基于单片机的1616led点阵显示屏的设计.doc

基于单片机的16*16LED点阵显示屏的设计
随着单片机在各个领域的广泛应用,许多用单片机作控制驱动LED显示屏也应运产生。本系统设计使用单片机MCS-51控制扫描方法实现LED点阵显示器的字符的显示,介绍了用单片机进行显示系统开发的方法,单片机软件、硬件调试技术,还有点阵显示驱动扩展的一般方法。

研究的目的、意义
LED因其体积小,耗电量低,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。本设计作品的用途正是在于实现大屏显示的核心功能,即汉字的显示,可实际应用于简单的显示系统中,如简单的排队叫号显示屏,电梯显示屏等。通过此次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。
本设计所要做的工作
为了完成该设计实现,经过考虑论证,决定分为以下几个阶段进行:
(1)对课题进行全面的分析,明确系统要实现的功能,大致了解要解决的问题,制定总的设计方案;
(2)根据论证设计硬件系统并画出电路图,并根据电路图制电路板;
(3)在硬件的基础上设计软件程序;
(4)利用仿真器编译软件程序,进行调试仿真;
(5)把调试成功的程序利用烧入器烧入到芯片中去;
(6)把固化好程序的芯片插入到实际应用系统,投入到实际使用。


CPU
晶振
复位
74HC154
74LS373
74LS373


16*16LED点阵显示屏
行
列
3. 硬件电路设计
主要器件介绍
LED点阵
LED点阵显示屏采用4个8*8共256个象素的点阵,通过万用表检测发光二极管的方法测试判断出该点阵的引脚分布,。8*8的LED点阵为双色共阳模块,单点的工作电压为正向(Vf)=,正向电流(if)=8-10MA。静态点亮器件时(64点全亮)总电流为640mA。,(1/8或1/16秒),单点瞬间电流可达80-160mA。
点阵
16 15 14 13 12 11 10 9
1 2 3 4 5 6 7 8

点阵LED扫描法介绍
点阵LED一般采用扫描式显示,实际运用分为三种方式:
点扫描
行扫描
列扫描
若使用第一种方式,其扫描频率必须大于16*64=1024HZ,周期小于1MS即可。若使用第二和第三种方式,则频率必须大于16*8=128HZ,。此外一次驱动一列或一行(8颗LED)时需外加驱动电路提高电流,否则LED亮度会不足。
我们把行列总线接在单片机的IO口,然后把上面分析到的扫描代码送人总线,就可以得到显示的汉字了。但是若将LED点阵的行列端口全部直接接入AT89S52单片机,则需要使用32条IO口,这样会造成IO资源的耗尽,系统也再无扩充的余地。因此,我们在实际应用中只是将LED点阵的16条行线直接接在P2口,至于列选扫描信号则是由4-16线译码器74HC154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:通电后由于电阻R1,电容C1的作用,使单片机的RST复位脚电平先高后低,从而达到复位;之后,在C2,C3,X1以及单片机内部时钟电路的作用下,单片机AT89S52按照设定的程序在接口输出与内部汉字对应的代码电平送至LED点阵的行选线,,,,,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。

74ls373是常用的地址锁存器芯片,它实质是一个是带三态缓冲输出的8D触发器,在单片机系统中为了扩展外部存储器,通常需要一块74ls373芯片,。
74ls373内部结构图             
(1).1脚是输出使能(OE),是低电平有效,当1脚是高电平时,不管输入3、4、7、8、13、14、17、18如何,也不管11脚(锁存控制端,G)如何,输出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部呈现高阻状态(或者叫浮空状态);
(2).当1脚是低电平时,只要11脚(锁存控制端,G)上出现一个下降沿,输出2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)立即呈现输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的状态