LED点阵显示屏.docx

1、LED点阵显示屏单片机课程设计：点阵广告牌的设计班级：08自动化同组人： 王丽莎 程才文 玄奇骏 杨宏飞 赵永辉指导老师：张心歌2010.11.11目录1.1 LED点阵控制原理1.1.1 LED简介 1.1.2LED点阵 1.1.3 显示原理 1.2 单片机小系统 1.2.151系列单片机的概述 1.2.2单片机的组成2 其他芯片介绍3 程序设计附录（所有的源程序）摘 要LED是发光二极管Light Emitting Diode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

2、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。1.1 LED点阵控制原理显示屏是由发光二极管行列组成的LED点阵模块组成显示屏体。1.1.1 LED简介LED是发光二极管英文Light Emitting Diode的缩写格式，LED器

3、件种类繁多，早期的LED产品是单个发光管，随着数字化设备的出现，LED数码管和字符管得到了广泛的应用，LED点阵等显示器件的出现，适应了信息化社会发展的需要，成为了大众传媒的重要工具。LED发光灯按类型可以分为单色发光灯、双色发光灯、三色发光灯、面发光灯、闪烁发光灯、电压型发光灯等；按发光强度可分为普通亮度发光灯、高亮度发光灯、超高亮度发光灯等；LED发光灯结构如图2所示，它由芯片3、阳极引脚1、阴极引脚2和环氧树脂封装外壳四部分组成。它核心部分是具有复合发光功能的PN结，即芯片3。环氧树脂封装外壳具有保护芯片的作用，还有透光聚光的能力，以增强显示效果。图41.1.2 LED点阵 随着LED应

4、用领域的扩大，要求生产更为直接和方便的LED显示器件。因而出现了数码管、字符管、电平管、LED点阵等多种LED显示器。不管显示器的结构怎么变，它的核心部件仍然是发光半导体芯片。例如一个8*8的点阵是由64个发光二极管按一个规律组成的，如图3。图5如图3所示的发光二极管，行接低电平，列接高电平，发光二极管导通发光。1.1.3 显示原理人眼的亮度感觉不会因光源的消失而立即消失，要有一个延迟时间，这就是视觉的惰性。视觉惰性可以理解为光线对人眼视觉的作用、传输、处理等过程都需要时间，因而使视觉具有一定的低通性。实验表明，当外界光源突然消失时，人眼的亮度感觉是按指数规律逐渐减小的。这样当一个光源反复通断

5、，在通断频率较低时，人眼可以发现亮度的变化；而通断频率增高时，视觉就逐渐不能发现相应的亮度变化了。不致于引起闪烁感觉的最低反复通断频率称为临界闪烁频率。通过实验证明临界闪烁频率大约为24Hz。因此采用每秒24幅画面的电影，在人看起来就是连续活动的图象了。同样的原理，日光灯每秒通断50次，而人看起来却是一直亮的。由于视觉具有惰性，人们在观察高于临界闪烁频率的反复通断的光线时，所得到的主观亮度感受实际上是客观亮度的平均值。视觉惰性可以说是LED显示屏得以广泛应用的生理基础。首先，在LED显示屏中可以利用视觉惰性，改善驱动电路的设计，形成了目前广为采用的扫描驱动方式。扫描驱动方式的优点在于LED显示

6、屏不必对每个发光灯提供单独的驱动电路，而是若干个发光灯为一组共用一个驱动电路，通过扫描的方法，使各组发光灯依次点燃，只要扫描频率高于临界闪烁频率，人眼看起来各组灯都在发光。由于LED显示屏所使用的发光灯数量很大，一般在几千只到几十万只的范围，所以节约驱动电路的效益是十分可观的。1.3 单片机小系统1.3.1 51系列单片机的概述单片机也被称作“单片机微型计算机”、“微控制器”、“嵌入式微控制器”，国际上采用“MCU”(Micro Controller Unit)称呼单片机。如果将8位单片机的推出作为起点（1976年），那么单片机的发展的历史大致可以分为4个阶段。第一阶段是单片机探索阶段，主要探

7、索如何把计算机的主要部件集成在单芯上；第二阶段是单片机完善阶段，完善了8位单片机的并行总线结构、外围功能单元由CPU集中管理模式、体现控制特性的位地址空间和位操作方式、指令系统趋于丰富和完善，并且增加了许多突出控制功能的指令；第三阶段是向微控制器发展的阶段，说的是在51系列的基本结构的基础上，加强了外围电路的功能，突出了单片机的控制功能，将一些用测控对象的模数转换器、数模转换器、程序运行监视器、脉宽调制器等纳入芯片中，体现单片机的微控制器特征；第四阶段是单片机的全面发展阶段，很多大半导体和电气厂商都开始加入单片机的研制和生产，单片机世界出现了百花齐放，欣欣向荣的景象。随着单片机在各个领域全面深

8、入地发展和应用，出现了高速、大寻址范围、强运算能力的8位、16位、32位通用型单片机，以及小型谦价的专用型单片机。目前，单片机正朝着高性能和多品种方向发展，今后单片机的发展趋势将是进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装等方面发展。1.3.2单片机的组成图7是单片机典型组成框图，由图可见它通过内部总线把计算机的各主要部件连为一体，其内部总线包括地址总线、数据总线和控制总线。其中，地址总线的作用是为进行数据交换时提供地址，CPU通过将地址输出到存储器或I/O接口；数据总线用于在CPU与存储器或I/O接口之间或存储器与外设之间交换数据；控制总路线包括CPU发出的控

9、制信号线和外部送入CPU的应答线等。图8 单片机结构框图 51系列有3种封装形式，一种是DIP（Dual Inline Package）封装形式，一种是LCC（Quad Flat Package）封装形式。这种形式是具有44个“J”形脚的方型芯片。另一种是QFP（Quad Flat Package）封装形式, 这种形式是具有44个“J”形脚的方型芯片,但它的体积更小、更薄，是一种表面贴焊的封装形式。下面介绍下89S52单片机的引脚的功能和其内部结构图。AT89S52单片机实际有郊的引脚为40个，以下是89S52单片机的DIP封装形式的引脚的名称，如图8。 图9 单片机的引脚说明图9是89c51

10、的内部结构图，由图可以看到在单片机内部除了有CPU、RAM、ROM和定时器、串行口等主要功能部件之外，还有驱动器、锁存器、指令寄存器、地址寄存器等辅助电路部分，以及各功能模块在单片机中的位置和相互关系。图10 89C51的内部结构2 其他芯片 74HC573是低功耗的肖特基TTL8D锁存器，内有8个相同的D型（三态相同）锁存器，由两个控制端（11脚G或EN；一脚OUT,CONT,OE）控制。当OE接地时，若G为高电平，74HC373接收由PPU输出的地址信号；如果G为低电平，则将地址信号所存。工作原理：74HC373的输出端00-07可直接与总线相连。当三态允许控制端OE为低电平时，00-07

11、为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE为高电平时，00-07呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端LE为高电平时，Q随数据D而变。当LE为低电平时，Q被锁存在已建立的数据电平。74HC373引脚即外观如上图。译码器是组合逻辑电路的一个重要器件，74LS138的输出时低电平有效，故实现逻辑功能时，输出端不可接或门及非门，74LS138与前面不同，其有使能端，故使能端必须加以处理，否则无法实现需要的逻辑功能。发光二极管点亮只须使其正向导通即可，根据LED的公共极是阳极还是阴极分为两类译码器，即针对共阳极的低电平有效的译码器；针对公共阴极LED的

12、高电平输出有效的译码器。 仿真电路：实验程序：#include#define uint unsigned int #define uchar unsigned char sbit A= P30;sbit B1=P31;sbit C=P32;sbit D=P33;uchar HS8=0x00,0x00,0x00,0x55,0xaa,0x00,0x00,0x00, 0xFF,0x81,0xA5,0xA5,0xFF,0x24,0x24,0xFF, 0x00,0x00,0x00,0x55,0xaa,0x00,0x00,0x00, 0x67,0x94,0x15,0x16,0x34,0x57,0x94,0

13、x14, 0x00,0x00,0x00,0x55,0xaa,0x00,0x00,0x00, 0xC7,0x21,0x11,0xFF,0x11,0xFF,0x81,0xFF, 0x00,0x00,0x00,0x55,0xaa,0x00,0x00,0x00, 0x81,0x42,0x24,0x14,0x08,0xFF,0x08,0x08, ;uint SS=0;uint x=-1;uint y=0;void ma38(void) if(x=15) x=0; else x+; D=x/8; A=(x%8)/4; B1=(x%4)/2; C=x%2; void main() uint i1=0,j=0; uint a,i2=1; uint h=1; uint f; while(1) h+; if(h=9) i1+; i2+; if(i1=8) i1=0; if(i2=8) i2=0; h=1; for(a=40;a;a-) for(j=0;jh|HSi2j(8-h); P1=SS; for(f=100;f;f-);