单片机led点矩阵显示技术教与学

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1、单片机LED点矩阵显示技术教与学　　摘要：单片机应用系统中，多用点矩阵显示器（LED）作为显示器件，其显示特点是成本低、亮度高、寿命长、控制灵活，在生活中已经等到了广泛的应用。本文主要针对高职高专院校，讨论用单片机控制LED点阵显示器显示教学。　　关键词：单片机；LED点阵显示；项目式教学法　　【中图分类号】G712　　单片机应用系统中，常常需要进行信息显示，用于显示的器件有数码管、点矩阵显示器（LED）、液晶显示器（LCD）等。其中点矩阵显示器具有成本低、亮度高、寿命长、控制灵活等特点，已广泛应用于火车站、公园、商场等场地做为信息发布或广告显示。本文主要针对

2、高职高专院校，采用项目式教学法，讨论点矩阵显示器的显示原理和控制方法教学。　　一、教学方法　　高职院校学生的学习特点是，学生理论知识薄弱，而思维比较活跃、实践动手能力强。针对高职高专院校教学特点，LED点矩阵教学使用项目式教学法，以学生为中心，把学习过程分解为一个个具体的任务和步骤，鼓励学生主动参与、自主协作、探索创新，注重对学生实践能力的培养。　　二、教学工具4　　1、采用PPT制作课件，将图、文、声、像等多种形式有机结合，表达和传递教学内容，将原本抽象的教学内容形象化、具体化、趣味化，提高教学效果。　　2、把信息技术作为方法手段，结合在学科教学中。本课程使

3、用PROTEUS和KEILC软件来进行单片机系统的动态模拟、仿真和调试，培养了学生的实践能力。　　三、教学过程　　1、任务引入　　在课程开始就告诉学生基本任务：利用单片机控制一个8×8点矩阵显示器，显示出字符"大"。　　2、任务分析　　明确任务后，引导学生进行任务分析。任务基本目标是用单片机控制LED点阵显示器，显示特定字符、图形。要完成这个任务，必须掌握以下知识：　　（1）掌握LED点阵显示器工作原理及使用方法；　　（2）掌握单片机控制LED点阵显示器的程序设计方法；　　（3）熟悉单片机应用系统分析和软硬件设计的基本方法，建立单片机系统设计的基本概念；　　3

4、、相关知识讲解　　（1）LED点阵显示器结构　　LED点阵显示器是把多个LED发光二极管按矩阵方式排列在一起，通过对每个LED进行发光控制，完成各种字符或图形的显示。点矩阵显示器分类方法有多种，根据每行或每列所包含的LED个数不同，可分为5*7、8*8、16*16等类型。4　　（2）LED点阵显示原理　　点阵显示器显示原理如图所示，8*8点阵显示器共由64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上。　　对应行置1，列置0，则相应交叉点上的的二极管正向导通点亮。　　（3）点阵显示器的扫描与驱动　　控制点阵显示器阵列中不同位置LED点亮，就可以

5、组成数字、字母、图形和汉字。点阵显示器一般采用扫描方式显示，一般有行扫描和列扫描两种方法。　　显示字符"大"的过程如下：先给第一行送高电平（行高电平有效），同时给8列送11101111（列低电平有效）；然后给第二行送高电平，同时给8列送11101111，......最后给第八行送高电平，同时给8列送11111111。每行点亮延时一段时间，第八行扫描结束后，再从第一行开始扫描，重复循环。利用人的视觉驻留现象，就可以看到一个稳定的图形。　　根据每行扫描数据，可以建立汉字"大"的造型表数据库，再用查表指令MOVC对其进行读取。　　4、系统设计　　硬件电路部分：用P2

6、口控制点阵的列，用P1口控制点阵的行。　　软件设计部分：　　（1）初始化　　设置点阵显示扫描初始值，即R0=01H，准备扫描第一行；让DPTR指向数据表首地址，把数据索引值送给A，准备进行查表。使R3=8，记录行扫描次数。4　　（2）字符显示　　在查表时用查表指令MOVCA，@A+DPTR取出显示数据，把数据送给A；接着把A的值送给用于控制数码管显示字形的P2口，即可在相应行上点亮对应LED。调用延时子程序是使点阵显示器能够稳定显示相应的符号。最后DPTR+1，为下一个数字的显示做准备。　　四、系统仿真调试　　系统仿真调试使用Proteus软件实现。Prote

7、us是世界上著名的EDA工具（仿真软件）。它的基本功能是软件的仿真，它的特点是能仿真单片机的运行及外围器件状态。它是我们现在用到的最好的单片机及外围器件仿真工具。在我国已受到从事单片机教学的教育工作者、单片机爱好者、以及致力于单片机开发应用的科技工作者的青睐。　　在课堂上借助多媒体工具，可以直接让学生看到Proteus的仿真模拟结果。在仿真时可以采用步进的方法，让学生看到每次行扫描的结果，从而对扫描原理有更深刻的理解。　　五、实践应用　　在实验箱上连好硬件电路，将程序烧录到AT89S51芯片内部，让系统脱机运行，观察实际应用结果。这时可以对学生进行能力拓展训练

8、，即给出进阶任务，使单片机控制LED点