8x8LED点阵显示学号及姓名.docx
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8x8LED点阵显示学号及姓名
摘要
LED是发光二极管LightEmittingDiode的英文缩写,是一种能够将电能转化为可见光的半导体。
LED点阵是由发光二极管排列组成的显示器件,在我们日常生活的电器中随处可见极为普通也广为人知。
特别是它的发光类型属于冷光源效率及发热量是普通发光器件难以比拟的它采用低电压扫描驱动具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品、可靠耐用、应用灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活种等特点。
目前LED显示屏作为新一代的信息传播媒体已经成为城市信息现代化建设的标志。
随着社会经济的不断进步以及LED显示技术的不断完善，人们对LED显示屏的认识将越来越深入，其应用领域将会越来越广。
关键词：
发光二级管；半导体；信息传媒体；LED显示技术
Abstract
LEDLightEmittingDiodeLightEmittingDiodeistheabbreviationof,itisakindofcanconvertelectricpowerintovisibleLightsemiconductor.LEDlatticeisbythelightemittingdiodearraycomposedofdisplaydevice,inourdailylifecanbeseeneverywhereintheelectricequipmentveryordinaryisalsowellknown.EspeciallyitsluminoustypebelongstocoldlightsourceefficiencyandcalorificvalueiscommonluminousdeviceincomparableitUSESlowvoltagescanningdrivewithlessconsumption,andlongservicelife,lowcost,highbrightness,lowmalfunction,perspective,visibledistance,specificationproduct,reliableanddurable,applicationagile,safety,shortresponsetime,greenenvironmentalprotection,controlofagileetc.Atpresent,theLEDdisplayscreenasanewgenerationofinformationmediahasbecomeasymbolofcityinformationmodernizationconstruction.
Keywords:
led；semiconductor；informationtransfermedia；LEDdisplaytechnology.
引言……………………………………………………………………………3
第1章系统概述…………………………………………………………4
1.1设计任务及目的……………………………………………………………4
第2章系统硬件设计与分析…………………………………………5
2.1复位电路……………………………………………………………………5
2.2主体电路……………………………………………………………………5
2.3硬件电路连线………………………………………………………………6
2.4显示部分……………………………………………………………………6
第3章单片机的配置及简介…………………………………………8
3.1单片机介绍…………………………………………………………………8
3.2单片机系统设计……………………………………………………………10
3.3单片机的发展趋势…………………………………………………………11
第4章系统软件设计……………………………………………………13
4.1学号的编码…………………………………………………………………13
4.2姓名的编码…………………………………………………………………13
4.3程序流程图…………………………………………………………………13
4.4完整程序……………………………………………………………………15
第5章有关软件的介绍…………………………………………………17
5.1AltiumDesignerWinter09电路设计及PCB图制作…………………17
5.1.1原理图设计………………………………………………………………17
5.1.2PCB图制作………………………………………………………………18
5.1.3印制板的制作……………………………………………………………18
5.2KeilC51介绍及使用………………………………………………………18
5.3烧录器的使用………………………………………………………………19
谢辞…………………………………………………………………………………19
参考文献…………………………………………………………………………21
附录一:
原理图……………………………………………………………………22
附录二：
PCB图…………………………………………………………………22
附录三：
3D立体图………………………………………………………………23
引言
自20世纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。
在我国改革开放之后，提别是进入90年代国民经济的高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈。
而LED显示屏作为信息传播的一种重要手段，已经成为城市信息现代化建设的标志,LED显示屏随着社会经济的不断进步，以及LED制造技术的完善，人们对LED显示屏的认识将会越来越深入，其应用领域将会越来越广；LED显示屏经多年的开发、研制、生产，其技术目前已经成熟。
现在各种广告牌不再是白底黑字了，也不再是单一的非电产品，而是用上了丰富多彩的LED电子产品，为城市的增添了一道靓丽的风景。
而且它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、成本低、发光效率高、故障少、视角大、可视距离远、可靠耐用、组态灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等特点。
近年来LED显示屏市场得到了迅猛的发展，已经广泛应用到银行、邮电、税务、机场、车站、证券市场及其它交易市场、医院、电力、海关、体育场等需要进行多种公告、宣传的场合。
通过设计一个可显示数字的8*8点阵控制器来学习和熟悉LED的使用
第1章系统概述
LED点阵显示系统中各模块的显示方式有静态和动态显示两种。
静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的脉冲信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。
本文将介绍一种采用单片机STC89C52进行控制的8x8LED点阵。
该点阵可实现动态显示数字本人学号及姓名功能。
1.1设计任务及目的
利用8x8LED点阵显示学号“**********”及姓名“陈艺和”字样。
采用STC89C52单片机作为整个控制搭电路的核心，并编制软件程序，实现动态轮流显示。
通过此设计来巩固单片机硬件系统的设计及软件系统的编程，通过设计将平时所学知识付诸实践，提高动手能力。
第二章系统硬件设计与分析
本系统从经济性，电路结构，系统性能等多方面考虑，选用如下主要元器件：
单片机STC89C52、排阻10K和10k电阻、22pF电容、10uF极性电容、LED指示灯、按钮开关、共阴8x8LED点阵显示块。
2.1复位电路
单片机在启动运行时需要复位，使CPU以及其他功能部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，另外，在单片机工作过程中，如果出现死机时，也必须对单片机进行复位，使其重新开始工作。
本设计中采用按键复位电路，复位电路如图2所示：
图2-1双复位电路
2.2主体电路
通过单片机STC89C52的P0口和P2口去驱动点阵LED芯片块。
电路如图3所示：
图2-2主体电路
2.3硬件电路连线
1.把“单片机系统”区域中的P0.0~P0.7端口分别通过10k排阻连接到“共阴点阵8*8”区域中的“9，,1,12，8,2,7,4”引脚上；
2.把“单片机系统”区域中的P2.0~P2.7端口连接到“共阴点阵8*8”区域中的“13,6,5,10,3,11,15,16”引脚上。
2.4显示部分
1.8X8 点阵LED工作原理说明
图4为8×8点阵LED外观及引脚图，其等效电路如图
（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2-38×8点阵LED外观及引脚图
其等效电路图如下：
图2-48×8点阵LED等效电路
2.点阵LED扫描法介绍
点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式：
（1）点扫描；
（2）行扫描；
（3）列扫描。
若使用第一种方式，其扫描频率必须大于16×64=1024Hz，周期小于1ms即可。
若使用第二和第三种方式，则频率必须大于16×8=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。
此外一次驱动一列或一行（8颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。
第3章单片机的配置及简介
3.1单片机介绍
所谓单片机，就是将CPU,RAM,ROM,定时/计数器和多种I/O接口电路都集成在一块集成芯片上的微型计算机。
MCS--51系列单片机是美国Intel公司在1980年推出的8位单片微型计算机，包含51和52两个子系列。
51子系列的典型产品有8031，8051和8751三种机型52子系列包括8032，8052二种主要机型。
51子系列的配置如下：
（1）8位CPU；
（2）振荡频率1.2～12MHZ；
（3）128个字节的片内数据存储器（片内RAM）；
（4）21个专用寄存器；
（5）4KB的片内程序存储器（8031无）；
（6）8位并行I/O口P0，P1，P2，P3；
（7）一个全双工串行I/O口；
（8）2个16位定时器/计数器；
（9）5个中断源，分为2个优先级。
本系统选用STC89C52系列单片机，由于它的模块化设计为适应具体的应用提供了极大的灵活性，便于扩展功能，有效的提高了系统的经济性。
STC89C52是一种低工耗、高性能的片内含有4KB快闪可编程/擦除只读存储器的八位CMOS微控制器，使用高密度、非易失存储编程器对程序存储器重复编程。
STC89C52具有以下特点：
（1）与MCS-51微控制器产品系列兼容。
（2）片内有4KB可在线重复编程的快闪擦写存储器。
（3）32条可编程I/O线。
（4）程序存储器具有三级加密保护。
（5）可编程全双工串行通道。
（6）空闲状态维持低功耗和掉电状态保存存储内容。
（7）而且与89C51系列的引脚也完全兼容。
89C52单片机结构如图3-1所示：
图3-189C52单片机结构框图
51系列单片机的引脚功能：
主电源引脚Vss、Vcc
Vss：
接地，Vcc：
接+5V电源。
外接晶振引脚XTAL1、XTAL2
XTAL1：
片内反向放大器输入端，XTAL2：
片内反向放大器输出端。
输入/输出引脚P0、P1、P2、P3。
P0.0～P0.7：
P0口的8个引脚，P0口是8位漏极开路型双向I/0端口，在接有片外存储器或I/0扩展接口时，P0.0～P0.7分时复用，作低8位地址总线与双向8位数据总线。
P1.0～P1.7：
P1口的8个引脚，P1口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口，对于52子系列，P1.0还可用于定时器/计数器2的计数脉冲输入端Ｔ2，Ｐ1.1还可作定时器/计数器2的外部控制端T2EX。
P2.0～P2.7：
P2口的8个引脚，P2口也是一个带内部上拉电阻的双向I/O口，在访问片外存储器或扩展I/O接口时，还用于提供高8位地址。
P3.0～P3.7：
P3口的8个引脚，P3口也是一个带上拉电阻的I/O口，除可以作双向的输入输出口外，还具有第2功能。
见表3-1
表3-1P3口第二功能表
引脚
第二功能
P3.0
P3.1
P3.2
P3.3
P3.4
P3.5
P3.6
P3.7
RXD（串行口输入）
TXD（串行口输出）
INT0（外部中断0输入）
INT1（外部中断1输入）
T0（定时器0的外部中断）
T1（定时器1的外部中断）
WR（片外数据存储器写控制信号）
RD（片外数据存储器读控制信号）
控制线（4条）：
ALE/PROG：
双功能引脚。
由于P0口的8个引脚是低8位地址总线与数据总线分时复用，因此必须将P0口输出的低8位地址进行锁存。
在访问片外存储器时，每机器周期该信号出现2次。
其下降沿用于控制锁存P0口输出的低8位地址。
即使不访问片外存储器，该引脚上仍出现上述频率的周期性信号，因此也可作为对外输出的时钟脉冲，频率为振荡器频率的1/6，必须注意的是：
在访问片内外存储器时，ALE脉冲会跳空1个。
对片内含有EPROM的机型，此引脚在编程时可作为编程脉冲PROG的输入端。
PSEN：
片外程序存储器读选通信号输出端，在CPU从片外程序存储器取指期间，此信号每个机器周期两次有效，以通过P0口读入指令，在访问片外数据存储器时，该信号不出现。
EA/Vpp：
双功能引脚，为片外程序存储器选用端。
当该引脚信号有效时，选择片外程序存储器，即EA/Vpp=1时，访问片内程序存储器。
对片内含有EPROM的机型，此引脚在编程期间用于施加+21v的编程电压。
RST/VPO：
双功能引脚，在单片机工作期间，当此引脚上出现连接2个机器周期的高电平时可实现复位操作。
在Vcc掉电期间，若该引脚接备用电源（+5v），可向片内RAM供电，以保存片内RAM中的信息。
3.2单片机系统设计
按照单片机系统扩展与系统配置状况，单片机应用系统可分为最小系统、最小功耗系统和典型应用系统等。
（1）最小应用系统
能维持单片机运行的最简单配置的系统。
这种系统成本低廉、结构简单，常常构成一些简单的控制系统，如开关状态的输入/输出控制等。
对于片内有ROM/EPROM/FLASHRAM的单片机，构成最小应用系统时，只要将单片机接上时钟电路、复位电路和电源即可，如图3-2（a）所示：
图3-289C52单片机最小应用系统
由于集成度的限制，这种最小应用系统只能用作一些小型的控制单元。
其应用特点是：
①有可供用户使用的大量I/O口线，P0、P1、P2、P3都可用作用户I/O口用。
由于没有外部存储器扩展，
应接高电平。
②内部存储器容量有限（只有4KB地址空间）。
③应用系统开发具有特殊性。
由于这类应用系统应用程序量不大，外电路简单，因而采用模拟开发手段较好。
对于片内无ROM/EPROM/FLASHRAM的单片机，其最小系统除了外部配置时钟电路、复位电路和电源外，还应在片外扩展EPROM、EEPROM作为程序存储器用，如图3（b）所示，
应接地。
（2）最小功耗应用系统
最小功耗应用系统是指为了保证正常运行，系统的功率消耗最小。
这是单片机应用系统中的一个引人入目的构成方式。
在单片机芯片结构设计时，一般为构成最小功耗应用系统提供了必要条件，例如，各种系列的单片机都有CMOS工艺类型，而且在这类单片机中都设置了低功耗运行的WAIT和STOP方式。
设计最小功耗应用系统时，必须使系统内的所有器件、外设都有最小的功耗，而且能充分运用WAIT和STOP方式运行。
最小功耗应用系统常用在一些袖珍式智能仪表、野外工作仪表以及在无源网络、接口中的单片机工作子站。
3.3单片机的发展趋势
今后单片机的发展趋势，将是进一步向着多功能、高性能、高速度、低功耗、低价格、存储容量扩大和增强I/O功能及结构兼容等方面发展。
其发展趋势主要有以下几个方面：
1.多功能
在单片机中尽可能多地把应用所需的存储器、各种功能的I/O口都集成在一块芯片内，使单片机的功能更加强大。
如把LED、LCD或VFD显示驱动器也开始集成在8位单片机中。
2.高性能
进一步改进CPU的性能，加快指令运算的速度和提高系统控制的可靠性，采用精简指令系统计算机RISC（ReducedInstructionSetComputer）结构和流水线技术，大幅度提高运行速度。
现指令速度最高者已达100MIPS（MillionInstructionPerSeconds，即兆指令每秒），并加强了位处理功能、中断和定时控制功能，使单片机的性能明显地优于同类型的微处理器。
单片机集成度进—步提高，有的单片机的寻址能力已突破64KB的限制，8位、16位的单片机有的寻址能力已达到1MB和16MB。
片内ROM的容量可达64KB，RAM的容量可达2KB。
3.低电压、低功耗
允许使用的电压范围越来越宽，一般在36V范围内工作，有的已能在1.2V或0.9V电压下工作。
。
几乎所有的单片机都具有省电运行方式。
单片机的功耗已从mA级降到μA级，甚至1μA以下，在一粒钮扣电池下就可长期工作。
低功耗化的效应不仅是功耗低，而且带来了产品的高可靠性、高抗干扰能力以及产品的便携化。
4.低价格
单片机应用的另一显著特点是量大面广。
促使世界各国公司在提高单片机性能的同时，也十分注意降低价格。
如Z-8系列的Z8600、80C51系列的80C31每片仅售1-1.5美元。
提高性能价格比是各公司竞争的主要策略和不懈追求的目标。
第4章系统软件设计
利用数组将各数字字符的编码存放在寄存器中，在执行显示过程中从寄存器中将对应数字或字符编码的数组一一轮流调出即可实现动态。
4.1学号的编码
各个数字对应的编码如下：
{0xff,0xff,0xff,0xff,0xbb,0x81,0xbf,0xff},//1{0xff,0xff,0xc3,0xbd,0xbd,0xbd,0xc3,0xff},//0
{0xff,0xff,0xc3,0xbd,0xbd,0xbd,0xc3,0xff},//0
{0xff,0xff,0xc3,0xbd,0xbd,0xbd,0xc3,0xff},//0
{0xff,0xff,0x8b,0xad,0xad,0xb3,0xff,0xff},//2
{0xff,0xff,0x8b,0xad,0xad,0xb3,0xff,0xff},//2
{0xff,0xff,0xc3,0xbd,0xbd,0xbd,0xc3,0xff},//0
{0xff,0xff,0xff,0x81,0x76,0x76,0x76,0x8d},//6
4.2姓名的编码
各个字所对应的编码如下：
{0xff,0xeb,0xeb,0x60,0x2b,0x40,0x6b,0x3b},//艺
{0xab,0xcb,0x03,0xcd,0xaf,0x07,0x77,0x07},//和
4.3程序流程图
调用数组赋给P0
Cnta++
Cntb++
TR0置1启动T0
TMOD初始化
N
Y
N
Y
图4-1程序流程图
4.4完整程序
//8*8点阵管水平移动显示技术
#include
#defineint8unsignedchar
#defineint16unsignedint
/*8*8点阵管字型码，从高位开始扫描*/
int8codenum_tab[][8]={
{0xff,0xff,0xff,0xff,0xbb,0x81,0xbf,0xff},//1
{0xff,0xff,0xc3,0xbd,0xbd,0xbd,0xc3,0xff},//0
{0xff,0xff,0xc3,0xbd,0xbd,0xbd,0xc3,0xff},//0
{0xff,0xff,0xc3,0xbd,0xbd,0xbd,0xc3,0xff},//0
{0xff,0xff,0x8b,0xad,0xad,0xb3,0xff,0xff},//2
{0xff,0xff,0x8b,0xad,0xad,0xb3,0xff,0xff},//2
{0xff,0xff,0xc3,0xbd,0xbd,0xbd,0xc3,0xff},//0
{0xff,0xff,0xff,0x81,0x76,0x76,0x76,0x8d},//6
{0xff,0xeb,0xeb,0x60,0x2b,0x40,0x6b,0x3b},//艺
{0xab,0xcb,0x03,0xcd,0xaf,0x07,0x77,0x07},//和
};
/*扫描码*/
Unsignedcharcode
tab[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};
voiddelay（void）;//延时函数
int8n;
int8delta_p;
int8*p;
voidmain（void）//主函数
{
int8i;
int8j;
p=&num_tab[0][0];
TMOD=0x01;
TH0=（65535-5000）/256;
TL0=（65535-5000）%256;
ET0=1;
EA=1;
TR0=1;
while
（1）
{
for（j=0;j<5000;j++）//扫描5000次
for（i=0;i<8;i++）
{
delay（）;
P0=*（p+delta_p）;
P2=tab[i];
p++;
if（p>&num_tab[0][7]）
p=&num_tab[0][0];
}
}
}
voiddelay（void）
{
int16i,j;
for（i=0;i<2;i++）
for（j=0;j<100;j++）;
}
//定时器0
voidtimer0（）interrupt1using3
{
TF0=0;
TH0=（65535-5000）/256;
TL0=（65535-5000）%256;
n++;
if（n==250）
{
n=0;
if（delta_p>70）
delta_p=0;
else
delta_p+=2;
}
}
第5章有关软件的介绍
5.1AltiumDesignerWinter09电路设计及PCB图制作
AltiumDesignerWinter09是集强大的设计能力，复杂工艺的可生产性和设计过程
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