LED點陣廣告牌系統(tǒng)設(shè)計

1、論文題目：led點陣廣告牌系統(tǒng)設(shè)計摘 要隨著led技術(shù)日趨成熟，在汽車、廣告、日常生活等諸多領(lǐng)域都可以看見led點 陣顯示屏的身影，目前高亮度led已可以產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)三原色的光，可以組成大型 單色、雙色和彩色led顯示屏，常見的應(yīng)用是文字顯示及氣象預(yù)報圖像，另外，也盛 行使用led顯示屏作為廣告招牌。因此，led在齊個領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。本文介紹了一種基于單片機的led點陣廣告牌系統(tǒng)，系統(tǒng)是以at89s51單片機為 核心實現(xiàn)led點陣漢字的顯示。本文分別從硬件設(shè)計和軟件實現(xiàn)給予詳盡的描述。硬 件部分由行驅(qū)動模塊、列驅(qū)動模塊以及l(fā)ed點陣顯示模塊組成；軟件部分釆用簡單流 通性強的c語言編程，實現(xiàn)

2、不同的顯示方式、顯示不同的點陣漢字、調(diào)速。此led點 陣顯示系統(tǒng)是基于at89s51單片機的控制，采用這種方法設(shè)計的led點陣顯示系統(tǒng)成 本低、易于實現(xiàn)。【關(guān)鍵詞】at89s51單片機；led點陣漢字;【論文類型】應(yīng)用型title: led dot billboards system designmajor: electronic and information engineeringname: li yasignature:superv i sor: zhang xiao lisignature:abstractwith the led technology matures, many fi

3、elds of automotive, advertising, and daily life can be seen the figure of the led dot matrix display. at present, high-brightness leds can produce red, green and blue light and can form a large monochromethe two-color and color led display the common application is the image of text display and weat

4、her forecasts. in addition the prevalence of the use of led display advertising signs. therefore, the led has a wide application in various fields.this article describes a microcontroller-based led dot matrix billboard system and the at89s51 microcontroller is the core of chinese characters of led d

5、ot matrix display system the article give a detailed description separately from the hardware design and software. the hardware part is made of the line driver module, the column driver module and led dot matrix display module and software part simple liquidity of the c programming language so can p

6、resent a different display mode , a variety of dot matrix characters display and different space system is controlled by at89s51 microcontrolle匸 the led dot matrix display system using this method designed is low-cost and easy to implemen匸【key words at89s51 single-chip microcomputer(scm); led dot ma

7、trix characters type of thesis applied type1緒論01. 1 led點陣漢字顯示系統(tǒng)背景 01. 2 led點陣漢字顯示系統(tǒng)概述12led點陣漢字顯示系統(tǒng)總體方案設(shè)計22.1移位寄存器74hc595控制列（方案一） 22. 2譯碼器74hc154控制列（方案二） 33系統(tǒng)硬件電路設(shè)計43. 1芯片選擇41）mcs-51 單片機42）16x64led點陣顯示73.2 led點陣漢字protues仿真原理 93.2. 1 8x8led 點陣構(gòu)成16x16led 點陣 93. 2. 2 led點陣顯示系統(tǒng)的protues仿真103. 2. 3led點陣系統(tǒng)顯

8、示仿真結(jié)果113. 3 led點陣顯示系統(tǒng)碩件電路設(shè)計133. 3. 1單片機最小系統(tǒng)設(shè)計133. 3.2 3x3矩陣鍵盤144軟件程序設(shè)計174. 1 led點陣系統(tǒng)主程序流程圖 174. 2 led點陣系統(tǒng)主程序關(guān)鍵代碼174.3 3x3的矩陣鍵盤掃描流程圖194.4 3x3的矩陣鍵盤掃描程序205總結(jié)21致謝錯誤！未定義書簽。附錄i .led點陣顯示系統(tǒng)電路圖22附錄ii.led點陣顯示系統(tǒng)pcb圖23附錄iii.led點陣顯示系統(tǒng)實物圖24附錄iv.led點陣顯zf系統(tǒng)主要程序26參考文獻321緒論1.1 led點陣漢字顯示系統(tǒng)背景出于單片機技術(shù)的不斷發(fā)展和高亮度led發(fā)光管的出現(xiàn)，使

9、得大屏幕高亮度電子廣 告屏成為叮能。與傳統(tǒng)的顯示設(shè)備相比，led顯示設(shè)備具有明顯的優(yōu)勢：led屏色彩豐 富，顯示方式變化多樣、亮度高；led屏可以隨意修改顯示內(nèi)容；led顯示屏可用來 與計算機屏幕同步。另外，它以其超大畫面、超寬視覺、靈活多變的顯示方式等獨居一 格的優(yōu)勢，廣泛應(yīng)用于金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛樂等方面。led電子顯示屏是利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示 屏幕，它具冇高清晰度、色彩鮮艷、視角大、工作穩(wěn)定、壽命長、功耗低等優(yōu)點。出干 采用單元模塊化結(jié)構(gòu)，屏體大小叮按用戶要求靈活拼制，它的超高亮度，使它在戶內(nèi)外 顯示中具冇不可替代的作用。我國在1997

10、年針對該行業(yè)發(fā)布了電子行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)sj/t11一 1997led顯示屏通過規(guī) 范，此標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了led顯示屏的定義、分類、技術(shù)要求、檢驗方法、檢驗規(guī)則以及標(biāo)志、 包裝、運輸、儲存要求。它適用于所有l(wèi)ed顯示屏產(chǎn)品，己成為led顯示屏生產(chǎn)廠家設(shè) 計、制造、測試、安裝、驗收、使用、質(zhì)量檢驗和制定各種技術(shù)標(biāo)注、技術(shù)文件的主要 依據(jù)。多年時間表明，它對led顯示屏產(chǎn)品質(zhì)量的提高以及行業(yè)的健康發(fā)展起到了不可 估量的作用。出于科技的發(fā)展，led顯示屏的性能不斷增加，功能不斷完善，質(zhì)量不斷 提高，該標(biāo)準(zhǔn)在2003年修訂為sj/t111412003led顯示屏通用規(guī)范，由信息產(chǎn)業(yè)部發(fā) 布實施至今。本文提供了一種成本

11、低廉的漢字點陣led顯示方案，該方案采用常用的51系列單 片機和可以級聯(lián)擴展的顯示電路，可適用于許多需要漢字和圖形顯示的場合。本設(shè)計的 led點陣顯示系統(tǒng)采用字模提取軟件，其顯示和動態(tài)效果的實現(xiàn)主要依靠碩件掃描驅(qū) 動，該方法方便，且易于實現(xiàn)。本文對點陣顯示原理進行了深入的研究，對單片機控制 系統(tǒng)及顯示驅(qū)動屯路進行了分析。介紹了單片機控制程序的設(shè)計方法。設(shè)計和制作了基 于5 1系列單片機控制系統(tǒng)的64x 1 6led點陣顯示屏。該系統(tǒng)對led顯示屏的驅(qū)動采 用動態(tài)掃描驅(qū)動方式，可以實現(xiàn)不同的動態(tài)顯示效果。1.2 led點陣漢字顯示系統(tǒng)概述該系統(tǒng)采用at89c52單片機做控制器，整個電路主要出單片

12、機控制及具接口電路、 驅(qū)動顯示電路、電源電路、3x3矩陣鍵盤、16x64led點陣等部分組成。為了簡化顯 示屏電路，降低成本，該系統(tǒng)在單片機部分不加字庫存儲器，而采用字模提取軟件提取 漢字字型碼，利用單片機讀取顯示字型碼。通過驅(qū)動電路對16x64共陽極led點陣進 行動態(tài)列掃描，以實現(xiàn)點陣漢字的的顯示，3x3矩陣鍵盤控制實現(xiàn)不同的顯示方式、 顯示不同的點陣漢字、調(diào)速。顯示電路tl 74hc154作為列驅(qū)動、74ls273控制16x 64led點陣的行。2 led點陣漢字顯示系統(tǒng)總體方案設(shè)計2.1移位寄存器74hc595控制列（方案一）控制電路主要由單片機at89c51 > 3x3矩陣鍵盤

13、和片外ram構(gòu)成。結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1 所示。80c51的pl口負(fù)責(zé)將顯示數(shù)據(jù)發(fā)送給顯示電路。p0口與p2口負(fù)責(zé)于片外ram及內(nèi) 存通訊，即作數(shù)據(jù)線也作地址線。3x3矩陣鍵盤控制實現(xiàn)不同的顯示方式、顯示不同的 點陣漢字、調(diào)速。結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示圖2.1 控制電路結(jié)構(gòu)框圖顯示電路主要由兩片譯碼器74ls138、8片行驅(qū)動4953（每片控制兩行）、8片列驅(qū)動 74hc595侮片控制八列）和16片1588共陽極二極管點陣模塊（8x8）構(gòu)成。這就決定了本 led顯示屏是16x64點陣。本屏通過3x3矩陣鍵盤左移、右移顯示“通信學(xué)院電子信息 工程”，控制點陣漢字的暫停、開始。結(jié)構(gòu)框圖如圖2.2圖2.2 顯

14、示電路控制結(jié)構(gòu)框圖2.2譯碼器74hc154控制列（方案二）該系統(tǒng)由at89c52最小系統(tǒng)、16x64led點陣顯示屏、列驅(qū)動電路、行驅(qū)動電路、3 x3矩陣鍵盤構(gòu)成。at89c52為主控芯片，顯示屏由16塊8x8led共陽極連接組成，其列 驅(qū)動電路出4塊416線譯碼器74hc154構(gòu)成，輸出列選信號，行驅(qū)動電路由2片74ls273構(gòu) 成。木屏通過3x3矩陣鍵盤左移、右移顯示“通信學(xué)院電子信息工程”，控制點陣漢字的 暫停、開始。，控制顯示系統(tǒng)框圖如圖2.3圖2.3 led點陣系統(tǒng)框圖方案一、方案二均可實現(xiàn)led點陣漢字的顯示，均采用基于keil c51的編程， 故都具冇較好的移植功能，程序可讀性

15、強。模塊化的設(shè)計使程序看起來更加簡潔，可非 常方便地任意修改所要顯示的漢字。方案一用移位寄存器74hc595控制列，易于擴展 led點陣，但行驅(qū)動、列驅(qū)動所用芯片過多，pcb版成本過高；方案二用416線譯碼 器控制列，不易擴展led點陣，但使用芯片較少，制作簡單、方便，pcb版成本較低。 通過比較，方案二成本低、制作方便，故選擇方案二實現(xiàn)led點陣顯示系統(tǒng)。3系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.1芯片選擇1） mcs-51單片機1.mcs-51系列單片機mcs-51是指intel公司于1980年推出的新一代8位單片機系列產(chǎn)品（8051 ）0從 嚴(yán)格意義上講，其他所有具有8051指令系統(tǒng)的單片機都不應(yīng)直接稱為m

16、cs-51系列單 片機，mcs只是intel公司專用的單片機系列符號。mcs-51系列單片機及其兼容產(chǎn)品通常分為以下兒類：基本型：典型產(chǎn)品有8031/8051/8751 o基本型采用hmos工藝，片內(nèi)集成有8 位cpu,片內(nèi)駐留4kx8位的rom（8031片內(nèi)無）,128b的數(shù)據(jù)存儲器（ram）以及 21個特殊功能寄存器，32條i/o接口線，i個全雙工的串行i/o 口（uart） ,2個16 位的定時/計數(shù)器，5個中斷源和2級中斷。數(shù)據(jù)存儲器和程序存儲器的尋址能力為 128kb,指令系統(tǒng)除加、減、乘、除運算外，還提供了查表和位操作指令，主時鐘頻率 為12mh乙運算速度增強。增強型：典型產(chǎn)品有8

17、032/8052/8752 o與基本型的差杲在于內(nèi)部ram增到256b, 8052、8752的內(nèi)部程序存儲器擴展到8kb, 16位定時/計數(shù)器增至3個。低功耗型：典型產(chǎn)品有80c31/87c51/80c51o其基本結(jié)構(gòu)和功能與基本型相同。 由于采用cmos工藝，因此適于電池供電或其他低功耗的場合。專用型：典型產(chǎn)品有8044/87440在基本型的基礎(chǔ)上用一個hslc/sdlc通信控 制器取代了基木型的uart,適用于總線分布式多機測控系統(tǒng)。超8位型：典型產(chǎn)品有philips公司的80c552/87c552/83c552系列單片機。 其基木結(jié)構(gòu)和功能與mcs-51系列完全和同，但乂將msc-96系

18、列（16位單片機）i/o 部件如高速輸入/輸出（his/hso）、a/d轉(zhuǎn)換器、脈沖寬度調(diào)制（pwm）、看門狗定時 器（wdt）等移植進來構(gòu)成新一代mcs-51產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的功能介于mcs-51和 msc-96之間，目前已得到了較廣泛的適用。片內(nèi)閃爍存儲器：典型產(chǎn)品有atmel公司的at89c52單片機。其內(nèi)部含有 flash存儲器，使得存儲和程序改寫更加方便，從而受到了應(yīng)用設(shè)計者的歡迎。mcs-51系列以及80c51系列單片機有多種類型，它們是具有mcs-51內(nèi)核的各 種型號單片機的基礎(chǔ)，也是各種增強型、擴展型等衍生品種的核心。2. mcs-51單片機內(nèi)部結(jié)構(gòu)mcs-51單片機的內(nèi)部總體結(jié)

19、構(gòu)如圖3.1所示p0.0-p0.7p2.0-p2.7vccgndi ra里地址ramp0 口p2 口rom 寄存器11亠鎖存器鎖存器4i p0口驅(qū)動器1 a*tmp2tmp1aluj寄存器bp2i i驅(qū)動器定時指令和控制losepsen ale/procr< ea/vpprst -pconscontmodtmodthotu)th1tl1sbuf (tx)sbuf(rx)ieip中斷.串行ji 和定時器模塊堆棧 指針pl 口p3 口寄存器寄存器p1 口驅(qū)動器p3 口驅(qū)動器 地址鎖力器緩沖器pc增顯器程庁計數(shù)器數(shù)據(jù)指針huhpi.0-p1.7p3.o-p3.7圖3.1 mcs-51單片機的內(nèi)

20、部總體結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)圖主要包含下列的硬件資源：§8位cpu,片內(nèi)振蕩器§ 4kb/8kb字節(jié)程序存儲器rom§ 128b/256b字節(jié)數(shù)據(jù)存儲器ram§2/3個16位定時器/計數(shù)器§32個可編程的i/o線（四個8位并行i/o端口）§ 一個可編程全雙工串行口§5/6個中斷源，兩個中斷優(yōu)先級§可尋址64kb外部數(shù)據(jù)存儲器空間及控制電路§可尋址64kb外部程序存儲器空間及控制電路§有位尋址功能，適于布爾處理機的位處理機備注：51子系列：5個中斷源，2個定時器，8051掩模rom、ram128b、4kbr

21、om52 了系列：6個中斷源，3個定時器，8052掩模rom, ram256b, 2kbrom3. at89c51單片機引腳及其功能mcs-51單片機引腳圖如圖3.3,其引腳按功能分為三部分：i/o端口、控制引腳、電源與品振引腳:輸入/輸出引腳p0 口（39 腳32 腳）:p0.0p0.7統(tǒng)稱為p0 口;pi 口（1腳8腳）： p1.0p1.7統(tǒng)稱為p1 口; p2 口 （21 腳28 腳）：p2.0p2.7 統(tǒng)稱為 p2 口; p3 口（10 腳17 腳）：p3.0p3.7 統(tǒng)稱為 p3 口;控制引腳ale/prog （30腳）：ale地址鎖存使能信號 輸出端。存取片外存儲 器時，用于鎖存低

22、8 位地址。prog是對于 eprom型單片機，在 eprom編程期間，此引 腳用于輸入編程脈沖。 mcs-51單片機引腳圖如pi0bl ipi2p1 3e1 4hi 5.el ®bl 7ksl/vru kxd. p3 d' 1xup3 i 1n iihp5 2 in! 1 屮3 3tu屮3 41 i 少3 5wk/e3 &kd/b3 7 x i al2 x i al ivss11tv2.39：338437.536.35.734.&8031：33少/32.10su51：/31：118751：3u122913281427152616251724182319222

23、u：21vccpwbo'iwzp0'3ho'4-bo' >ip心w /eawalb/pkogpstnp2：7p26p2： >b2：4.h2：3p? 7 f2 ih2o圖3.2 mcs-51單片機引腳圖圖3.2所示psen （29 腳）:程序存儲器輸出使能輸出端。它是外部程序存儲器的讀選通信號低電平有效ea/vpp （31腳）：片內(nèi)程序存儲器屏蔽控制端，低電平冇效。rst/vpd（9腳）：復(fù)位信號輸入端，高電平有效。備用電源vpd功能。電源和品振引腳vcc （40腳）：主電源正端，接+5v。vss （20腳）：主電源負(fù)端，接地。xtal1 （19腳）：

24、它是片內(nèi)高增益反向放大器的輸入端。接外部石英晶體和電容的 一端。若使用外部輸入時鐘，該腳必須接地。xtal2 （18腳）：它是片內(nèi)高增益反向放大器的輸出端。接外部石英晶體和電容的另一端。若使用外部輸入時鐘，該腳作為外部輸入時鐘的輸入端。2)16x64led點陣顯示1.列驅(qū)動芯片74hc15474hc154是一種高速的cmos器件，引腳兼容低功耗肖特基ttl(lsttl)系列, 74hc154譯碼器可接受4位高有效二進制地址輸入，并提供16個互斥的低有效輸出。 (d74hc154 4線16線譯碼器/解調(diào)器將4個二進制編碼輸入譯成16個彼獨立的輸出之一將數(shù)據(jù)從一個輸入線分配到16個輸出的任意一個而

25、實現(xiàn)解調(diào)功能輸入箝位二極管簡化了系統(tǒng)設(shè)計與人部分ttl和dtl電路完全兼容74hc154這種416譯碼器非常適合用于高性能存儲器的譯碼器。當(dāng)兩個選通輸入g1 和g2為低吋，它可將4個二進制編碼的輸入譯成16個互相獨立的輸出之一。真值 表如表3.1所示inputs輸入selected output 選定輸出（l）g1g2dcballllllyolllllhy1llllhly2llllhhy3lllhlly4lllhlhy5lllhhly6lllhhhy7llhllly8llhllhy9llhlhly10llhlhhy11llhhlly12llhhlhy13llhhhly14llhhhhy15xh

26、xxxxnonehxxxxxnone表3.174hc154真值表2.行驅(qū)動芯片74ls27374ls273是一種帶清除功能的8d觸發(fā)器，1d8d為數(shù)據(jù)輸入端，1q8q為數(shù) 據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā)，低電平清除，常用作8位地址鎖存器。只冇在清除端保持高電inputsoutput qclearclockdlxxlhthhhtllhlxqo表3.2 74ls273真值表74ls273引腳功能：1d8d為數(shù)據(jù)輸入端,1q8q為數(shù)據(jù)輸出端，正脈沖觸發(fā),平時，才具冇鎖存功能，鎖存控制端為11腳 clk,采用上升沿鎖存。cpu的ale信號必 須經(jīng)過反相器反相之后才能與74ls273的控制 端clk端相連，真值表

27、如表3.2低電平清除,常用作8位地址鎖存器。引腳圖如圖3.4,其邏輯圖如圖3.520191817161514131211vcc q? d? d6 q6 q5 d5 d4 q4 cpclrclk1112345678910mrdod|qiq2d2d3q3gnd3rl21d457689131214151716181911d2d3d4d5d6d7d8d1q2q3q4q5q6q7q8q圖3.3 74ls273引腳圖圖3.4 74ls273邏輯圖mr (i腳)：復(fù)位lcr,低電平有效，低電平時輸出引腳2 (q0)、5 (q2)、6 (q3)、9 (q4)、12 (q5)、15 (q6)、16(q7)全部輸

28、出0,即全部復(fù)位。當(dāng)i腳為 高電平時,ll(clk)腳是鎖存控制端，并冃是上升沿觸發(fā)鎖存，當(dāng)ii腳冇一個 上升沿，立即鎖存輸入腳3、4、7、8、13、14、17、18的電平狀態(tài),并且 立即呈現(xiàn)在在輸出腳 2(q0)、5(q1)、6(q2)、9(q3)、12(q4)、15(q5)、16(q6)、 19(q7)±ocp(11腳)：時鐘輸入，高電平冇效，邊沿觸發(fā)do-d7：數(shù)據(jù)輸入qo-q7：寄存器輸出3.2 led點陣漢字protues仿真原理3.2.1 8x8led 點陣構(gòu)成 16x16led 點陣(1)從protues元器件庫中找出“matrix-8x8-red”元器件，將4塊該元器

29、件放在文 本文檔區(qū)編輯窗口屮。 然后行線連、列線分別相連，排列l(wèi)ed如圖3. 5所示圖3. 5排列l(wèi)ed 進一步組合靠攏，16x16led點陣如圖3. 6所示列線圖 3.6 16x16led 點陣3.2.2 led點陣顯示系統(tǒng)的protues仿真整個電路主要曲單片機控制及其接口屯路、驅(qū)動顯示電路、電源電路、3x3矩陣 鍵盤、16x64led點陣等部分組成。protues仿真原理圖如圖3.7所示l圖3.7 protues仿真原理圖點陣的陰極驅(qū)動是由單片機的p0 i經(jīng)過2片輸出緩存器74ls237向16x64led 點陣輸出字型碼作為行驅(qū)動信號。點陣的陽極驅(qū)動由單片機p0 口經(jīng)過1片輸出緩存器 7

30、4ls237,再經(jīng)過4-16線譯碼器74hc154譯碼后輸出列選信號，對16x64led點陣進 行列掃描，1片74hc154控制4個8x8led,因此需耍4片74hc154,在進行漢字分 批顯示輸出時采用逐列掃描方式。led點陣顯示系統(tǒng)由led單片機pl i i連接3x3矩陣鍵盤，通過鍵盤掃描控制led 點陣顯示屏漢字的左右移動方向、移動速度、不同漢字間的切換、暫停等。16x64led顯示屏通過鍵盤控制左移顯示漢字字符“通信學(xué)院電了信息工程”、“祝 天下有情人終成眷屬”、“浮名本是身外物”，右移顯示“通信學(xué)院電了信息工程”、“不 著分寸也風(fēng)流”、“祝天下有情人終成眷屬”、“世事如棋，乾坤莫測，

31、笑盡英雄”。這些 漢字可通過建立數(shù)據(jù)表格的形式進行，通過16x16點陣漢字字模提取軟件，可提取各 顯示漢字的字模數(shù)據(jù)。通過列掃描方式把字符碼傳給led點陣顯示屏。某一時刻，只 有l(wèi)行或l列發(fā)光二極管被對應(yīng)的字模數(shù)據(jù)驅(qū)動點亮，但只要掃描間隔時間合適（一般 為數(shù)毫秒），利用人眼的視覺暫留特性，看上去整批字符就顯示在led點陣顯示器上。3.2.3led點陣系統(tǒng)顯示仿真結(jié)果（1）右移顯示“通信學(xué)院電子信息工程”仿真結(jié)果如圖3.8 lgam-lfitla- 口 11 b b n mm _ ! ssss:;:;:矍;住 g$r: ,、：ws gw:：:>r>:?xvf2x<*:!;冷&#

32、171;$?.二三 _=:_三一.三j-ilibly圖3.8右移顯示通信學(xué)院電子信息工程（2）左移顯示“通信學(xué)院電子信息工程”仿真結(jié)果如圖3.9li二kcmt!:* - * * - _ :f*.:>l« :；、；.!ii二三二一二三圖3.9左移顯示通信學(xué)院電子信息工程右移顯示“祝天下冇情人終成眷丿3t,仿真結(jié)果如圖3.10所示 -nrv：二.13y;v«:sj: : : 上 v、 vvx?tfvvx/ i匡 ； *1 *；* : 圖3.10右移顯現(xiàn)“祝天下有情人終成眷屬”（4）左移顯示“世事如棋，乾坤莫測，笑盡英雄！”，仿真結(jié)果如圖3.11所示-kir-tr-ki 廠

33、- -/ / >v r f總xvsx總xjw w ya:圖3.11左移顯示“世事如棋，乾坤莫測，笑盡英雄！”3.3 led點陣顯示系統(tǒng)硬件電路設(shè)計3.3.1單片機最小系統(tǒng)設(shè)計單片機at89c51最小系統(tǒng)應(yīng)該有電源，復(fù)位電路，時鐘振蕩電路。下而是單片機 最小系統(tǒng)時鐘、復(fù)位電路簡介：(1) 時鐘源電路單片機內(nèi)部具有一個高增益反相放大器，用于構(gòu)成振蕩器。通常在引腳xtall 和xtal2跨接石英晶體和兩個補償電容構(gòu)成白激振蕩器，可以根據(jù)情況選擇6mhz、 12mhz或24mhz等頻率的石英晶體，補償電容通常選擇3opf左右的瓷片電容。(2) 復(fù)位電路單片機小系統(tǒng)釆用上電自動復(fù)位和手動按鍵復(fù)位兩

34、種方式實現(xiàn)系統(tǒng)的復(fù)位操作。 上電復(fù)位要求接通電源后，自動實現(xiàn)復(fù)位操作。手動復(fù)位要求在電源接通的條件下，在 單片機運行期間，用按鈕開關(guān)操作使單片機復(fù)位。本次釆用手動按鍵復(fù)位。單片機最小系統(tǒng)原理圖，如圖3.12所示ic1vccp1jop .p 2p idpk5p1j6vcc|p3flp3.；t czjxtal t9pijd(t2)p1(t2ex)p12p13pl.4p15pijgp1jrsteaatpp(kxd)p3d (txd)p3.1 r32(1n,id) p33(1nti)p3.4(to) f3j(ti)xta12» xta1(ado)poh (adl)p0.1 (ad2jp02

35、(ad3)p03 (ad4)p04 (ad5)p0.5 (ad6)p0j6 (ad7)p0.7(a8)p2jo (a9)p2.1 (ai0)p22 (ai1)p23 (a12)p2.4 (a13)p25 (a14)p2j6 (a15)p2j a1j7prog p£enp3j6ovr)p3j(rd)jp026p035p0.44p0.56popokn+1234567895 6 j2 2 2 p.p-p.圖3.12單片機最小系統(tǒng)原理圖3.3.2 3x3矩陣鍵盤把所有按鍵排列成行列矩陣形式的鍵盤，選用p1端口中的p1.4p1.6為四根 行線，p1.0p1.2為四根列線，行線和列線的交叉處放置

36、一按鍵，當(dāng)健按下時行列 線接通，構(gòu)成一個3x3的矩陣鍵盤，可定義9個按鍵。80c51的"0 口具冇輸出 鎖存和輸入緩沖的功能，因而用它們組成鍵盤電路時，可以省掉輸出鎖存器和輸入 緩沖器。(1)該led點陣顯示系統(tǒng)的鍵盤由mcs-51單片機本身的p1 口來構(gòu)成3x3矩陣式 鍵盤。led點陣屏的3x3矩陣式控制鍵盤如圖3.13所示圖3.13 led點陣屏的3x3矩陣式控制鍵盤si、s4、s7：控制右移字體顯示速度，s1最快，s7最慢；s3、s6、s9：控制左移字體顯示速度，s3最快，s9最慢； s2：切換不同的左移顯不漢字；s8：切換不同的右移顯示漢字；s5：暫停。鍵盤掃描過程1) .判

37、斷是否有鍵按下2) .鍵盤消抖3) .再次判斷是否有鍵按下4) .識別鍵碼3.3.3 led點陣顯示模塊(1) 16x64led點陣顯示驅(qū)動點陣的陰極驅(qū)動是出單片機的p0 口經(jīng)過2片輸岀緩存器74ls237向16x 64led點陣輸出字型碼作為行驅(qū)動信號。點陣的陽極驅(qū)動由單片機p0 口經(jīng)過1片 輸出緩存器74ls237,再經(jīng)過416線譯碼器74hc154譯碼后輸出列選信號。驅(qū)動 電路如圖3.14所示seasasxs二羽三馮&弓b呂444°.1.4.-14-* x2s2s2sss cdmsm3ges2s2sbs笛xes22ssss cda bcdgtgabcdg1g26一丄2-

38、24-56z -8-0-tondnkls9運lseg-21011遼13h15空込= 80.r123436 89iol2 11122 2 2 2 2 2 2 2 2 3 3 3 丄l l.lll l l丄丄l l l l-l-l-4i.pkb-abcdgtg2abcd -fil8©1-224m 冬8-210n12u14t5al8m q 丄 23一4_5_6= -29k11t211h1534 567 89012 3456- 0053 電jscl4l4j擰擰l4 _二z-ffe:5 "i"3一®_5_l5- 2_l58 1_l593 leo4_.lzl42 6

39、_l63 1_"ffl 3.14 led點陣驅(qū)動電路16x64led點陣顯示屏由于16x64 led點陣顯示屏的行線列線較多，故選擇大點陣設(shè)計pcb板原理圖，其原理圖如圖3.15所示圖3.15 led點陣顯示屏4軟件程序設(shè)計4.1 led點陣系統(tǒng)主程序流程圖led點陣系統(tǒng)主程序流程圖如圖4所示圖4.1 主程序流程圖4.2 led點陣系統(tǒng)主程序關(guān)鍵代碼void main()while(l)uchar s=l;while(s)pl=0x70;if(pl!=0x70)s=0;key=key_scan();while(!s)pl=0x70;if(pl=0x70) s=l;switch(key

40、)case 1case 2case 3youyi(); break;case 9:case &case 7:zuoyi(); break;case 4:r+; if(r=3)r=o; break;case 5:zantingo; break;case 6:1+; if(l=4)l=0; break;4.3 3x3的矩陣鍵盤掃描流程圖矩陣鍵盤掃描程序如圖4.2所示圖4. 2矩陣鍵盤掃描程序4.4 3x3的矩陣鍵盤掃描程序鍵盤掃描unsigned char key_scan()funsigned char i,j,key;pl=0x70; while(pl!=0x70)delay(lo);

41、pl =0x70;while(pl!=0x70)for(i=0;i<=2;i+) pl=kspoi;if(pl !=ksp()i) break; for(j=0;j<=2;j+) pl=ksplj; if(pl!=ksplj) break;key=i*3+j+l; return(key);return(o);return(o);5總結(jié)經(jīng)過了兩個多月的查閱資料、學(xué)習(xí)和實踐，終于完成了led點陣廣告牌的設(shè)計 的設(shè)計。從開始接觸led點陣顯示系統(tǒng)時的一片茫然，無從下手，到led點陣系統(tǒng)仿 真、pcb板設(shè)計、焊接調(diào)試、再到論文的完成，對我來說每一步都是新的嘗試與挑戰(zhàn)。 這是大學(xué)四年中我唯一

42、一次獨立完成設(shè)計、焊接、調(diào)試。學(xué)到了知識的同時也鍛煉了自 己查閱資料、口學(xué)知識、遇到問題時提出問題解決問題的能力。此外，整個設(shè)計過程中 悲喜交加，有時遇到問題整夜冥思苦想，偶爾夢到自己在做畢業(yè)設(shè)計，經(jīng)過不斷地學(xué)習(xí)、 多次嘗試解決問題z后,往往給口己帶來無比的興奮。畢業(yè)論文是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實際相結(jié)合的機會，通過這次比設(shè) 計，我擺脫了單純的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實際設(shè)計的結(jié)合鍛煉了我的綜合運用所學(xué)的 專業(yè)基礎(chǔ)知識，同時也提高我查閱文獻資料和電腦制圖等能力水平，而且通過多次去電 了審場，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富。這是我們都希望看到的也止是我 們進行畢業(yè)設(shè)計的目的所在。這

43、次做論文的經(jīng)丿力也會使我終身受益，我感受到做論文是要真真止止用心去做的一 件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過程和研究的過程，沒有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒 有口己的研究，就不會有所突破，那也就不叫論文了。希望這次的經(jīng)丿力能讓我在以后學(xué) 習(xí)中激勵我繼續(xù)進步。虹 pl fl - 賈tf-供«1-w狀頃血 tl遜 鳳卸 儲iralrc噴原吧 二iwirit 怔了!«j5k-lt >-) §丄h 1n丄t >-) j丄t fo rktk-fbrkk kviistttr圖一 led點陣顯示系統(tǒng)電路圖附錄ii. led點陣顯示系統(tǒng)pcb圖圖二led點陣系統(tǒng)顯示pcb圖

44、附錄iii. led點陣顯示系統(tǒng)實物圖圖三led點陣顯示系統(tǒng)實物圖圖四右移顯小坐背魁m he圖六左移顯示附錄iv. led點陣顯示系統(tǒng)主要程序#include <reg51 .h>#include <absacc.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define hango xbyte0x7fff#define hangl xbyte|oxbfffj#define lie xbyteoxdfffuchar key=oj=o,r=o;unsigned char key_code=0x79,0x24,

45、0x30,ox 19,ox 12,0x02,0x78,0x00,ox 10;uchar kspo| 3)=(0x76,0x75,0x73;uchar kspl3= 0x37,0x57,0x67;void delay (uchar);uchar key_scan();void youyi();void zanting();void kaishi();void zuoyi();char code *tabler;char code *tablel;void main() while(l)uchar s=l;while(s)pl=0x70; if(pl!=0x70)s=0; key=key_scan

46、(); while(!s)pl=0x70; if(pl=0x70) s=l;switch(key)case 1:case 2:case 3:youyi(); break;case 9:case 8:case 7:zuoyi(); break;case 4:r+; if(r=3)r=0; break;case 5:zantingo; break;case 6:1+; if(l=4)l=0; break;鍵盤掃描 unsigned char key_scan()unsigned char i,j,key; pl=0x70;while(pl !=0x70) delay(io); pl=0x70;wh

47、ile(pl!=0x70)for(i=0;i<=2;i+)pl=kspoil; if(pl!=kspoi) break; for(j=0;j<=2;j+)pl=ksplfj; if(pl!=ksplj) break;key二i*3+j+l; retum(key); return(o);return(o);/11 廠 卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜卜 /夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸夸del力* rinne iuncari°門不不個個個個個個個個個個個個個個個個個個個個個個/void delay(uchar c) uchar i; for(i=0;i<c;i+);void zuoyi()uint b=0; /顯示偏移控制，char類型最多只能顯示14個漢字+個空口位字符uchar a=0;控制移動間隔時間uchar i,j,k; uchar m,n; m=key;i:每個字的顯示循環(huán)；j每個字的顯示碼除以2； k每列刷新次數(shù)if(m=7)n=2;else if