基于單片機(jī)LED顯示屏的設(shè)計(jì)與Proteus仿真

1、 基于單片機(jī)LED顯示屏的設(shè)計(jì)與Proteus仿真摘要：本文設(shè)計(jì)了一個(gè)LED顯示控制系統(tǒng),由AT89C52單片機(jī)（微電腦控制器單元）。AT89C52控制74HC154，形成的外部回路74HC595，以顯示字符，中文字符和數(shù)字。 DS1302是用來(lái)控制實(shí)時(shí)顯示。c語(yǔ)言的編譯程序在Kiel uVision3編程的環(huán)境中。該顯示系統(tǒng)是通過(guò)變形模擬軟件。在Proteus環(huán)境下，其原理圖繪制。通過(guò)刺激，它實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)顯示中國(guó)文字的靜態(tài)顯示和動(dòng)態(tài)顯示。它具有開(kāi)關(guān)鍵來(lái)改變顯示狀態(tài)的詳細(xì)信息。通過(guò)實(shí)際模擬，最大的可控的屏幕尺寸的AT89C52MCU是64×32。 AT89C52控制整個(gè)屏幕的顯示中國(guó)字

2、符16×16點(diǎn)陣，總共八個(gè)字符。和鍵功能可以延長(zhǎng)。關(guān)鍵詞：LED顯示屏; AT89C52;變形;動(dòng)態(tài)掃描一，簡(jiǎn)介 現(xiàn)今節(jié)能問(wèn)題吸引了大家的關(guān)注。因此，該產(chǎn)品專注于節(jié)能問(wèn)題可得到更多的認(rèn)可。 LED（發(fā)光二極管LED）顯示器在20世紀(jì)70年代時(shí)，它只是用來(lái)顯示號(hào)碼和文本。隨著LED顏色多樣化提高亮度，全彩戶外LED顯示屏在20世紀(jì)結(jié)束時(shí)變成了現(xiàn)實(shí)。我們的LED出現(xiàn)在20世紀(jì)70年代，其工業(yè)生產(chǎn)的國(guó)家20世紀(jì)80年代。信息和廣告的發(fā)展產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了LED顯示屏的出現(xiàn)。LED顯示屏主要用于在廣告窗口車站，銀行等場(chǎng)所。它得到越來(lái)越多的廣泛的應(yīng)用。其自身的特點(diǎn)可以使它占據(jù)一個(gè)顯示屏行業(yè)在未來(lái)的市場(chǎng)

3、中。 在設(shè)計(jì)LED顯示屏，最難的部分是硬件調(diào)試。為了解決信號(hào)的干擾，不足，硬件連接，部件損壞等一系列焊錫調(diào)試問(wèn)題，EDA（電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化EDA）實(shí)用工具軟件Proteus，英國(guó)Lab center電子公司研制可用于實(shí)現(xiàn)了整個(gè)硬件系統(tǒng)的原理圖和仿真研究1。 Proteus仿真環(huán)境包括ISIS和ARES。在ISIS環(huán)境中，電子電路可直接刺激的階段示意圖。它還提供了虛擬模擬機(jī)，模擬的輸入信號(hào)，這是一個(gè)便捷的模擬系統(tǒng)。 ARES主要用于PCB（印刷電路板PCB）設(shè)計(jì)。設(shè)備庫(kù)提供示意圖設(shè)備和包裝。在這樣的環(huán)境中它可以設(shè)計(jì)的印刷電路板。Proteus仿真系統(tǒng)目前支持MCU（微控制器單元ARM7，8051/

4、52系列，AVR MCU）10/12/16/18系列，PIC系列，HC11系列的MSP4302。它可以直接觀察proteus仿真的硬件調(diào)試結(jié)果。它具有的字符，如直觀，方便，節(jié)約成本，高效率等特點(diǎn)。二，顯示屏的設(shè)計(jì) LED顯示系統(tǒng)是由MCU，LED顯示屏顯示電路，外部電路和用于控制的方案系統(tǒng)組成。 LED屏幕LED顯示電路包括面板和的行和列驅(qū)動(dòng)電路。外部功能電路包括關(guān)鍵控制電路和實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路。顯示功能可以實(shí)現(xiàn)如下：數(shù)字，字符，中文字符的單色，靜態(tài)顯示圖片和動(dòng)態(tài)顯示。動(dòng)態(tài)顯示是整個(gè)顯示內(nèi)容移動(dòng)起來(lái)。移法通過(guò)按鍵來(lái)控制，也可以由自動(dòng)循環(huán)的系統(tǒng)控制，顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘提供秒，分，小時(shí)，天，日，月，年信息的整

5、體框圖，顯示于圖的LED顯示屏如圖 1。 圖1。LED顯示畫面的整體框圖三，LED顯示屏的整體設(shè)計(jì)A. 行設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路 LED顯示系統(tǒng)的核心是控制電路.控制電路包括驅(qū)動(dòng)電路，時(shí)鐘電路和最小的單片機(jī)系統(tǒng)，它由AT89C52單片機(jī)，晶體振蕩器電路，復(fù)位電路。行驅(qū)動(dòng)74HC154，4至16線譯碼器/多路分解器，低電平有效輸出。 AT89C52的P2.0P2.3端口連接到A0A374HC154譯碼器組成。據(jù)解碼器的經(jīng)營(yíng)方針，當(dāng)單片機(jī)系統(tǒng)控制其P2口輸出的解碼器，0X000X0F，74HC154輸出低電平是Y0到Y(jié)15。然后第一行到第十六行顯示屏被選中。單片機(jī)的P2.4口連接到第一74HC154譯碼器

6、（116線控制器）的使能引腳，同時(shí)連接到第二個(gè)使能引腳（1732行通過(guò)逆變器控制器）。實(shí)現(xiàn)行掃描方法。掃描時(shí)，從第一行到第十六行P2.4端口輸出是從0跳變到1。并啟用第二74HC154：第十七行輸出。這種方法達(dá)到低一半的LED顯示屏的掃描。行驅(qū)動(dòng)電路圖，如圖所示。圖 2。 圖2。行驅(qū)動(dòng)電路圖B.列驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì) 單片機(jī)的P1.0P1.2端口是用來(lái)控制列驅(qū)動(dòng)芯片MC74HC595。 74HC595移位寄存器8 - 位串行，串行或并行輸出鎖存狀態(tài)。其控制時(shí)鐘和移位時(shí)鐘是獨(dú)立的，帶來(lái)控制方便。每個(gè)字符是由點(diǎn)16行和16列的矩陣：每個(gè)字符的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的中文字符庫(kù)是指由256點(diǎn)矩陣3。點(diǎn)陣字體軟件產(chǎn)生的代

7、碼這是一組8位的十六進(jìn)制數(shù)。在本設(shè)計(jì)中行掃描，因此采取水平字體代碼。運(yùn)用74HC595控制列的數(shù)據(jù)發(fā)送出去。當(dāng)使用74HC595控制每個(gè)字符代碼顯示，P1.0口MCU將發(fā)送8位串行數(shù)據(jù)從第一列第八縱隊(duì)，在this transmission前低后高。單片機(jī)的P1.2端口輸出移位時(shí)鐘。當(dāng)P1.0端口輸出比特的數(shù)據(jù)，P1.2端口的電平變化從低到高一次，然后將移位寄存器的內(nèi)容74HC595將移動(dòng)一個(gè)位從高至低的一次。當(dāng)?shù)诰盼粩?shù)據(jù)被發(fā)送到SDI端口74HC595，74HC595的SDO端口串行輸出中的第一位移位寄存器74HC595芯片的第八位，新進(jìn)入的數(shù)據(jù)被發(fā)送到第八在第一芯片。的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備結(jié)束后，從第

8、1列到第64列，P1.1口產(chǎn)生一個(gè)上升沿脈沖發(fā)送至74HC595的LCHCLK端口。首先把74HC595芯片級(jí)聯(lián)連接，然后連接并行輸出時(shí)鐘引腳系列，這些時(shí)鐘引腳由P1.1口控制。因此，當(dāng)輸出時(shí)鐘有效，每一個(gè)74HC595的列數(shù)據(jù)輸出的同時(shí)。然后實(shí)現(xiàn)通過(guò)選擇顯示這一整排同源行。繼續(xù)做的步驟，可以實(shí)現(xiàn)行掃描。的整個(gè)屏幕的掃描速率，只要是較高每秒超過(guò)50倍，人們可以看到靜態(tài)圖像。 “74HC595列驅(qū)動(dòng)電路示于圖中。 3。 圖3。74HC595列驅(qū)動(dòng)電路C.功能電路的設(shè)計(jì) 除了上述功能外，本設(shè)計(jì)也有實(shí)時(shí)顯示和切換顯示模式的關(guān)鍵功能。P3.0P3.3端口分別連接到四個(gè)按鈕控制靜態(tài)顯示，移動(dòng)顯示，向左移

9、動(dòng)顯示和自動(dòng)循環(huán)顯示。自動(dòng)循環(huán)顯示從靜態(tài)，移動(dòng)移動(dòng)左邊的圓圈顯示。 “功能實(shí)現(xiàn)編程鍵掃描。DS1302芯片是用來(lái)控制實(shí)時(shí)時(shí)鐘。時(shí)間信息，如秒，分鐘，小時(shí)，天，日，月，年份顯示在LED顯示屏。一個(gè)3.6V的按鈕DS1302的引腳8，電池被連接到確保DS1302連續(xù)操作，而LED顯示屏系統(tǒng)不能正常工作4。三個(gè)數(shù)據(jù)線是用來(lái)控制DS1302，以達(dá)到同步串行通信。單片機(jī)的P3.6口控制串行時(shí)鐘SCLK引腳，P3.7端口控制DS1302的REST/ RST引腳和P3.5連接數(shù)據(jù)線I / O。據(jù)的經(jīng)營(yíng)方針，DS1302，MCU讀取和寫入數(shù)據(jù)，然后發(fā)送到顯示LED面板。功能電路和單片機(jī)系統(tǒng)示示于圖。 4。 圖

10、4。功能電路和單片機(jī)系統(tǒng)圖 四，軟件設(shè)計(jì) 用C語(yǔ)言編寫的程序，該程序是在Kiel uVision3進(jìn)行編譯的開(kāi)發(fā)環(huán)境。 “程序采用模塊化設(shè)計(jì)，這是如下：時(shí)間延遲功能，74HC595的性能功能，DS1302控制功能，數(shù)據(jù)顯示功能和主函數(shù)。 “LED顯示程序的模塊化設(shè)計(jì)方便寫作和改變。 圖5的主要功能框圖。它主要實(shí)現(xiàn)整體初始化，DS1302初始化和關(guān)鍵掃描。主要功能是編程時(shí)，分功能應(yīng)放置在main函數(shù)之前，或宣推進(jìn)。鍵掃描包括四個(gè)功能鍵，分別完成移動(dòng)向上，向左，環(huán)狀和靜態(tài)的顯示。 圖5。主功能塊圖 圖6是DS1302的初始化功能框圖?！肮δ軐?shí)現(xiàn)DS1302的內(nèi)部變量的初始化，禁止寫保護(hù)，發(fā)送地址寫

11、讀取數(shù)據(jù)，并顯示在LED大屏幕閱讀的日期/時(shí)間。在讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)時(shí)，需要關(guān)閉寫保護(hù)。讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)后，就可以打開(kāi)寫保護(hù)。 圖6。DS1302初始化功能塊圖五，Proteus仿真 在Proteus仿真可以控制的顯示大小為8×8，16×16和64×16等。通過(guò)實(shí)際的模擬，LED面板的最小大小為8×8。為了保持無(wú)閃爍的屏幕，最大尺寸為64×32。如果顯示屏幕尺寸的增大，會(huì)產(chǎn)生閃爍的現(xiàn)象。其原因是，在幀更新頻率比人類視覺(jué)持久性的頻率較低。的控制電路，驅(qū)動(dòng)電路和功能電路在Proteus的Prot-el原理是一致的。在LED面板變形的發(fā)展環(huán)境，是64

12、15;32由LED接合8×8個(gè)模塊。零件的電氣連接使用標(biāo)簽。通過(guò)實(shí)際的模擬，它可以實(shí)現(xiàn)中國(guó)字符，數(shù)字和字符顯示，同時(shí)可以切換顯示模式按鈕。在靜態(tài)顯示，八字符顯示在屏幕上的同時(shí)，每一個(gè)字符是在16×16的形式的代碼。動(dòng)態(tài)顯示包括4個(gè)狀態(tài)顯示，包括動(dòng)了起來(lái)，離開(kāi)，靜態(tài)的，循環(huán)顯示三種狀態(tài)。它還實(shí)現(xiàn)顯示屏實(shí)時(shí)time clock。 Proteus仿真圖如圖7。 圖7。Proteus仿真圖 六，結(jié)論 本設(shè)計(jì)介紹的電路和控制原則LED顯示屏的細(xì)節(jié)。采用AT89C52單片機(jī)作為控制器，行驅(qū)動(dòng)電路74HC154和74HC595作為列驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)模塊化編程Proteus軟件仿真環(huán)境，C語(yǔ)言，它可以8個(gè)中國(guó)漢字或字符和實(shí)時(shí)顯示，和控制按鈕的顯示模式。它能實(shí)現(xiàn)顯示內(nèi)容的移動(dòng)，左，靜態(tài)，自動(dòng)循環(huán)顯示。設(shè)計(jì)主要體現(xiàn)模塊化編程的想法。因此，當(dāng)系統(tǒng)中添加或刪除硬件或軟件而不需要，則變化不大。使用Proteus仿真，它帶來(lái)的便利設(shè)計(jì)。通過(guò)仿真，最大可控LED面板為64×32 AT89C52。參考文獻(xiàn)：1葉劍波，朱山東，“虛擬仿真基于單片機(jī)電路變形桿菌，“飛電子工程師，第一卷。 34