基于单片机的8×8LED字幕显示设计.doc

基于单片机的8×8LED字幕显示设计
沈阳理工大学单片机课程设计
第一章方案选择及总体设计
方案确定
功能要求
1、采用STC-52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“0——9”几个字符。
方案确定
采用ST89C52单片机作为微处理器,将共阳极二极管用共阴型接法连接成8×8点阵LED数码字符阵列,通过程序控制,采用动态显示,建立字符库“0——9”。
器件选择
微处理器采用ST89C52系列单片机,ST89C52单片机是这几年在我国非常流行的单片机,是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory)高性能单片机,可擦除只读存储器可以反复擦除100次,具有低功耗、高性能的特点。
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第二章控制系统设计
控制系统硬件设计

本设计行、列驱动电路,显示器电路,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,总体结构设计如图1所示。
图1 硬件系统框图
此次需要实现的功能是利用一个ST89C52,一个8×8LED点阵,动态显示“0——9”10个字,采用PC上位机驱动显示电路。
单片机最小系统设计
ST89C52单片机最小系统电路由复位电路、晶振电路两部分组成。
晶振电路设计
ST89C52单片机芯片内部设有一个由反向放大器构成的振荡器,XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的的输入端和输出端,时钟可有内部或外部生成,在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件,内部振荡电路就会产生自激振荡。系统采用的定时元件为石英晶体和电容组成的并联谐振回路。晶振频率采用12MHZ,C1、C2的电容值取30pF,电容的大小起频率微调的作用。晶振电路图如图所示。 2
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XTAL1
XTAL2
图2 晶振电路图
复位电路设计
ST89C52单片机在启动运行时或者出现死机时需要复位,使CPU以及其他功能部件处于一个确定的初始状态,并从这个状态开始工作。单片机有多种复位方式,常用的复位操作有上电复位和手动复位方式。本设计采用最简单的上电复位方式,电路如图3所示。上电复位是通过外部复位电路的电容充电来实现的,复位电路产生的复位信号(高电平有效)由RST引脚送入到内部的复位电路,对ST89C52单片机进行复位,复位信号要持续两个机器周期(24个时钟周期)以上,才能使ST89C52单片机可靠复位。当上电时,C1相当于短路,有时碰到干扰时会造成错误复位,可在复位端加个去耦电容,可以取得很好的效果。
ST89C52单片机复位电路如下图所示:
VCC

C510MF/25V
RST
R9

VSS
图3 上电复位电路图图4 按键电平复位电路图
复位电路工作原理:
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等电位,RST引脚为高电平,随着电容C5充电电流的减少,RST引脚的电位不断下降,可以保持RST引脚在为高电平的时间内完成复位操作。
当单片机已在运行当中时,按下复位键S5后再松开,也能使RST引脚为一段时间的高电平,从而实现ST89C52单片机复位。
驱动电路设计
正向点亮一颗LED,至少也要10~20mA,若电流不够大,则LED不够大。而不管是ST89C52的I/O口,还是TTL、CMOS的输出端,其高态输出电流都不是很高,不过1~2mA而已。因此很难直接高态驱动LED,这时候就需要额外的驱动电路,通常有共阳型与共阴型LED阵列驱动电路,本设计才用共阴型高态扫描信号驱动电路。
共阴型LED阵列驱动电路采用高态扫描,也就是任何时间只有一个高态信号,其它则为低态。一行扫描完成后,再把高态信号转化到近邻的其他行,扫描信号接用一个反向驱动器,ST89C52本身内置一个反向驱动器,本设计将ST89C52作为点矩阵显示控制系统的控制核心,通过点矩阵实时显示并移动字符。
单片机的串口与行驱动器相连,用来发送显示数据信息。P0口与LED阵列的行引脚相连,送出数据、地址以及系统控制信号。输出低态时,,即500mA,若每个LED取30mA,7个LED同时点亮,需要210mA,完全满足LED点亮的基本条件。
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图5 驱动电路图
所要显示的信号