霓虹灯设计论文 (2).doc
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1、 单片机课程设计单片机课程设计 设计课题:霓红灯设计设计课题:霓红灯设计 期:期:20112011 年年 6 6 月月 2020 日日 霓红灯课程设计 摘 要 单片机自 20 世纪 70 年代问世以来,以极其高的性价比受到人们的重视和 关注,所以应用很广,发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能 力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。在 现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形显示 器显示汉字,汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器,广告屏等。所以研究 LED 显示有实用的意义。LED 显示屏分为图文显示屏和视频显示屏,均由 LED 矩 阵
2、块组成。LED 显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像;不仅可以用于 室内环境还可以用于室外环境,具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的 优点。 LED 之所以受到广泛重视而得到迅速发展,是与它本身所具有的优点 分不开的。这些优点概括起来是:亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿 命长、耐冲击和性能稳定。LED 的发展前景极为广阔,目前正朝着更高亮度、 更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性,可靠性、全色化方向发 展。 现代 LED 的发展很快,很多研究领域非常已经深刻,所以想利用自己学的 单片机知识简单的研究一下用单片机驱动的 LED 显示汉字,以达到学以致用和 实践相结合的目的
3、,同时巩固加深自己的单片机知识。用点阵方式构成图形或 文字,是非常灵活的,可以根据需要任意组合和变化,只要设计好合适的数据 文件,就可以得到满意的显示效果。因而采用点阵式图文显示屏显示经常需要 变化的信息,是非常有效的。 点阵大小可以有 1616、2424、3232、4848 等不同规格,也有单色、 双色、和多色几种,最常用的是单色图文屏。单色屏多使用红色或橘红色或橙 色 LED 点阵单元。双色图文屏和多色图文屏,在 LED 点阵的每一个“点”上布 置有两个或多个不同颜色的 LED 发光器件。换句话说,对应于每种颜色都有自 己的显示矩阵。显示的时候,各颜色的显示点阵是分开控制的。事先设计好各
4、种颜色的显示数据,显示时分别送到各自的显示点阵,即可实现预期效果。每 一种颜色的控制方法和单色的完全相同,因此掌握了单色图文显示屏的原理, 双色屏和多色屏就不难理解了。 目 录 1. 绪论3 1.1 课题描述3 1.2 基本工作原理及框图3 2 相关芯片及硬件电路设计.4 2.1 AT89C51 芯片4 2.1.1 AT89C51 的功能特性5 2.1.2 AT89C51 的主要性能参数5 2.2 单片机的最小系统6 3 系统软件设计.10 3.1 制作霓虹灯所需的无件.10 3.2 电路仿真原理.11 3.3 制作成的电路板.12 3.4 霓虹灯的 C 程序.13 3.5 灯闪模拟14 4.
5、心得体会 5.参考文献 绪论 1.1 课题描述 随着电子技术,特别是随大规模集成电路的产生而出现的微型计算机技术 的飞速发展,人类生活发生了根本性的改变。如果说微型计算机的出现使现代 科学研究得到了质的飞跃,那么可以毫不夸张地说,单片机技术的出现则是给 现代工业测控领域带来了一次新的技术革命。目前,单片机以其体积小、重量 轻、抗干扰能力强、对环境要求不高、高可靠性、高性能价格比、开发较为容 易,在工业控制系统、数据采集系统、智能化仪器仪表、办公自动化等诸多领 域得到极为广泛的应用,并已走人家庭,从洗衣机、微波炉到音响、汽车,到 处都可见到单片机的踪影。因此,单片机技术开发和应用水平已逐步成为一
6、个 国家工业发展水平的标志之一。本课题研究的内容就是以单片机为主要控制元 件,驱动 LED 点阵显示所想要现实的汉字。 1.2 基本工作原理及框图 LED 点阵总体框图如图 1.1 所示,点阵电路大体上可以分成微机本身的硬 件、显示驱动电路、控制信号电路三部分。控制电路部分包括一个 51CUP 和一 些外围电路。在整个电路当中单片机负责控制整个电路以及相应的程序的运行、 与 PC 机的串行通讯、以及给屏体电路部分发送命令。点阵显示屏体、以及它 的行和列的各个驱动电路。 此显示电路采用扫描方式进行显示时,每行有一个行驱动器,各行的同名 列共用一个列驱动器。由行译码器给出的行选通信号,从第一行开始
7、,按顺序 依次对各行进行扫描(把该行与电源的一端接通)。另一方而,根据各列锁存的 数据,确定相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。接通的列,就在 该行该列点燃相应的 LED;未接通的列所对应的 LED 熄灭。可通过扫描输出 口的控制实现颜色的转换。 2 相关芯片结构 2.1 AT89C51 芯片 AT89C51 是美国 ATMEL 公司生产的低电压,高性能 CMOS 8 位单片机,片内 含 4k bytes 的反复擦写的 Flash 只读程序存储器和 128 bytes 的随机存取数据存 储器(RAM) ,器件采用 ATMEL 公司高密度、非易失性存储技术生产,兼容 标准 MCS-51
8、指令系统,片内置通用 8 位中央处理器(CPU)和 Flash 存储单元, 功能强大 AT89C51 单片机可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于 各种控制领域。AT89C51 引脚图如图 2.1 所示。 图 2.1 AT89C51 引脚图 单片机是在一块硅片上集成了各种部件的微型机,这些部件包括中央处理 器 CPU、数据存储器 RAM、程序存储器 ROM、定时器/计数器和多种 I/O 接口 电路。8051 单片机的基本结构见图 2.2。 图 2.2 8051 单片机的基本结构 2.1.1 AT89C51 的功能特性 AT89C51 提供以下标准功能:4K 字节 Flash 闪速存储器
9、,128 字节内部 RAM,32 个 I/O 口线,两个十六位定时/计数器,一个 5 向量两级中断结构, 一个全双工串行通信口,片内振荡器及时钟电路。同时,AT89C51 可降至 0Hz 的静态逻辑操作,并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止 CPU 的 工作,但允许 RAM,定时/计数器,串行通信口及中断系统继续工作。掉电方 式保存 RAM 中的内容,但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一 个硬件复位。 2.1.2 AT89C51AT89C51 的主要性能参数的主要性能参数 AT89C51 主要性能参数如下: 与 MC51 产品指令系统完全兼容 4K 字节可重擦写 Flash
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