大屏幕显示器工程设计报告.doc

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1、工程设计报告——大屏幕显示器一、功能及性能指标。1.1功能要求：1、采用AT89S51单片机作为微处理器。2、设计一个8×8点阵LED数码字符显示器。3、在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足、稳定、清晰无串扰。4、动态显示“一”“马”“当”“先”几个字符。1、任务设计制作一个大屏幕显示器。2、要求1）基本要求（1）显示器点阵数目至少8*8，能够显示汉字。（2）能够用多种扫描方式进行显示。（3）显示器的亮度可以调节。2）发挥部分（1）把基本要求的设计扩展成一个能够显示多个汉字的字符屏。（2）利用微机的RS-232接口传送数据，随时改变显示的内容。二、总体设计方案，方案比较及所得

2、结论。2.1总体设计方案本设计采用Atmel公司的高性能的位单片机89C51作为核心芯片的电路来实现，主要由AT89C51芯片(单片机)、时钟电路、复位电路、列扫描驱动电路(74LS245)、8×8LED点阵5部分组成，我们在实际应用中只是将LED点阵的8条行线直接接在P0口和P3口，至于列选扫描信号则是由译码器74LS245来选择控制，这样一来列选控制只使用了单片机的4个IO口，节约了很多IO资源，为单片机系统扩充使用功能提供了条件。汉字扫描显示的基本过程是这样的：通电后使单片机的RST复位脚电平先高后低，从而达到复位。之后，在单片机内部时钟电路的作用下，单片机89S51按照设定

3、的程序在P0和P1口输出与内部汉字对应的代码电平送至LED点阵的行选线(高电平驱动)，接口输出列选扫描信号(低电平驱动)，从而选中相应的象素LED发光，并利用人眼的视觉暂留特性合成整个汉字的显示。同时通过调整导通的时间与电流，可实现高亮度稳定的显示。2.2方案比较图文显示一般有静态和动态显示两种方案，静态方案虽然设计简单，但其使用的管脚太多，因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如8行）的同名列共用一套驱动器。具体就8ｘ8的点阵行扫描方式来说，把所有同1行的发光管

4、的阳极连在一起，把所有同1列的发光管的阴极连在一起（共阳极的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；以此类推，第8行之后，又重新燃亮第1行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。因此，对于基于单片机的74LS245驱动的8*8点阵LED显示器可以完成字符的动态显示功能。2.3比较结论静态方案虽然设计简单，但其使用的管脚太多，因此在实验中的显示屏没有采用这种设计，而采用动态扫描的显示方法。三、系统

5、结构设计，部分电路设计，功能和技术指标复核。3.1硬件设计：1)整体模块设计本设计主要由列驱动电路，显示器电路、电源部分，运用单片机的最小系统，将每个功能电路模块连接在一起。实现框图：各部分说明：1)晶振电路：由51单片机本身时钟段和晶振提供，提供时钟频率。复位电路：由电阻，电容以及开关构成的电路接至51单片机的复位端，起到复位作用。51单片机：存储和处理程序。显示电路：其中8*8LED点阵用于显示输出，限流电阻用于保护8*8LED。驱动电路：用于驱动8*8点阵LED显示设备，使51单片机所发出的信号的电压相对稳定，增加负载能力。5V电源：提供设备所需的电压，功耗。本设计主要由AT

6、89S51芯片、时钟电路、复位电路、列扫描驱动电路(74LS245)、8×8LED点阵、电源6部分组成，运用单片机的最小系统，将每个功能电路模块连接在一起。其中，AT89S51起着核心控制的作用，其具体芯片结构如下：经过资料的查找，得知：AT89S51是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）的低电压、高性能CMOS8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单

7、个芯片中，ATMEL的AT89S51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案.（1）以下根据需要，主要介绍使用的管脚功能：①VCC：供电电压。②GND：接地。③AT89S51共有4*8共32个I/O口，本次实验中主要用P0和P1作为I/O口：P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口，每脚可吸收8TTL门电流。当P1口的管脚第一次写1时，被定义为高阻输入。P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。在FIASH编程