸入端。 2） 1664led 點陣顯示 1. 列驅(qū)動芯片 74hc154 74hc154是一種高速的cmos器件，引腳兼容低功耗肖特基ttl(lsttl)系列， 74hc154譯碼器可接受4位高有效二進制地址輸入，并提供16個互斥的低有效輸出。 74hc154 4線-16 線譯碼器/解調(diào)器 將4個二進制編碼輸入譯成16個彼獨立的輸出之一 將數(shù)據(jù)從一個輸入線分配到16個輸出的任意一個而實現(xiàn)解調(diào)功能 輸入箝位二極管簡化了系統(tǒng)設(shè)計 與大部分ttl和dtl電路完全兼容 74hc154這種416譯碼器非常適合用于高性能存儲器的譯碼器。當兩個選通輸入g1 和g2 為低時， 它可將4 個二進制編碼的

27、輸入譯成16 個互相獨立的輸出之一。真值 表如表3.1所示 inputs 輸入輸入 g1g2dcba selected output 選定輸出選定輸出(l) lllllly0 lllllhy1 llllhly2 llllhhy3 lllhlly4 lllhlhy5 lllhhly6 lllhhhy7 llhllly8 llhllhy9 llhlhly10 llhlhhy11 llhhlly12 llhhlhy13 llhhhly14 llhhhhy15 xhxxxxnone hxxxxxnone 表 3.1 74hc154 真值表 2. 行驅(qū)動芯片 74ls273 74ls273 是一種帶清除

28、功能的 8d 觸發(fā)器， 1d8d 為數(shù)據(jù)輸入端，1q8q 為數(shù) 據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作 8 位地址鎖存器。只有在清除端保持高電 平時，才具有鎖存功能，鎖存控制端為 11 腳 clk，采用上升沿鎖存。 cpu 的 ale 信號必 須經(jīng)過反相器反相之后才能與 74ls273 的控制 端 clk 端相連，真值表如表 3.2 表 3.2 74ls273 真值表 74ls273 引腳功能：1d8d 為數(shù)據(jù)輸入端，1q8q 為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)， 低電平清除，常用作 8 位地址鎖存器。引腳圖如圖 3.4，其邏輯圖如圖 3.5 圖 3.3 74ls273 引腳圖 圖 3.4 74ls2

29、73 邏輯圖 mr (1 腳)：復位 lcr，低電平有效，低電平時輸出引腳 2（q0） 、5（q2） 、6（q3） 、 9（q4） 、12（q5） 、15（q6） 、16(q7)全部輸出 0，即全部復位。當 1 腳為 高電平時,11(clk)腳是鎖存控制端，并且是上升沿觸發(fā)鎖存,當 11 腳有一個 上升沿，立即鎖存輸入腳 3、4、7、8、13、14、17、18 的電平狀態(tài)，并且 立即呈現(xiàn)在在輸出腳 2(q0)、5(q1)、6(q2)、9(q3)、12(q4)、15(q5)、16(q6)、 19(q7)上。 cp(11 腳)：時鐘輸入，高電平有效，邊沿觸發(fā) d0-d7：數(shù)據(jù)輸入 q0-q7：寄存

30、器輸出 3.2 led 點陣漢字 protues 仿真原理 3.2.1 88led 點陣構(gòu)成 1616led 點陣 從 protues 元器件庫中找出“matrix-8x8-red”元器件，將 4 塊該元器件放在文 本文檔區(qū)編輯窗口中。 然后行線連、列線分別相連，排列 led 如圖 3.5 所示 圖 3.5 排列 led 進一步組合靠攏， 1616led 點陣如圖 3.6 所示 圖 3.6 1616led 點陣 3.2.2 led 點陣顯示系統(tǒng)的 protues 仿真 整個電路主要由單片機控制及其接口電路、驅(qū)動顯示電路、電源電路、33 矩陣鍵 盤、1664led 點陣等部分組成。protues

31、 仿真原理圖如圖 3.7 所示 圖 3.7 protues 仿真原理圖 點陣的陰極驅(qū)動是由單片機的 p0 口經(jīng)過 2 片輸出緩存器 74ls237 向 1664led 點 陣輸出字型碼作為行驅(qū)動信號。點陣的陽極驅(qū)動由單片機 p0 口經(jīng)過 1 片輸出緩存器 74ls237，再經(jīng)過 4-16 線譯碼器 74hc154 譯碼后輸出列選信號，對 1664led 點陣進 行列掃描，1 片 74hc154 控制 4 個 88led，因此需要 4 片 74hc154，在進行漢字分 批顯示輸出時采用逐列掃描方式。 led 點陣顯示系統(tǒng)由 led 單片機 p1 口連接 33 矩陣鍵盤，通過鍵盤掃描控制 led

32、點陣顯示屏漢字的左右移動方向、移動速度、不同漢字間的切換、暫停等。 1664led 顯示屏通過鍵盤控制左移顯示漢字字符“通信學院電子信息工程” 、 “祝 天下有情人終成眷屬” 、 “浮名本是身外物” ，右移顯示“通信學院電子信息工程” 、 “不 著分寸也風流” 、 “祝天下有情人終成眷屬” 、 “世事如棋，乾坤莫測，笑盡英雄” 。這些 漢字可通過建立數(shù)據(jù)表格的形式進行，通過 1616 點陣漢字字模提取軟件，可提取各 顯示漢字的字模數(shù)據(jù)。通過列掃描方式把字符碼傳給 led 點陣顯示屏。某一時刻，只 有 l 行或 l 列發(fā)光二極管被對應的字模數(shù)據(jù)驅(qū)動點亮，但只要掃描間隔時間合適(一般 為數(shù)毫秒)，

33、利用人眼的視覺暫留特性，看上去整批字符就顯示在 led 點陣顯示器上。 3.2.3led 點陣系統(tǒng)顯示仿真結(jié)果 右移顯示“通信學院電子信息工程”仿真結(jié)果如圖 3.8 圖 3.8 右移顯示通信學院電子信息工程 左移顯示“通信學院電子信息工程”仿真結(jié)果如圖 3.9 圖 3.9 左移顯示通信學院電子信息工程 右移顯示“祝天下有情人終成眷屬” ，仿真結(jié)果如圖 3.10 所示 圖 3.10 右移顯現(xiàn)“祝天下有情人終成眷屬” 左移顯示“世事如棋，乾坤莫測，笑盡英雄！” ，仿真結(jié)果如圖 3.11 所示 圖 3.11 左移顯示“世事如棋，乾坤莫測，笑盡英雄！” 3.3 led 點陣顯示系統(tǒng)硬件電路設(shè)計 3.3

34、.1 單片機最小系統(tǒng)設(shè)計 單片機 at89c51 最小系統(tǒng)應該有電源，復位電路，時鐘振蕩電路。下面是單片機 最小系統(tǒng)時鐘、復位電路簡介： （1）時鐘源電路 單片機內(nèi)部具有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。通常在引腳 xtall 和 xtal2 跨接石英晶體和兩個補償電容構(gòu)成自激振蕩器，可以根據(jù)情況選擇 6mhz、12mhz 或 24mhz 等頻率的石英晶體，補償電容通常選擇 30pf 左右的瓷片電容。 （2）復位電路 單片機小系統(tǒng)采用上電自動復位和手動按鍵復位兩種方式實現(xiàn)系統(tǒng)的復位操作。 上電復位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復位操作。手動復位要求在電源接通的條件下，在 單 片機運行期間，用按鈕

35、開關(guān)操作使單片機復位。本次采用手動按鍵復位。 單片機最小系統(tǒng)原理圖，如圖 3.12 所示 圖 3.12 單片機最小系統(tǒng)原理圖 3.3.2 33 矩陣鍵盤 把所有按鍵排列成行列矩陣形式的鍵盤，選用 p1 端口中的 p1.4p1.6 為四根 行線，p1.0p1.2 為四根列線，行線和列線的交叉處放置一按鍵，當健按下時行列 線接通，構(gòu)成一個 33 的矩陣鍵盤，可定義 9 個按鍵。80c51 的 i/o 口具有輸出鎖 存和輸入緩沖的功能，因而用它們組成鍵盤電路時，可以省掉輸出鎖存器和輸入緩 沖器。 該 led 點陣顯示系統(tǒng)的鍵盤由 mcs-51 單片機本身的 p1 口來構(gòu)成 33 矩陣式 鍵盤。led

36、 點陣屏的 33 矩陣式控制鍵盤如圖 3.13 所示 圖 3.13 led 點陣屏的 33 矩陣式控制鍵盤 s1、s4、s7：控制右移字體顯示速度，s1 最快，s7 最慢； s3、s6、s9：控制左移字體顯示速度，s3 最快，s9 最慢； s2：切換不同的左移顯示漢字； s8：切換不同的右移顯示漢字； s5：暫停。 鍵盤掃描過程 1）.判斷是否有鍵按下 2）.鍵盤消抖 3）.再次判斷是否有鍵按下 4）.識別鍵碼 3.3.3 led 點陣顯示模塊 1664led 點陣顯示驅(qū)動 點陣的陰極驅(qū)動是由單片機的 p0 口經(jīng)過 2 片輸出緩存器 74ls237 向 1664led 點陣輸出字型碼作為行驅(qū)動

37、信號。點陣的陽極驅(qū)動由單片機 p0 口經(jīng)過 1 片輸出緩存器 74ls237，再經(jīng)過 4-16 線譯碼器 74hc154 譯碼后輸出列選信號。 驅(qū)動 電路 如圖 3.14 所示 圖 3.14 led 點陣驅(qū)動電路 1664led 點陣顯示屏 由于 1664 led 點陣顯示屏的行線列線較多，故選擇大點陣設(shè)計 pcb 板原理 圖，其原理圖如圖 3.15 所示 圖 3.15 led 點陣顯示屏 4 軟件程序設(shè)計 4.1 led 點陣系統(tǒng)主程序流程圖 led 點陣系統(tǒng)主程序流程圖如圖 4.1 所示 y n 圖 4.1 主程序流程圖 4.2 led 點陣系統(tǒng)主程序關(guān)鍵代碼 void main() wh

38、ile(1) uchar s=1; while(s) p1=0 x70; if(p1!=0 x70) s=0; key=key_scan(); 開始 系統(tǒng)初始化 鍵盤掃描 有鍵按下嗎？ 點陣顯示 while(!s) p1=0 x70; if(p1=0 x70) s=1; switch(key) case 1: case 2: case 3: youyi(); break; case 9: case 8: case 7: zuoyi(); break; case 4: r+; if(r=3)r=0; break; case 5: zanting(); break; case 6: l+; if(

39、l=4)l=0; break; 4.3 33 的矩陣鍵盤掃描流程圖 矩陣鍵盤掃描程序如圖 4.2 所示 y n y n | 圖 4.2 矩陣鍵盤掃描程序 開始 有鍵按下=1？ 全行輸出 1，全列讀入 列狀態(tài)均為 0？ 置位有鍵按下 散轉(zhuǎn)程序段 逐行處理程序 段 軟件延時，跳出 4.4 33 的矩陣鍵盤掃描程序 /鍵盤掃描 unsigned char key_scan() unsigned char i,j,key; p1=0 x70; while(p1!=0 x70) delay(10); p1=0 x70; while(p1!=0 x70) for(i=0;i=2;i+) p1=ksp0i;

40、 if(p1!=ksp0i) break; for(j=0;j=2;j+) p1=ksp1j; if(p1!=ksp1j) break; key=i*3+j+1; return(key); return(0); return(0); 5 總結(jié) 經(jīng)過了兩個多月的查閱資料、學習和實踐，終于完成了led 點陣廣告牌的設(shè)計 的設(shè)計。從開始接觸 led 點陣顯示系統(tǒng)時的一片茫然，無從下手，到 led 點陣系統(tǒng)仿 真、pcb 板設(shè)計、焊接調(diào)試、再到論文的完成，對我來說每一步都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。 這是大學四年中我唯一一次獨立完成設(shè)計、焊接、調(diào)試。學到了知識的同時也鍛煉了自 己查閱資料、自學知識、遇到問題時提

41、出問題解決問題的能力。此外，整個設(shè)計過程中 悲喜交加，有時遇到問題整夜冥思苦想，偶爾夢到自己在做畢業(yè)設(shè)計，經(jīng)過不斷地學習、 多次嘗試解決問題之后，往往給自己帶來無比的興奮。 畢業(yè)論文是本科學習階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比設(shè) 計，我擺脫了單純的理論知識學習狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學的 專業(yè)基礎(chǔ)知識，同時也提高我查閱文獻資料和電腦制圖等能力水平，而且通過多次去電 子市場，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富。這是我們都希望看到的也正是我 們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。 這次做論文的經(jīng)歷也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真正正用心去做的一 件事情，是真正的

42、自己學習的過程和研究的過程，沒有學習就不可能有研究的能力，沒 有自己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)歷能讓我在以后學 習中激勵我繼續(xù)進步。 附錄. led 點陣顯示系統(tǒng)電路圖 ea/vpp 31 xtal1 19 xtal2 18 rst 9 p3.7(rd) 17 p3.6(wr) 16 p3.2(int0) 12 p3.3(int1) 13 p3.4(t0) 14 p3.5(t1) 15 p1.0(t2) 1 p1.1(t2ex) 2 p1.2 3 p1.3 4 p1.4 5 p1.5 6 p1.6 7 p1.7 8 (ad0)p0.0 39 (ad1)p0.1 38

43、 (ad2)p0.2 37 (ad3)p0.3 36 (ad4)p0.4 35 (ad5)p0.5 34 (ad6)p0.6 33 (ad7)p0.7 32 (a8)p2.0 21 (a9)p2.1 22 (a10)p2.2 23 (a11)p2.3 24 (a12)p2.4 25 (a13)p2.5 26 (a14)p2.6 27 (a15)p2.7 28 psen 29 ale/prog 30 (txd)p3.1 11 (rxd)p3.0 10 ic1 at89c51 12mhz xtal 10f c1 30p c2 30p c3 10k r rst vcc vcc p3.2 p3.3 p

44、3.4 1 2 3 ic2a 74ls02 4 5 6 ic2b 74ls02 8 9 10 ic2c 74ls02 d1 3 q1 2 d2 4 q2 5 d3 7 q3 6 d4 8 q4 9 d5 13 q5 12 d6 14 q6 15 d7 17 q7 16 d8 18 q8 19 clk 11 clr 1 ic3 74ls273 d1 3 q1 2 d2 4 q2 5 d3 7 q3 6 d4 8 q4 9 d5 13 q5 12 d6 14 q6 15 d7 17 q7 16 d8 18 q8 19 clk 11 clr 1 ic4 74ls273 d1 3 q1 2 d2 4

45、q2 5 d3 7 q3 6 d4 8 q4 9 d5 13 q5 12 d6 14 q6 15 d7 17 q7 16 d8 18 q8 19 clk 11 clr 1 ic5 74ls273 a 23 b 22 c 21 d 20 g1 18 g2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 ic6 74ls154 a 23 b 22 c 21 d 20 g1 18 g2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11

46、 13 12 14 13 15 14 16 15 17 ic7 74ls154 a 23 b 22 c 21 d 20 g1 18 g2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 ic8 74ls154 a 23 b 22 c 21 d 20 g1 18 g2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 ic9 74ls154 1 2 3 4 5 6 7 89 1

47、0 11 12 13 14 15 16 ds1 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds2 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds3 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds4 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds5 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds6 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds7 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 1

48、2 13 14 15 16 ds8 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds9 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds10 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds11 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds12 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds13 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds14 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12

49、 13 14 15 16 ds15 1 2 3 4 5 6 7 89 10 11 12 13 14 15 16 ds16 12 ic10a 74ls04 34 ic10b 74ls04 s1s2s3 s4s5s6 s7s8s9 p2.0 p2.1 p1.0p1.1p1.2 p1.4 p1.5 p1.6 p1.6 p1.5 p1.4 p1.2 p1.1 p1.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * rnvcc p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 vcc vcc vcc p2.5 p2.5 p2.6 p2.6 p2.7 p2.7 p3.6 p3.6

50、p3.6 p3.6 p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 p0.0 p0.1 p0.2 p0.3 p0.4 p0.5 p0.6 p0.7 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 q1 q2 q3 q4 q5 q6 q7 q8 q1 q2 q3 q4 q1 q2 q3 q4 q1 q2 q3 q4 q1 q2 q3 q4 q5 q5 q5 q6 q6 q6g g g l1 l2 l3 l4 l5 l6 l7 l8 l9

51、l10 l11 l12 l13 l14 l15 l16 l17 l18 l19 l20 l21 l22 l23 l24 l25 l26 l27 l28 l29 l30 l31 l32 l33 l34 l35 l36 l37 l38 l39 l40 l41 l42 l43 l44 l45 l46 l47 l48 l49 l50 l51 l52 l53 l54 l55 l56 l57 l58 l59 l60 l61 l62 l63 l64 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a3 a5 a6 a7 a8 b3 b5 b6 b7 b8 a3

52、 a5 a6 a7 a8 b3 b5 b6 b7 b8 a3 a5 a6 a7 a8 b3 b5 b6 b7 b8 a3 a5 a6 a7 a8 b3 b5 b6 b7 b8 a3 a5 a6 a7 a8 b3 b5 b6 b7 b8 a3 a5 a6 a7 a8 b3 b5 b6 b7 b8 a3 a5 a6 a7 a8 b3 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a4 b1 b2 b4 a1 a2 a4 b1 b2 b4 a1 a2 a4 b1 b2 b4 a1 a2 a4 b1 b2 b4 a1 a2 a4 b1 b2 b4 a1 a2 a4 b1 b2 b4 a1 a2 a4 b1 b2

53、 b4 l1 l2 l3 l4 l5l6 l7 l8 l1 l2 l3 l4 l5l6 l7 l8 l9 l10 l11 l12 l13l14 l15 l16 l9 l10 l11 l12 l13l14 l15 l16 l17 l18 l19 l20 l21l22 l23 l24 l17 l18 l19 l20 l21l22 l23 l24 l25 l26 l27 l28 l29l30 l31 l32 l25 l26 l27 l28 l29l30 l31 l32 l33 l34 l35 l36 l37l38 l39 l40 l41 l42 l43 l44 l45l46 l47 l48 l49

54、l50 l51 l52 l53l54 l55 l56 l57 l58 l59 l60 l61l62 l63 l64 l33 l34 l35 l36 l37l38 l39 l40 l41 l42 l43 l44 l45l46 l47 l48 l49 l50 l51 l52 l53l54 l55 l56 l57 l58 l59 l60 l61l62 l63 l64 1 6 2 7 3 8 4 9 5 db9 cap 1+ 1 rr-in2 8 cap- 6 cap 2- 5 cap 1- 3 cap + 2 cap 2+ 4 rt-out2 7 r-out2 9 t-in2 10 t-in1 11

55、 r-out1 12 rr-in1 13 rt-out1 14 gnd 15 vcc 16 ic12 max232 c4 c5c6 c7 vcc out1 out1 in1 in1 p3.0 p3.1 p3.1 p3.0 bt k 1 2 3 dc vcc 圖一 led 點陣顯示系統(tǒng)電路圖 附錄. led 點陣顯示系統(tǒng) pcb 圖 圖二 led 點陣系統(tǒng)顯示 pcb 圖 附錄. led 點陣顯示系統(tǒng)實物圖 圖三 led 點陣顯示系統(tǒng)實物圖 圖四 右移顯示 圖五 右移顯示 圖六 左移顯示 附錄. led 點陣顯示系統(tǒng)主要程序 #include #include #define uchar uns

56、igned char #define uint unsigned int #define hang0 xbyte0x7fff #define hang1 xbyte0xbfff #define lie xbyte0xdfff uchar key=0,l=0,r=0; unsigned char key_code=0 x79,0 x24,0 x30,0 x19,0 x12,0 x02,0 x78,0 x00,0 x10; uchar ksp03=0 x76,0 x75,0 x73; uchar ksp13=0 x37,0 x57,0 x67; void delay(uchar); uchar k

57、ey_scan(); void youyi(); void zanting(); void kaishi(); void zuoyi(); char code *tabler; char code *tablel; /*字符碼略*/ /*mian funcation*/ void main() while(1) uchar s=1; while(s) p1=0 x70; if(p1!=0 x70) s=0; key=key_scan(); while(!s) p1=0 x70; if(p1=0 x70) s=1; switch(key) case 1: case 2: case 3: youy

58、i(); break; case 9: case 8: case 7: zuoyi(); break; case 4: r+; if(r=3)r=0; break; case 5: zanting(); break; case 6: l+; if(l=4)l=0; break; /鍵盤掃描 unsigned char key_scan() unsigned char i,j,key; p1=0 x70; while(p1!=0 x70) delay(10); p1=0 x70; while(p1!=0 x70) for(i=0;i=2;i+) p1=ksp0i; if(p1!=ksp0i) break; for(j=0;j=2;j+) p1=ksp1j; if(p1!=ksp1j) break; key=i*3+j+1; return(