16x16点阵式汉字电子显示屏范本模板Word文档下载推荐.docx

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电气自动化

班级：

15电气对口二班

指导教师：

孙建延

2016年12月27日

点阵式汉字电子显示屏的设计

设计内容：

以MCS—51系单片机为核心器件，设计一个点阵式汉字电子显示屏。

任务要求:

（1）显示屏为16*16LED点阵显示器；

（2）可以依次显示“老师,您辛苦了！

"

8个汉字。

设计要求：

（1）设计方案选择合理，达到设计任务要求；

（2）设计思路清晰，原理框图正确，元器件选择恰当，计算正确;

软件流程图正确合理，源程序完整；

说明书简明扼要，文字流畅，论点明确，书写工整;

（3）图纸表达正确，符合制图规范；

图面整洁,布局合理，图中电气连接和元器件符号符合要求。

（4）设计的有关技术指标符合国家有关规范、标准和政策要求。

（5）在设计过程中认真、按时完成各阶段的设计、计算、编程、绘图、调试任务。

（6）原理图绘制在A1纸,要求用PROTEUS仿真正确后，焊接实物电路板，并能测试成功.

摘要

本设计使用AT89C51系列高速单片机作为主控制模块,利用简单的外围电路来驱动16×

16的点阵LED显示屏.利用AT89C51系列高速单片机本身强大的功能，可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储,并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化，另一方面点阵显示屏广泛的应用于医院、机场、银行等公共场所,所以本设计具有很强的现实应用性。

本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示4个8×

8点阵汉字，并能通过上位机软件修改显示内容和显示效果等等。

把字符内码存储在空闲的单片机程序存储器空间，本文从LED的显示原理入手,详细阐述了LED动态显示的过程，以及硬件电路的设计、计算和软件仿真下载实现。

关键词：

动态显示；

单片机；

Abstract

ThisdesignUSESAT89C51serieshighspeedsinglechipmicrocomputerasthemaincontrolmodule，theuseofsimpleperipheralcircuittodrivethe16＊16latticeLEDdisplay。

UsingAT89C51serieshigh-speedmicrocontrolleritselfpowerfulfunction,caneasilyachievebetweenMCUandPCdatatransmissionandstorage,andconvenienttousesoftwaretodisplaycontentdiversitychange，ontheotherhanddotmatrixdisplayscreeniswidelyusedinhospitals，airports，Banksandotherpublicplaces，sothisdesignhasastrongpracticalapplicability.

TheLEDdisplaycanbedisplayedinadynamicscanningwayandatthesametimefour8x8dotmatrixChinesecharacters，andcanpassthePCsoftwarerevisiondisplaycontentandeffect，andsoon。

Storenamedcharacterinthefreemicrocontrollerprogrammemoryspace,thisarticleobtainsfromtheprincipleofLEDdisplay，LEDdynamicdisplayoftheprocesswereintroducedindetail,aswellasthehardwarecircuitdesign,calculationandsimulationsoftwaretodownload。

KeyWords：

Dynamicdisplay；

Singlechipmicrocomputer;

一绪论

设计课题背景知识

单片微型计算机（single 

chip 

microcomputer）简称单片机，它是为各类专用控制器而设计的通用或专用微型计算机系统，高密度集成了普通计算机微处理器，一定容量的RAM和ROM以及输入/输出接口，定时器等电路于一块芯片上构成的。

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矩阵块组成.图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；

视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况.LED显示屏显示画面色彩鲜艳,立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于交通运输、车站、商场、医院

现代LED的发展很快，很多研究领域非常已经深刻，实际情况是：

很多相、宾馆、证券市场、工业企业管理等公共场所。

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。

关的知识已经远远超出我们在校学生的能力范围，所以在此只是简单的研究一下用单片机驱动的LED显示移动的汉字.目的有三：

一是亲手制作一个简单实用的显示文字的LED点阵；

二是通过制作LED点阵增强对LED点阵的了解和应用，以及复习巩固单片机知识;

三是通过团队合作，增强团队合作的意识,为以后走向社会工作打下基础,并且增强了同学之间的友谊。

汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（如16×

16 

点阵），将点阵文件存入ROM，形成新的汉字编码；

而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语句,再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。

不论显示图形还是文字，都是控制与组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的LED器件发光。

通常事先把需要显示的图形文字转换成点阵图形,在按照显示控制的要求以一定的格式形成显示数据.对于只控制通断的图文显示屏来说，每个LED发光器件占据数据中的1位（1bit）,在需要该LED器件发光的数据中相应的位填1，否则填0。

当然,根据控制电路的安排,相反的定义同样时可行的。

这样依照所需显示的图形文字，按显示屏的各行各列逐点填写显示数据,就可以构成一个显示数据文件.显示图形的数据文件，其格式相对自由,只要能够满足显示控制的要求即可。

文字的点阵格式比较规范，可以采用现行计算机通用的字库字模。

组成一个字的点阵，其大小也可以有16×

16、24×

24、32×

32、48×

48等不同规格。

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。

图文显示屏的颜色，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。

为了吸引观众增强显示效果，可以有多种显示模式.最简单的显示模式是静态显示。

与静态显示模式相对应,就有各种动态显示模式,它们所显示的图文都是能够动的。

按照图文运动的特点又可以分为闪烁、平移、旋转、缩放等多种显示模式。

产生不同显示模式的方法，并不意味着一定要重新编写显示数据，可以通过一定的算法从原来的显示数据直接生成。

例如，按顺序调整行号，可以使显示图文产生上下平移;

而顺序调整列显示数据的位置，就可以达到左右平移的目的；

刷新的时间控制，要考虑运动图形文字的显示效果。

刷新太慢，动感不显著；

刷新太快了，中间过程看不清。

一般刷新周期可控制在几十毫秒范围之内。

本次设计中，由本人和王文东组成一组，王文东负责硬件部分电路图的设计和软件部分程序的设计和调试,目的是应用简单方便的电路连接和程序完成汉字的换色与移动.我负责用设计好的点阵电路制作PCB电路板，包括完成PCB板的制作,制作另外一块在面包板上连的点阵线连板子的焊接与调试，各人的分工不同只是工作侧重点的不同，大家是在一起互相学习互相帮助,共同完成设计任务。

二单元电路设计与分析

2.1系统设计

LED点阵总体框图如下图所示，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，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.、

2.2系统硬件电路的设计

硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分.

2.2。

1单片机系统

单片机采用89C51或其兼容系列的芯片,采用24M或更高频率的晶振,以获得较高的刷新频率，使显示更稳定。

单片机的串口与列驱动器相连，用来送显示数据。

P1口低4位与行驱动器相连，送出行选信号；

P1。

5~P1。

7口则用来发送控制信号。

P0和P2口空着，在有必要时可以扩展系统的ROM和RAM。

管脚说明

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，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