课程设计 可编码led滚动显示屏设计.doc

、可编码LED滚动显示屏
课程设计目的
LED点阵屏核心功能即自主设计任意图形并实现循环滚动显示。
2、通过本次课程设计加深对单片机课程的全面认识和掌握,对单片机课程的应用进一步的了解。
3、掌握SPI串口进行数据传输的应用,并学会使用外部芯片辅助项目设计。
4、锻炼通过自学与自己探索的方式解决问题的能力。
5、通过此次课程设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑,校验,锻炼实践能力和理论联系实际的能力。
6、锻炼团队分工合作与协调能力。
用途及功能
LED点阵大屏具有三大优点,1 色域广,2, 电耗相比较低,3.,寿命长。随着技术的进步,在现实生活中LED点阵大屏的应用越来越广泛,越来越有取代其他同类产品的趋势,因而现在对LED点阵屏的应用实践具有很重要的意义。目前我国大部分的广场电视、高速公路、车站等的信息发布平台等公共信息发布系统均采用点阵显示的方式设计。LED因其体积小,耗电量低,高亮度及环保等优点而被广泛应用于公共场所的大屏显示上,LED点阵大屏可应用于户外广告,交通导航,大厅公告,比赛的多媒体实时显示等领域。本次课程设计我们设计了一8×8的LED显示屏,通过我们的按键来自主设计调制显示屏上的图形,并配以动态显示效果。如果我们将此融合到简单的开发系统中,就能达到开发智力、想象力和自主动手能力的效果。
能准确的现实所有的简单图形。
能准确显示简单的汉字。
通过键盘我们能自如输入任意的图形。
动态显示我们设计完成的图形。
硬件设计思想
1、总体结构框图
2、方案讨论与设计
方案一:我们先确定选用8×8的LED显示屏。我们将Atmega16的PORT A口接到LED屏的每一行,这样,我们通过控制avr单片机内部上拉电平来控制每一行灯的亮灭,这样的话我们就可以通过LED显示屏输出图形。但是这样的话就存在一个问题:我们只能只能显示我们预先设置好几个的图形,通过按钮来转换,而不能对其形状进行控制,达不到我们自主设计动手,开发智力的设计目标。
方案二:我们确定选用8×8的LED显示屏,为了弥补不能对各个LED灯亮灭的随意控制,我们引入4×4矩阵键盘,74HC164移位寄存器,这样的话每两个按钮就能移位自主控制一行显示灯的亮灭,如:11号键代表控制第一行最后一个灯的显示状态为亮,按下后,前原来这八个灯的显示状态就会依次向左移动一位,在最后位的灯显示状态为亮,同理,如果我们按下10号时,就代表我们将最后一个LED灯的状态置为灭,此时原来这一行的灯的显示状态依次向左移一位。这样我们就能自主设计任意图形。为了增强显示能力,我们又引入动态显示效果,能将我们已编好的图形进行循环滚动显示。
3、单片机控制系统
我们使用的是Atmel公司的AVR高速8位微控制器ATmega16 。ATmega16芯片为40个引脚,内部集成了1K字节的RAM、512字节的EEPROM、16K字节的Flash以及2个UART串行接口等。由于采用了高性能的MCU,省掉了大量的外围器件,如外扩RAM、ROM存储器等,使硬件结构大大简化,提高了系统的可靠性。
ATmega16芯片的引脚图如下:
其中的PD0即为RXD引脚(RXD是USART的数据接收引脚),PD1即为TXD引脚(TXD是USART的数据发送引脚),引脚11即为GND接地。
4、74LC164模块
74LC164是8位单向移位寄存器,Ds=Dsa·Dsb是数码串行输入端,CR是清零端,Q0-Q7是数码并行输出端,CP是时钟脉冲----移位操作信号。同时,74LC164是串入并出的器件,支持SPI通信协议,也可以通过软件模拟的方式实现数据的传输,具有占用I/O口资源少、驱动能力强等优点。通过将74LC164的MR端口直接接高使能,通过SPI传送到74LC164的数据可以直接出现在输出端。
74LC164的操作时序图:
5、键盘模块
由于该系统功能较为简单,因此我们自己焊接了一个4×4矩阵键盘来控制LED灯的亮灭。
6、LED显示屏模块
本实验我们采用的是 8×8 LED显示屏,来实现对静态和动态的图形进行编码显示。
5、编码功能的实现
可编码LED滚动显示屏是由4×4矩阵键盘来控制8×8 LED显示屏。接通电源时,通过单片机内部程序首先判断MODE键是否按下,MODE键是动态-静态显示的转换按钮。如果没有按下,则代表系统处于静态显示状态,那么Mega16 就会自动扫描我们的4×4矩阵键盘是否有键按下。我们通过两个按键来移位控制每一行LED灯的亮灭,如:11键代表控制第一行最后一个灯的显示状态为亮,按下后,前原来这八个灯的显示状态就会依次向左移动一位,在最后位的灯显示状态为亮,同理,如果我们按下10时,就代表我们将最后一个LED灯的状态