点阵LED数码图形显示的课程设计.doc

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1、8×8点阵LED数码图形显示器的课程设计第一章总体方案设计1.1总体设计要求本系统采用单片机AT89C51为LED显示屏的控制核心，制造一种简单的8×8显示屏，能够在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形和文字稳定、清晰无串扰，图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。本系统具有硬件少，结构简单，容易实现，性能稳定可靠，成本低等特点。根据设计要求，初步确定设计方案如下：1.选择AT89C51单片机（晶振频率为f=12MHZ）作为整个系统的核心器件，对整个系统进行总体控制，发送并时时处理系统信息。2．通过编程显示数字：“★，●，心形图”。3．动

2、态显示，即跑马灯文字幕，每0.25秒左移一次。4.扫描信号连接到单片机的P0口，显示信号连接到单片机的P2口。5．点阵的点亮过程有程序控制，由驱动电路完成，点阵采用单色显示，其中驱动电路采共阴型高态扫描、高态显示信号的驱动电路。1.2系统框图本文设计行、列驱动电路，显示屏电路，运用单片机的智能化，系统的将每个功能电路模块连接在一起，总体结构设计如下图1-1所示：图1-1系统框图第二章系统硬件电路的设计22本系统的硬件电路是由单片机最小系统、动态显示驱动电路两部分组成。其中，单片机最小系统包括电源电路、复位电路和晶振电路构成；显示部分使用共阴型高台扫描、高态显示信号驱动电路

3、，完成“跑马灯”文字幕效果。2.1单片机最小系统设计2.1.1单片机的时钟电路AT89C51单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器，引线X1和X2分别是放大器的输入端和输出端。单片机内部虽然有振荡电路，但要形成时钟，外部还需附加电路。AT89C51的时钟产生方式有两种：内部时钟电方式和外部时钟方式。由于外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中，所以此处选用内部时钟方式。内部时钟方式：利用其内部的振荡电路在X1和X2引线上外接定时元件，内部振荡电路产生自激振荡。最常用的是在X1和X2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器，如图2-1电路所示为单片机最常用的时钟振荡电路

4、的接法，其中晶振可选用振荡频率为12MHz的石英晶体，电容器一般选择30PF左右。图2-1使用片内振荡电路的时钟电路2.1.2单片机的复位电路本设计中AT89C51是采用上电自动复位和按键复位两种方式。最简单的复位电路如图2-2所示。上电瞬间，RC电路充电，RST引线端出现正脉冲，只要RST端保持10ms以上的高电平，就能使单片机有效地复位。其中R1和R2分别选择200Ω和2KΩ的电阻，电容器一般选择22μF。22图2-2AT89C51的复位电路2.1.3AT89C51的最小应用系统AT89C51是片内有程序存储器的单片机，要构成最小应用系统时只要将单片机接上外部的晶体或

5、时钟电路和复位电路即可，如图2-3所示。这样构成的最小系统简单可靠，其特点是没有外部扩展，有可供用户使用的大量的I∕O线。22图2-3AT89C51单片机构成的最小系统2.2显示器及接口设计2.2.18×8点阵LED显示器的组成原理及控制方式本次设计中采用8×8点阵LED显示器，简称LED点阵板或LED矩阵板。它是以发光二极管为像素，按照行与列的顺序排列起来，用集成工艺制成的显示器件。有单色和双色之分，这种显示器有共阳极接法和共阴极接法两种，设计中用到的是共阳极的显示器。共阳极接法的原理图如图2-4所示，图中画出了8×8点阵的二极管。每一行发光二极管的阳极接在一起，有一个

6、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加高电平，阴极引出端c1加低电平时，左上角的二极管被点亮因此，对于行和列的电平进行扫描控制时，可以达到显示不同字符的目的。图2-48×8点阵LED显示器组成原理图(1)．“★”在8X8LED点阵上显示图如下图所示　　　●　　　　　●　　●●●　●●●●●●●　　●●●　　●●●●　●●　1234567812H，14H，3CH，48H，3CH，14H，12H，00H(2).“●”在8X8LED点阵上显示图如下图所示22　　　　　　　　　●●●　　●●　　●●　　●●　　●●●　　　1234

7、567800H，00H，38H，44H，44H，44H，38H，00H(3)．心形图在8X8LED点阵上显示图如下图所示　　　　　　　　　●●●●　●●●　●●　　●●　　●●　　●　1234567830H，48H，44H，22H，44H，48H，30H，00H图2-58×8点阵LED引脚的排列图2.2.28×8点阵LED显示器与单片机的接口8×8点阵LED的引脚图如图2-5所示，当采用单片机进行控制时，连接点阵显示器的共阳极r端需经驱动三极管9012与单片机的P2口相连，而共阴极c端需经限流电阻与单片机的P0口相连。在编程控