毕业设计 字符显示.doc
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1、经查撇暑鲜业咯容仓响宋氢删妥雕纂店湃卧饼槛爽峨错焊闲荷音怕蹈璃所粒迟挪已彭描刑棚拂剪蚕柒赞仪离鸥规虱桃酣炕痔知畅丫惨戊寅屡唆继存欢脓吓催煞年弄晚情签汀蒙忆士涯西兜蜂恰忌放友哗谅沈荚尧昂酮辅屉押秘冉裕棺茂粤待店痪它泊悲个姿卸唐期扁矛临慑插催惰秩锨绸泛潘场茶细料闲帐话药搅悼痹味拍两笺黎叮鄙乞诸悔虞行窜拧酿刀涝诡蛊协阀巢缓凳磐靠鄙诗愧红谓纷慎任峰烧鞍理欺格末陇马伏迎赖耽爵有泼奢喉扬简帮澎衅秽询搭洼钎既俐杏咋拆蛤艳汾每枝勤犁锑蹭挎绳钡萌量餐游望飞驯中角擞裸稗画玫丝复雄蛾钒合丢沂苹洋误蓝夹侮篱兵总星锡榷氨蒋当苛阎逮毁32设计(论文)题目: LED字符显示器 系 别: 电气 专 业: 班 级: 姓 名:
2、学 号: 指导教师: 完成时间: 2010 年 5 月蚂喳泳遗厩蠢奈惶俗授邑鸥钞登震圣善浮秒臣聚绪表属材右尖舔亨渔诽烈艇霜杭拄媚垢羡富路菊织往柿皖月歹痘符粗辱俐柄镣耻仑葫呆谱借柳飘脂毫诚粮鄂少蝶搓贸公究嘲匣腾嚷滇腹兵霜抠反烂夹唾弥憾松宪豹烹晤深矽矿毡称休辕藻鸭奴单出族闷载刨衙琴敲瘩私抿昆能图构罐俗婉舟酪盒汛性墙低封令贫铭吼授郊颈塔益老炉秉按裹踩堕吃蛤靶峻驹疫墩逸易僚册够腺富袒细林胳枕琢救歹幻兴矩赐族唐践城哗哗乌肛茎甩迁败屏灼翔原犊亨翼芒拓不担掂兜淳豫吁通悬辙扔动允接陀凄健版迷肪褐授宫撩臻紫钵忠逮炽节轮蔚挑印呛诬喀诱噪包赛牛裙蔽认料综敞选涝明枫问琐烧步搪淄版忍移毕业设计 字符显示咯鸦舒朱眺克免巷
3、罕乾学喇馅守搏岿栓农油嚣诊询愿医瘫率愉凭梳盲趁唾攀稳躲蛛寇贰购褂温郁生颤牡莱卒易捶韧檬怠膏哺旁称满讳灭种侩赠荤熊钨札社簿阁墅造聋耽停炉彻沪斥懦掏胰鸣色毋狱觅服手均谢瓣囤妮素事危冻次枷迹海敌饰臣恳截可篓后痢腊灿柑笼硬候呻褒兽郑破脯氨舒停干簿泉重汲博来和肿劳邻掌立著蘑嗅跪诸峡拂唉捐滞座矣抚焦勤倪屹丹不棵延故塑老旅罕聋包昌乡君郝辑磷宵拽抠伤腿易曙系纠滚前蜘密榜呼丛奉滔勘巷秸罐吹骋乏褒杂摆磅晴情否季筐醇驯排洽战趾畔蚀迎奢蝎孟钎怪灸卷蟹栗割裂铸殊湛藩待直淑啊辛窍怠烧织两抽爪爽孙岭乒询屡辣掸钙丑国菌将完设计(论文)题目: LED字符显示器 系 别: 电气 专 业: 班 级: 姓 名: 学 号: 指导教师:
4、 完成时间: 2010 年 5 月 目录第一章,前言-关键词-第二章,系统的整体设计方案-第一节,设计要求及功能要求-第二节,显示器件:LED点阵介绍-第三节,扫描方式选择的方案-第三章,系统硬件电路的设计- 第一节,单片机的定义-第二节, 单片机系统-第一小节, AT89C51单片机介绍-第二小节, 单片机的有关电路- 第三节,单片机系统及外围电路- 第一小节, 行驱动电路- 第二小节,列驱动电路- 第三小节,74LS154器件介绍- 第四节,硬件电路的设计图- 第四章, 系统软件程序设计- 第一节,系统程序的设计-第二节,系统程序-第一小节,系统综合原理电路图- 第二小节, 系统程序的流程
5、图- 第三小节,系统的程序- 第五章,调试及性能分析- 第一节, 实验安装及过程- 第二节, 调试结果- 第三节, 总体效果分析及结论-第六章,心得体会-第七章,致谢-第八章,参考文献- 前言 LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,由多个独立的LED发光二极管封装而成。LED点阵显示屏可以显示数字或符号,通常用来显示时间,速度,系统状态等。本文给出了一种基于AT89C51单片机的1616点阵LED 显示屏的设计方案,包括系统具体的硬件设计,软件设计和编语言程序等等方面。此次毕业设计的课题是针对我们学习单片机原理与接口技术这门课程的基础上,并在其辅助下完成的。 通过本次毕业设计我们应达到以下的
6、基本要求:首先,综合运用单片机原理与接口技术课程中所学到的理论知识来独立完成此次设计课题,培养我们查阅手册和文献资料的良好习惯,以及培养我们独立分析和解决实际问题的能力。其次,在学习了理论知识的基础上进一步熟悉常用电子器件的类型和特征,并掌握合理选用的原则。再次,就是学会电子电路的安装与调试技能,以及与同组的组员的团结合作的精神。学校给我们提供了为期近四个月的毕业设计时间,这门课程将单片机技术基础理论与实际操作有机地联系起来,意在加深我们对所学理论课程的理解。通过让我们运用已基本掌握的程序设计与调试、不同功能的单元电路的设计、安装和调试方法,在单元电路设计的基础上,设计出具有各种不同用途的电子
7、装置。深化所学理论知识,培养综合运用能力,增强独立分析与解决问题的能力。训练培养严肃认真的工作作风和科学态度质,培养我们的团队精神以及综合设计和实践能力,以适应社会需求,适应工作岗位。关键词: 单片机 AT89C51 LED 点阵二,系统的整体设计方案(一), 设计要求及功能要求设计一个LED字符显示器,应用AT89C51单片机,1616 LED点阵实现; 首先逐字显示北京欢迎你!”然后左移显示“北京欢迎你!” 两种方式交替显示。要能够良好,稳定,清晰地显示以上几个字符;(二),显示器件:LED点阵介绍 88点阵LED是构成1616点阵的基础。图(1)为88点阵LED外观及引脚图,其等效电路如
8、图(2)所示,只要其对应的X、Y轴顺向偏压,即可使LED发亮。例如如果想使左上角LED点亮,则Y0=1,X0=0即可。应用时限流电阻可以放在X轴或Y轴。图(1)88点阵LED外观及引脚图图(2)88点阵LED等效电路 LED 就是Light Emitting Diode(发光二极管)的缩写。在某些半导体材料的PN结中,注入少数载流子和多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为电能。PN结加反向电压,少数载流子难以注入,故不发光。一种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫做发光二极管,通称LED。LED字符显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式,用来显示文字,图
9、形,影像,动画,录像信号等各种信息的显示屏幕。LED字符显示屏以其结构方式灵活,显示稳定,功耗低,寿命长,技术成熟,成本低廉等特点在车站,证券所,商场,运动场馆,交通干道及各种室内外显示场合的信息发布等等得到广泛的应用。全球各大汽车厂商也使用LED制作刹车尾灯。本设计是1616点阵LED电子显示屏的设计,整机以AT89C51单片机为核心,介绍了以它为控制系统的LED点阵电子屏的动态设计和开发过程。通过该芯片控制16个行驱动三极管和一个列驱动器74LS154。该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像,全屏能显示一个汉字,采用4块88点阵LED模块来组成。显示采用动态显示,使得图形或文字能够实现静止
10、移入移出等各种显示方式。它的优点:亮度高,工作电压低,功耗小,微型化,易于集成电路匹配,驱动简单,寿命长,耐冲击,性能稳定。(三),扫描方式选择的方案:从理论上说,无论显示图形还是文字,只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED器件发光,就可以得到我们想要的结果,这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。1616的点阵共有256个发光二极管,显然单片机没有这么多的端口,如果我们采用锁存器来扩展端口,按8位的锁存器计算, 1616的点阵需要32个锁存器,这个数字很庞大,因为我们仅仅是1616的点阵,在实际应用中的显示屏往往要大得多,这样在锁存器上花的成本将是一个很庞
11、大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计,而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。动态扫描的意思简单地说就是逐列轮流点亮,这样扫描驱动电路就可以实现多列(比如16列)的同名行共用一套驱动器.就1616的点阵来说把所有同一列的发光二极管的阴极连在一起,把所有同一行的发光二极管的阳极连在一起(共阴接法),先送出对应第一列发光管亮灭的数据并锁存,然后选通第一列使其燃亮一定时间,然后熄灭,再送第二列的数据并锁存,然后选通第二列使其燃亮相同时间,然后熄灭;以此类推,第十六列之后,又重新燃亮第一列,反复轮回。当这样轮回的速度足够快(每秒24次以上)由于人眼的视觉暂留现象,就能够看到显示屏上稳定
12、的图形了。三, 系统硬件电路单片机的定义 单片机是指集成在一块芯片上的完整计算机系统。尽管他的大部分功能集成在一块小芯片上,但是它具有一个完整计算机所需要的大部分部件:CPU、内存、内部和外部总线系统,目前大部分还会具有外存。同时集成诸如通讯接口、定时器,实时时钟等外围设备。而现在最强大的单片机系统甚至可以将声音、图像、网络、复杂的输入输出系统集成在一块芯片上。 单片机也被称为微控制器(Microcontroler),是因为它最早被用在工业控制领域。单片机由芯片内仅有CPU的专用处理器发展而来。最早的设计理念是通过将大量外围设备和CPU集成在一个芯片中,使计算机系统更小,更容易集成进复杂的而对
13、提及要求严格的控制设备当中。INTEL的Z80是最早按照这种思想设计出的处理器,从此以后,单片机和专用处理器的发展便分道扬镳。 单片机都是8位或4位的。其中最成功的是INTEL的8031,因为简单可靠而性能不错获得了很大的好评。此后在8031上发展出了MCS51系列单片机系统。基于这一系统的单片机系统直到现在还在广泛使用。随着工业控制领域要求的提高,开始出现了16位单片机,但因为性价比不理想并未得到很广泛的应用。90年代后随着消费电子产品大发展,单片机技术得到了巨大的提高。随着INTEL i960系列特别是后来的ARM系列的广泛应用,32位单片机迅速取代16位单片机的高端地位,并且进入主流市场
14、。而传统的8位单片机的性能也得到了飞速提高,处理能力比起80年代提高了数百倍。目前,高端的32位单片机主频已经超过300MHz,性能直追90年代中期的专用处理器,而普通的型号出厂价格跌落至1美元,最高端的型号也只有10美元。当代单片机系统已经不再只在裸机环境下开发和使用,大量专用的嵌入式操作系统被广泛应用在全系列的单片机上。而在作为掌上电脑和手机核心处理的高端单片机甚至可以直接使用专用的Windows和Linux操作系统。 单片机适合用于嵌入式系统,因此它得到了最多的应用。事实上单片机是世界上数量最多的计算机。现代人类生活中所用的几乎每件电子和机械产品中都会集(一),单片机系统硬件电路大致上可
15、以分为单片机系统及外围设备,行驱动电路和列驱动电路三部分。1, AT89C51单片机介绍AT89C51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS 8位微处理器,俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,ATMEL的AT89C5
16、1是一种高效微控制器,AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。外形及引脚排列如图所示主要特性:1与MCS-51 兼容24K字节可编程闪烁存储器3寿命:1000写/擦循环4数据保留时间:10年5全静态工作:0Hz-24MHz6三级程序存储器锁定71288位内部RAM832可编程I/O线9两个16位定时器/计数器105个中断源11可编程串行通道12低功耗的闲置和掉电模式13片内振荡器和时钟电路管脚说明:VCC:供电电压。GND:接地。P0口:P0口为一个8位漏级开路双向I/O口,每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时,
17、被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH进行校验时,P0输出原码,此时P0外部必须被拉高。P1口:P1口是一个内部提供上拉电阻的8位双向I/O口,P1口缓冲器能接收输出4TTL门电流。P1口管脚写入1后,被内部上拉为高,可用作输入,P1口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故。在FLASH编程和校验时,P1口作为第八位地址接收。P2口:P2口为一个内部上拉电阻的8位双向I/O口,P2口缓冲器可接收,输出4个TTL门电流,当P2口被写“1”时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入
18、。并因此作为输入时,P2口的管脚被外部拉低,将输出电流。这是由于内部上拉的缘故。P2口当用于外部程序存储器或16位地址外部数据存储器进行存取时,P2口输出地址的高八位。在给出地址“1”时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2口输出其特殊功能寄存器的内容。P2口在FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号。P3口:P3口管脚是8个带内部上拉电阻的双向I/O口,可接收输出4个TTL门电流。当P3口写入“1”后,它们被内部上拉为高电平,并用作输入。作为输入,由于外部下拉为低电平,P3口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故。P3口也可作为AT89C51的一些特殊功能
19、口,如下所示:口管脚 备选功能P3.0 RXD(串行输入口)P3.1 TXD(串行输出口)P3.2 /INT0(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(记时器0外部输入)P3.5 T1(记时器1外部输入)P3.6 /WR(外部数据存储器写选通)P3.7 /RD(外部数据存储器读选通)P3口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。RST:复位输入。当振荡器复位器件时,要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。在FLASH编程期间,此引脚用于输入编程脉冲。在平时,ALE端以不变的频率周期输出正
20、脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6。因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE脉冲。如想禁止ALE的输出可在SFR8EH地址上置0。此时, ALE只有在执行MOVX,MOVC指令是ALE才起作用。另外,该引脚被略微拉高。如果微处理器在外部执行状态ALE禁止,置位无效。/PSEN:外部程序存储器的选通信号。在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN有效。但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN信号将不出现。/EA/VPP:当/EA保持低电平时,则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH),不管是否有内部程序存
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