單片機(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示

1、課程設(shè)計(jì)論文題 目：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制LED點(diǎn)陣顯示院 （系）： 機(jī)械工程 專 業(yè)： 機(jī)械制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)教師：職 稱： 2013 年月 日目 錄引言 11設(shè)計(jì)任務(wù)與要11.1設(shè)計(jì)目的 11.2任務(wù)要求及器件 12LED 動(dòng)態(tài)顯示原理： 22.1 8*8點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)顯示例23 硬件電路設(shè)計(jì)33.1 16*16點(diǎn)陣制作 33.2 AT89C51特性 53.3 74HC154 63.4 單片機(jī)系統(tǒng)的基本模塊74 軟件設(shè)計(jì)85 軟件運(yùn)行結(jié)果136 結(jié)論147 謝辭158 參考文獻(xiàn)15引言LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷，立體感強(qiáng)，靜如油畫，動(dòng)如電影，廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館

2、、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏由于成本和可靠性的因素常采用一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。本文設(shè)計(jì)的是一個(gè)室內(nèi)用16*16的點(diǎn)陣LED圖文顯示屏，圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。1.1設(shè)計(jì)目的： 掌握單片機(jī)控制原理與光顯示器件的應(yīng)用 熟悉匯編語(yǔ)言編程 1.2任務(wù)要求： 通過(guò)AT89C51的P1.0P1.3連接416線譯碼器74LS154 對(duì)16*16LED點(diǎn)陣的每一豎列進(jìn)行逐列掃描，并將P0與P2端口作為數(shù)據(jù)輸出 端點(diǎn)亮數(shù)碼管發(fā)光顯示，實(shí)現(xiàn)“新余學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院張鑄祥單片機(jī)課程設(shè)計(jì)”字樣，并依次左移循環(huán)顯示主要器件：AT89C51，R

3、P1(100K*8), 16*16LED點(diǎn)陣（green共陰極），74H154，晶振（12M）, 2個(gè)30PF電容, 0.01UF電容，R1(100K)，按鈕開關(guān)2. LED 動(dòng)態(tài)顯示原理：LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡(jiǎn)單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。點(diǎn)陣式LED絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺

4、暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來(lái)就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。2.1 8*8點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)顯示例以8×8點(diǎn)陣模塊為例，說(shuō)明一下其使用方法及控制過(guò)程。圖2.1中，紅色水平線Y0、Y1Y7叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極，每一行8個(gè)LED的陽(yáng)極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線X0、X1X7叫做列線，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，若在某行線上施加高電

5、平（用“1”表示），在某列線上施加低電平（用“0”表示）。則行線和列線的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過(guò)而發(fā)光。比如，Y7為1，X0為0,則右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個(gè)LED全現(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B”的過(guò)程。其過(guò)程如圖2.1點(diǎn)亮。現(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B”的過(guò)程。其過(guò)程如圖3.1 圖2.1 用動(dòng)態(tài)掃描顯示字符“B”的過(guò)程3. 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 16*16點(diǎn)陣制作Proteus中只有5×7和8×8等LED點(diǎn)陣，并沒有16×16LED點(diǎn)陣，而在實(shí)際應(yīng)用中，要良好地顯示一個(gè)漢字，則至少需要

6、16×16點(diǎn)陣。下面我們就首先介紹使用8×8點(diǎn)陣構(gòu)建16×16點(diǎn)陣的方法，并構(gòu)建一塊16×16LED點(diǎn)陣，用于本次設(shè)計(jì)。首先，從Proteus7.5的元件庫(kù)中找到“MATRIX-8X8-RED”元器件，并將四塊該元器件放入Proteus文檔區(qū)編輯窗口中。此時(shí)需要注意,如果該元器件保持初始的位置（沒有轉(zhuǎn)動(dòng)方向），我們要首先將其左轉(zhuǎn)90°，使其水平放置，那么此時(shí)它的左面8個(gè)引腳是其行線，右邊8個(gè)引腳是其列線（當(dāng)然，如果你是將右轉(zhuǎn)，則右邊8個(gè)引腳是行線）。然后我們將四個(gè)元器件對(duì)應(yīng)的行線和列線分別進(jìn)行連接，使每一條行線引腳接一行16個(gè)LED，列線也相同

7、。并注意要將行線和列線引出一定長(zhǎng)度的引腳，以便下面我們使用。連接好的16×16點(diǎn)陣如圖3.1.1所示。成如上圖的16×16點(diǎn)陣只是第一步，這樣分開的數(shù)塊并不能達(dá)到好的顯示效果,下面我們要將其進(jìn)一步組合。組合實(shí)際上很簡(jiǎn)單，首先選中如上圖中右側(cè)的兩塊8×8點(diǎn)陣，然后拖動(dòng)并使其與左側(cè)的兩塊相并攏，如圖3.1.2所示。 圖3.1.1 點(diǎn)陣模塊組合可以看到原來(lái)的連線已經(jīng)自動(dòng)隱藏了，至于線上的交點(diǎn)，我們不要去動(dòng)。然后，我們?cè)賮?lái)最后一步，選中下側(cè)的兩塊點(diǎn)陣，并拖動(dòng)使其與上側(cè)的兩塊并攏,最后的效果如圖3.4所示。看到,原來(lái)雜亂的連線現(xiàn)在已經(jīng)幾乎全部隱藏了，一塊16×16

8、的LED點(diǎn)陣做成了。需要注意，做成的LED點(diǎn)陣的行線為左側(cè)的16個(gè)引腳，下側(cè)的16個(gè)引腳為其列線，而且其行線為高電平有效，列線為低電平有效。然后，我們將其保存，以便以后使用。3.2 AT89C51特性AT89C51 提供以下標(biāo)準(zhǔn)功能：4k 字節(jié)Flash 閃速存儲(chǔ)器，128字節(jié)內(nèi)部RAM，32 個(gè)I/O 口線，兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器，一個(gè)5向量?jī)杉?jí)中斷結(jié)構(gòu)，一個(gè)全雙工串行通信口，片內(nèi)振蕩器及時(shí)鐘電路。同時(shí)，AT89C51可降至0Hz的靜態(tài)邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節(jié)電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時(shí)/計(jì)數(shù)器，串行通信口及中斷系統(tǒng)繼續(xù)工作。掉電方式保存RAM中的內(nèi)容，但

9、振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個(gè)硬件復(fù)位。外形及引腳排列如圖3.2所示 圖 3.23.3 74HC15474HC154譯碼器可接受4位高有效二進(jìn)制地址輸入，并提供16個(gè)互斥的低有效輸出。74HC154的兩個(gè)輸入使能門電路可用于譯碼器選通，以消除輸出端上的通常譯碼“假信號(hào)”，也可用于譯碼器擴(kuò)展。該使能門電路包含兩個(gè)“邏輯與”輸入，必須置為低以便使能輸出端。任選一個(gè)使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入，74HC154可充當(dāng)一個(gè)1-16的多路分配器。當(dāng)其余的使能輸入端置低時(shí)，地址輸出將會(huì)跟隨應(yīng)用的狀態(tài)。1-11 13-17 ：輸出端。（outputs (active LOW)）12：Gnd電源地 （

10、ground (0 V)）18-19：使能輸入端、低電平有效 (enable inputs (active LOW)20-23地址輸入端 (address inputs)24：VCC電源正 (positive supply voltage)H = 高電平（HIGH voltage level）L = 低電平（LOW voltage level）X = 任意電平（dont care）只要控制端G1、G2任意一個(gè)為高電平，A、B、C、D任意電平輸入都無(wú)效。G1、G2必須都為低電平才能操作芯片3.4 單片機(jī)系統(tǒng)的基本模塊基本模塊的制作是基于單片機(jī)的16*16點(diǎn)陣滾動(dòng)顯示的基本思路，也是我們研究的基于

11、單片機(jī)的16*16點(diǎn)陣滾動(dòng)顯示的重要依據(jù)。其中，單片機(jī)最小系統(tǒng)包括復(fù)位電路、晶振電路和電源電路。顯示部分即點(diǎn)陣顯示電路，驅(qū)動(dòng)部分即74HC154驅(qū)動(dòng)電路。4. 軟件設(shè)計(jì)ORG0000HAJMPMAINORG0030H MAIN: MOVDPTR,#TABMOVR1,#00HMOVR4,#144 CM:MOVR5,#5MOVR3,#16 C1: MOV R2,#0 C16:MOVP0,#00HMOVP2,#00HCLRP3.0MOVA,R2MOVCA,A+DPTR MOVP0,A INCR2MOVA,R2MOVCA,A+DPTRMOVP2,AINCR2MOVP1,R1INCR1 ACALLD1M

12、SACALLD1MSDJNZR3,C16MOVR3,#16DJNZR5,C1INCDPTRINCDPTRDJNZR4,CM AJMPMAIN D1MS:MOVR6,#2MOVR7,#248DJNZR7,$DJNZR6,$-4RET TAB:DB 0x08,0x00,0x10,0x20,0xFE,0x1E,0x00,0x02,0x44,0x02,0x28,0x02,0xFF,0x7E,0x10,0x12;DB 0x10,0x12,0xFE,0x12,0x10,0x12,0x54,0x12,0x92,0x12,0x11,0x11,0x14,0x11,0x88,0x10;/*"新"

13、;,0*/DB 0x80,0x00,0x80,0x00,0x40,0x01,0x20,0x02,0x10,0x04,0x08,0x08,0xF4,0x17,0x83,0x60;DB 0x80,0x00,0xFC,0x1F,0x80,0x00,0x88,0x08,0x88,0x10,0x84,0x20,0xA2,0x20,0x40,0x00;/*"余",1*/DB 0x44,0x10,0x88,0x10,0x88,0x08,0x00,0x04,0xFE,0x7F,0x02,0x40,0x01,0x20,0xF8,0x07;DB 0x00,0x02,0x80,0x01,0xFF

14、,0x7F,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0xA0,0x00,0x40,0x00;/*"學(xué)",2*/DB 0x00,0x02,0x1E,0x04,0xD2,0x7F,0x4A,0x40,0x2A,0x20,0x86,0x1F,0x0A,0x00,0x12,0x00;DB 0xD2,0x7F,0x12,0x09,0x16,0x09,0x0A,0x09,0x82,0x48,0x82,0x48,0x42,0x70,0x22,0x00;/*"院",3*/DB 0x08,0x00,0x88,0x0F,0x88,0x08,0x88,0x

15、08,0xBF,0x08,0x88,0x08,0x8C,0x08,0x9C,0x08;DB 0xAA,0x08,0xAA,0x08,0x89,0x08,0x88,0x48,0x88,0x48,0x48,0x48,0x48,0x70,0x28,0x00;/*"機(jī)",4*/DB 0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0xFC,0x1F,0x84,0x10,0x84,0x10,0x84,0x10,0xFC,0x1F;DB 0x84,0x10,0x84,0x10,0x84,0x10,0xFC,0x1F,0x84,0x50,0x80,0x40,0x80,0x40

16、,0x00,0x7F;/*"電",5*/DB 0x00,0x00,0x00,0x00,0xFE,0x3F,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00;DB 0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0xFF,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00;/*"工",6*/DB 0x10,0x00,0xB8,0x3F,0x8F,0x20,0x88,0x20,0x88,0x20,0xBF,0x3F,0x08,0x00,0x0C,0x00;DB

17、 0x9C,0x7F,0x2A,0x04,0x2A,0x04,0x89,0x3F,0x08,0x04,0x08,0x04,0xC8,0x7F,0x08,0x00;/*"程",7*/DB 0x44,0x10,0x88,0x10,0x88,0x08,0x00,0x04,0xFE,0x7F,0x02,0x40,0x01,0x20,0xF8,0x07;DB 0x00,0x02,0x80,0x01,0xFF,0x7F,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0xA0,0x00,0x40,0x00;/*"學(xué)",8*/DB 0x00,0x02,0x

18、1E,0x04,0xD2,0x7F,0x4A,0x40,0x2A,0x20,0x86,0x1F,0x0A,0x00,0x12,0x00;DB 0xD2,0x7F,0x12,0x09,0x16,0x09,0x0A,0x09,0x82,0x48,0x82,0x48,0x42,0x70,0x22,0x00;/*"院",9*/DB 0x80,0x00,0x9F,0x10,0x90,0x10,0x90,0x08,0x90,0x04,0x9E,0x02,0x82,0x00,0xE2,0x7F;DB 0x82,0x02,0x9E,0x04,0x90,0x04,0x90,0x08,0x90

19、,0x10,0x90,0x22,0x8A,0x41,0x84,0x00;/*"張",10*/DB 0x08,0x04,0x08,0x04,0xBC,0x3F,0x04,0x04,0x02,0x3F,0x3D,0x04,0x88,0x7F,0x08,0x12;DB 0x3F,0x12,0x08,0x7F,0x08,0x11,0x88,0x12,0xA8,0x14,0x58,0x10,0x08,0x14,0x00,0x08;/*"鑄",11*/DB 0x84,0x20,0x08,0x21,0x08,0x11,0x1F,0x00,0xD0,0x7F,0x08,

20、0x04,0x08,0x04,0x9C,0x3F;DB 0x2A,0x04,0x09,0x04,0xC8,0x7F,0x08,0x04,0x08,0x04,0x08,0x04,0x08,0x04,0x08,0x04;/*"祥",12*/DB 0x08,0x08,0x10,0x04,0x20,0x02,0xFC,0x1F,0x84,0x10,0x84,0x10,0xFC,0x1F,0x84,0x10;DB 0x84,0x10,0xFC,0x1F,0x80,0x00,0x80,0x00,0xFF,0x7F,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00;/*&quo

21、t;單",13*/DB 0x00,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0xF8,0x3F,0x08,0x00,0x08,0x00;DB 0x08,0x00,0xF8,0x07,0x08,0x04,0x08,0x04,0x08,0x04,0x04,0x04,0x04,0x04,0x02,0x04;/*"片",14*/DB 0x08,0x00,0x88,0x0F,0x88,0x08,0x88,0x08,0xBF,0x08,0x88,0x08,0x8C,0x08,0x9C,0x08;DB 0xAA,0x08,0xAA

22、,0x08,0x89,0x08,0x88,0x48,0x88,0x48,0x48,0x48,0x48,0x70,0x28,0x00;/*"機(jī)",15*/DB 0x00,0x00,0xC2,0x1F,0x44,0x12,0x44,0x12,0xC0,0x1F,0x40,0x12,0x47,0x12,0xC4,0x1F;DB 0x04,0x02,0xE4,0x3F,0x04,0x07,0x94,0x0A,0x4C,0x12,0x24,0x62,0x00,0x02,0x00,0x02;/*"課",16*/DB 0x10,0x00,0xB8,0x3F,0x8F,

23、0x20,0x88,0x20,0x88,0x20,0xBF,0x3F,0x08,0x00,0x0C,0x00;DB 0x9C,0x7F,0x2A,0x04,0x2A,0x04,0x89,0x3F,0x08,0x04,0x08,0x04,0xC8,0x7F,0x08,0x00;/*"程",17*/DB 0x00,0x00,0x84,0x0F,0x88,0x08,0x88,0x08,0x80,0x08,0x40,0x70,0x2F,0x00,0xC8,0x1F;DB 0x88,0x10,0x88,0x08,0x08,0x09,0x28,0x05,0x18,0x02,0x08,0x05,0xC0,0x18,0x30,0x60;/*"設(shè)",18*/DB 0x00,0x02,0x04,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x00,0x02,0x00,0x02,0xEF,0x7F,0x08,0x02;DB 0x08,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x08,0x02,0x28,0x02,0x18,0x02,0x08,0x02,0