51单片机16X16LED点阵式汉字电子显示屏设计毕业设计论文.docx

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51单片机16X16LED点阵式汉字电子显示屏设计毕业设计论文

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

注意事项

1.设计（论文）的内容包括：

1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）

2）原创性声明

3）中文摘要（300字左右）、关键词

4）外文摘要、关键词

5）目次页（附件不统一编入）

6）论文主体部分：

引言（或绪论）、正文、结论

7）参考文献

8）致谢

9）附录（对论文支持必要时）

2.论文字数要求：

理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。

3.附件包括：

任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。

4.文字、图表要求：

1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写

2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。

图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画

3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印

4）图表应绘制于无格子的页面上

5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档

5.装订顺序

1）设计（论文）

2）附件：

按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订

指导教师评阅书

指导教师评价：

一、撰写（设计）过程

1、学生在论文（设计）过程中的治学态度、工作精神

□优□良□中□及格□不及格

2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度

□优□良□中□及格□不及格

3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力

□优□良□中□及格□不及格

4、研究方法的科学性；技术线路的可行性；设计方案的合理性

□优□良□中□及格□不及格

5、完成毕业论文（设计）期间的出勤情况

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

指导教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

评阅教师评阅书

评阅教师评价：

一、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

建议成绩：

□优□良□中□及格□不及格

（在所选等级前的□内画“√”）

评阅教师：

（签名）单位：

（盖章）

年月日

教研室（或答辩小组）及教学系意见

教研室（或答辩小组）评价：

一、答辩过程

1、毕业论文（设计）的基本要点和见解的叙述情况

□优□良□中□及格□不及格

2、对答辩问题的反应、理解、表达情况

□优□良□中□及格□不及格

3、学生答辩过程中的精神状态

□优□良□中□及格□不及格

二、论文（设计）质量

1、论文（设计）的整体结构是否符合撰写规范？

□优□良□中□及格□不及格

2、是否完成指定的论文（设计）任务（包括装订及附件）？

□优□良□中□及格□不及格

三、论文（设计）水平

1、论文（设计）的理论意义或对解决实际问题的指导意义

□优□良□中□及格□不及格

2、论文的观念是否有新意？

设计是否有创意？

□优□良□中□及格□不及格

3、论文（设计说明书）所体现的整体水平

□优□良□中□及格□不及格

评定成绩：

□优□良□中□及格□不及格

教研室主任（或答辩小组组长）：

（签名）

年月日

教学系意见：

系主任：

（签名）

年月日

设计题目：

基于51单片机的点阵式汉字电子显示屏的设计

摘要：

LED显示屏作为一种新型的显示器件，是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成，通常用来显示时间、图文等信息，由点阵LED组成的汉字显示屏在工工程所应用非常广泛。

本设计是基于MCS-51单片机的16x16显示屏，其中包含了硬件、软件、调试等方案的设计。

此外、该设计只需简单的级联就能实现显示屏的扩展，但级联时要注意不要超过驱动负载范围。

关键字：

LED，点阵式，显示屏，AT89C51

第一部分：

课程设计的目的

掌握单片机应用系统的一般过程和方法

综合运用单片机原理与接口技术课程和其它有关先修课程的理论及方法，分析和解决单片机应用系统的设计、分析和实验开发等相关问题，进一步巩固和加深对所学知识的理解。

通过课程设计实践，掌握单片机应用系统的一般过程和方法，培养分析和解决实际问题的能力。

培养设计的基本技能

通过课程设计，学会运用相关技术资料和电子技术常用设备和工具，掌握有关的设计流程、硬件及软件技术平台的基本操作使用方法，培养分析和设计的基本技能。

第二部分：

设计要求

1、以MCS-51系列的单片机为核心器件，组成一个点阵式汉字显示屏。

2、显示屏由一块16x16LED点阵显示器组成，可以依次显示10个汉字。

3、通过编程能够随时对汉字进行修改、调整。

第三部分：

硬件电路的设计

一．设计思路

根据设计要求，初步确定设计方案如下：

1．选择4片74LS273作为16*16点阵LED显示器的数据锁存器；

2．1#、2#锁存器分别控制上八行和下八行，3#、4#锁存器分别控制左八列和右八列；

3．P0口作为I/O口，输出行数据和控制信号；

4．P2口作为I/O口，与“写”控制信号相配合，输出列控制信号；

5．通过编程依次显示汉字“欢迎光临武汉理工大学”等十个汉字。

二、实验器材

AT89C51芯片，锁存器74LS273，4片8x8的LED显示器组合而成的16x16LED显示屏，电阻、电容、晶振片、电源、门电路等。

三、硬件电路设计框图

根据设计要求与设计思路，硬件电路框图如图2.2.1所示。

硬件电路结构有六个部分组成：

时钟电路、复位电路、点阵显示器阳极驱动电路、阴极驱动电路和16*16点阵显示器电路。

图2.2.1

图2.2.2为各部分硬件电路的原理图

（a）振荡电路

（b）复位电路

四、16*16点阵LED显示器汉字显示的工作原理

16*16点阵LED显示器有两种接线形式，即共阴极接法和共阳极接法。

共阳极接法的原理图如图2.2.3（a）所示，途中只画出了4*4点阵的二极管。

每一行发光二极管的阳极接在一起，有一个引出端r，每一列发光二极管的阴极接在一起，有一个引出端c。

当给发光二极管阳极引出端r1高电平时，阴极引出端c1加低电平时，左上角的二极管点亮。

因此，对行和列的电平进行扫描控制时，可以实现显示不同汉字的目的。

图2.2.316*16点阵LED显示器原理图及引脚排列

（a）16*16点阵LED原理图

（b）4个8*8点阵LED引脚排列

五、如何将4片8x8的LED拼接成一片16x16的LED显示屏（显示屏的扩展）

1、首先选定4片MATRIX-8X8RED（颜色自选）并将它们左转90度以实现对应的行线和列线连接；

2、将显示器分成上下两部分，左右两部分，将对应的行线和列线连接起来，如图；

3、拖动左右两边的显示器拼接在一起，然后拖动上下的显示器拼接在一起，结果如图；

4、对于4片8x8的显示屏也可以通过总线的方法连接；

六、点阵LED显示器与单片机的接口

16*16点阵LED显示器引脚排列如图2.2.3（b）所示。

当采用单片机进行控制时，连接16*16点阵LED显示器需要接入四片74LS273锁存器，。

在编程控制时，将16*16点阵LED显示器分成上下两部分，上半部分8行16列和下半部分8行16列。

1#、2#锁存器分别控制上八行和下八行，3#、4#锁存器分别控制左八列和右八列。

每一列由两个字节组成，数据分成两次送入扫描一列，显示一个字需要扫描16次。

“欢迎光临”显示如图2.2.4，可以按照从左到右，先下后上的顺序以此写出“欢迎光临武汉理工大学”等字的编码。

“欢迎”显示字样

图2.2.4“光临”显示字样

图2.2.5整体电路图

第四部分：

软件设计

“欢迎光临武汉理工大学”10个字的编码表如下：

TAB1:

DB00H,00H,10H,00H,34H,08H,44H,04H；“欢”字编码数据

DB04H,03H,7CH,04H,06H,28H,38H,10H

DB0FH,0CH,89H,03H,0F8H,03H,08H,0CH

DB28H,18H,1CH,30H,08H,20H,00H,00H

TAB2:

DB00H,00H,40H,10H,40H,30H,06EH,1FH；“迎”字编码数据

DB06CH,18H,00H,10H,00H,24H,0FEH,23H

DB02H,21H,82H,20H,0FFH,3FH,02H,21H

DB02H,23H,0FFH,21H,02H,20H,00H,00H

TAB3:

DB00H,00H,40H,00H,44H,20H,48H,20H；“光”字编码数据

DB50H,10H,0E0H,0FH,40H,00H,0FFH,1FH

DB60H,20H,50H,20H,48H,20H,46H,20H

DB60H,20H,40H,10H,00H,00H,00H,00H

TAB4:

DB0F0H,03H,00H,40H,00H,20H,0FFH,1FH；“临”字编码数据

DB00H,00H,00H,00H,40H,3FH,31H,21H

DB1FH,21H,14H,21H,24H,3FH,64H,21H

DB44H,21H,46H,21H,04H,3FH,00H,00H

TAB5:

DB10H,00H,10H,08H,10H,18H,90H,1FH;“武”字点阵数据

DB14H,08H,0F4H,07H,94H,04H,94H,04H

DB14H,04H,10H,00H,0FEH,00H,10H,03H

DB12H,0CH,14H,10H,10H,20H,00H,30H

TAB6:

DB00H,00H,00H,70H,22H,78H,44H,0C4H;“汉”字点阵数据

DB0CCH,06H,00H,40H,04H,20H,34H,10H

DB0C4H,08H,04H,05H,04H,02H,04H,05H

DB0C4H,08H,3EH,10H,04H,20H,00H,30H

TAB7:

DB08H,21H,08H,61H,0F8H,1FH,08H,09H;“理”字点阵数据

DB08H,05H,00H,00H,00H,80H,0FCH,0A1H

DB24H,0A1H,24H,0A1H,0FCH,0FFH,24H,0A1H

DB24H,0B1H,0FEH,0A1H,04H,80H,00H,80H

TAB8:

DB00H,00H,00H,10H,08H,10H,08H,10H;“工”字点阵数据

DB08H,10H,08H,10H,08H,10H,0F8H,1FH

DB08H,10H,08H,10H,08H,10H,08H,10H

DB08H,10H,00H,10H,00H,00H,00H,00H

TAB9:

DB00H,00H,40H,40H,40H,40H,40H,20H;“大”字点阵数据

DB40H,10H,40H,0CH,40H,03H,0FCH,00H

DB40H,03H,40H,0CH,40H,10H,40H,20H

DB40H,60H,40H,40H,40H,40H,00H,00H

TAB10:

DB00H,00H,40H,00H,30H,00H,14H,04H;“学”字点阵数据

DB18H,04H,50H,04H,50H,24H,54H,44H

DB58H,3FH,50H,05H,0D4H,04H,16H,04H

DB10H,04H,50H,04H,30H,00H,00H,00H

第五部分：

程序设计

一．主程序

ORG0000H

MAIN:

MOVR6,#10H;设置“欢”字显示的延时时间常数

HUANZ:

LCALLHSUB；调“欢”字的子程序

DJNZR6,HUANZ；判断显示延时时间到否

MOVR7,#10H；设置“迎”字显示的延时时间常数

YINGZ:

LCALLYSUB；调“迎”字的子程序

DJNZR7,YINGZ；判断显示延时时间到否

MOVR6,#10H；设置“光”字显示的延时时间常数

GUANG:

LCALLGSUB；调“光”字的子程序

DJNZR6,GUANG；判断显示延时时间到否

MOVR7,#10H；设置“临”字显示的延时时间常数

LIN:

LCALLLSUB；调“临”字的子程序

DJNZR7,LIN；判断显示延时时间到否

MOVR6,#10H;设置“武”字显示的延时时间常数

WU:

LCALLWSUB;调“武”字的子程序

DJNZR6,WU;判断显示延时时间到否

MOVR7,#10H;设置“汉”字显示的延时时间常数

HAN:

LCALLASUB;调“汉”字的子程序

DJNZR7,HAN;判断显示延时时间到否

MOVR6,#10H;设置“理”字显示的延时时间常数

LI:

LCALLLLSUB;调“理”字的子程序

DJNZR6,LI;判断显示延时时间到否

MOVR7,#10H;设置“工”字显示的延时时间常数

GONG:

LCALLGGSUB;调“工”字的子程序

DJNZR7,GONG;判断显示延时时间到否

MOVR6,#10H;设置“大”字显示的延时时间常数

DAZ:

LCALLDSUB;调“大”字的子程序

DJNZR6,DAZ;判断显示延时时间到否

MOVR7,#10H;设置“学”字显示的延时时间常数

XUE:

LCALLXSUB;调“学”字的子程序

DJNZR7,XUE;判断显示延时时间到否

AJMPMAIN；程序循环执行

二．“欢”字显示子程序

HSUB:

MOVR5,#00H；“欢”字显示子程序开始，显示数据计数器置初值

MOVR1,#0FEH；前八列数据显示，选中第一列

HSUB0:

MOVDPTR,#0DFFFH；DFFFH为3#锁存器的地址

MOVA,R1

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0EFFFH；EFFFH为4#锁存器的地址

MOVA,#0FFH

MOVX@DPTR,A；将第一列的点阵数据的上半部分送入LED

MOVDPTR,#TAB1

MOVA,R5

MOVCA,@A+DPTR

MOVDPTR,#7FFFH；7FFFH为1#锁存器的地址

MOVX@DPTR,A

INCR5

MOVA,R5

MOVDPTR,#TAB1；将第一列的点阵数据的下半部分送入LED

MOVCA,@A+DPTR

MOVDPTR,#0BFFFH；BFFFH为2#锁存器的地址

MOVX@DPTR,A

LCALLDY1MS；调延时一秒子程序

MOVA,R1；准备选中下一列

RLA

MOVR1,A

INCR5

CJNER5,#10H,HSUB0；判断前8列显示完否，如果没有完继续显示

MOVR1,#0FEH；后八列数据显示

HSUB1:

MOVDPTR,#0EFFFH

MOVA,R1

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0DFFFH

MOVA,#0FFH

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#TAB1

MOVA,R5

MOVCA,@A+DPTR

MOVDPTR,#7FFFH

MOVX@DPTR,A

INCR5

MOVA,R5

MOVDPTR,#TAB1

MOVCA,@A+DPTR

MOVDPTR,#0BFFFH

MOVX@DPTR,A

LCALLDY1MS

MOVA,R1

RLA

MOVR1,A

INCR5

CJNER5,#20H,HSUB1

RET

三．“迎”字显示子程序

YSUB:

MOVR5,#00H；“迎”字显示子程序

MOVR1,#0FEH

YSUB0:

MOVDPTR,#0DFFFH

MOVA,R1

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0EFFFH

MOVA,#0FFH

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#TAB2

MOVA,R5

MOVCA,@A+DPTR

MOVDPTR,#7FFFH

MOVX@DPTR,A

INCR5

MOVA,R5

MOVDPTR,#TAB2

MOVCA,@A+DPTR

MOVDPTR,#0BFFFH

MOVX@DPTR,A

LCALLDY1MS

MOVA,R1

RLA

MOVR1,A

INCR5

CJNER5,#10H,YSUB0

MOVR1,#0FEH

YSUB1:

MOVDPTR,#0EFFFH

MOVA,R1

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#0DFFFH

MOVA,#0FFH

MOVX@DPTR,A

MOVDPTR,#TAB2

MOVA,R5

MOVCA,@A+DPTR

MOVDPTR,#7FFFH

MOVX@DPTR,A

INCR5

MOVA,R5

MOVDPTR,#TAB2

MOVCA,@A+DPTR

MOVDPTR,#0BFFFH

MOVX@DPTR,A

LCALLDY1MS

MOVA,R1

RLA

MOVR1,A

INCR5

CJNER5,#20H,YSUB1

RET

四．“光”字显示子程序

GSUB:

MOVR5,#00H；“光”字显示子程序开始，显示数据计数器置初值

MOVR1,#0FEH；前八列数据显示，选中第一列

GSUB0:

MOVDPTR,#0DFFFH；DFFFH为3#锁存器的地址

MOVA,R1

MOVX@DPTR,A；EFFFH为4#锁存器的地址

MOVDPTR,#0EFFFH

MOVA,#0FFH

MOVX@DPTR,A；将第一列的点阵数据的上半部分送入LED

MOVDPTR,#TAB3

MOVA,R5

MOVCA,@A+DPTR

MOVDPTR,#7FFFH；7FFFH为1#锁存器的地址

MOVX@DPTR,A

INCR5

MOVA,R5

MOVDPTR,#TAB3；将第一列的点阵数据的下半部分送入LED

MOVCA,@A+DPTR；BFFFH为2#锁存器的地址

MOVDPTR,#0BFFFH

MOVX@DPTR,A

LCALLDY1MS；调延时1ms子程序

MOVA,R1；准备选中下一列

RLA

MOVR1,A

INCR5

CJNER5,#10H,GSUB0；判断前八列显示完否，如果没完继续显示

MOVR1,#0FEH；后八列数据显示

GSUB1:

MOVDPTR,#0EFFFH

MOV