文档介绍：单片机原理及应用
课程设计报告书
题目:16×16点阵LED电子显示屏的设计
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学号:
专业:电气工程及其自动化
指导老师:
16*16点阵设计
摘要
单片机自20世纪70年代问世以来,以极其高的性价比受到人们的重视和关注,所以应用很广,发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字,汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器,广告屏等。所以研究LED显示有实用的意义。LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏,均由LED矩阵块组成。LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像;不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境,具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。 LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展,是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是:亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔,目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性,可靠性、全色化方向发展。
现代LED的发展很快,很多研究领域非常已经深刻,所以想利用自己学的单片机知识简单的研究一下用单片机驱动的LED显示汉字,以达到学以致用和实践相结合的目的,同时巩固加深自己的单片机知识。用点阵方式构成图形或文字,是非常灵活的,可以根据需要任意组合和变化,只要设计好合适的数据文件,就可以得到满意的显示效果。因而采用点阵式图文显示屏显示经常需要变化的信息,是非常有效的。
点阵大小可以有16×16、24×24、32×32、48×48等不同规格,也有单色、双色、和多色几种,最常用的是单色图文屏。单色屏多使用红色或橘红色或橙色LED点阵单元。双色图文屏和多色图文屏,在LED点阵的每一个“点”上布置有两个或多个不同颜色的LED发光器件。换句话说,对应于每种颜色都有自己的显示矩阵。显示的时候,各颜色的显示点阵是分开控制的。事先设计好各种颜色的显示数据,显示时分别送到各自的显示点阵,即可实现预期效果。每一种颜色的控制方法和单色的完全相同,因此掌握了单色图文显示屏的原理,双色屏和多色屏就不难理解了。
关键词:LED, 单片机, 点阵, 驱动, 矩阵
引言
1、课题描述
单片微型计算机简称单片机,它是为各类专用控制器而设计的通用或专用的微型计算机系统。自20世纪70年代问世以来,以极其高的性价比受到人们的重视和关注,所以应用很广,发展很快。在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形来显示汉字,汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器,广告屏等。所以研究LED显示有实用意义。现代LED的发展很快,很多研究领域已经非常深刻,实际情况是:很多相关的知识已经远远超出我们在校学生的能力范围,所以在本设计中只是简单的研究一下用单片机驱动的LED显示移动的汉字。共有两个目的:一是制作一个简单实用的显示文字的LED点阵;二是通过制作LED点阵增强对LED点阵的了解和应用,以及复习和巩固单片机知识。
本次设计的16x16点阵需要32个驱动,分别为16个列驱动及16个行驱动。每个行与每个列可以选中一个发光管,共有256个发光管,采用动态驱动方式。每次显示一行后再显示下一行。
2、系统功能要求
设计一个能显示16X16点阵图文LED显示屏,要求能显示图文或文字,显示图文或文字应稳定、清晰,图文或文字显示,以卷帘形式向上滚动显示。
1方案设计
LED点阵总体框图如下图所示,点阵电路大体上可以分成微机本身的硬件、显示驱动电路、控制信号电路三部分。控制电路部分包括一个51CUP和一些外围电路。在整个电路当中单片机负责控制整个电路以及相应的程序的运行、与PC机的串行通讯、以及给屏体电路部分发送命令。点阵显示屏体、以及它的行和列的各个驱动电路。
此显示电路采用扫描方式进行显示时,每行有一个行驱动器,各行的同名列共用一个列驱动器。由行译码器给出的行选通信号,从第一行开始,按顺序依次对各行进行扫描(把该行与电源的一端接通)。另一方而,根据各列锁存的数据,确定相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。接通的列,就在该行该列点燃相应的LED;未接通的列所对应的LED熄灭。
可通过扫描输出口的控制实现颜色的转换。、
单
片
机
列驱动器
行驱动器
16X16LED显示点阵
电源
2系统硬件电路的设计
硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。
1单片机系统
单片机采用89C51或其兼容系列的芯片,采用24M或更高频率的晶振,以获得较高的刷新频率,使显示更稳定。单片机的串口与列驱动器相连,用来送显示数据