LED字符显示.docx
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LED字符显示
LED字符显示屏
科系:
电子信息工程系
专业:
电子科学与技术
年级:
大三
组员:
王贺敬曹建勋欧神鹰
指导教师:
葛浩华贵山
目录
第一部分
摘要……………………………………………………...3
第二部分
1.设计任务………………………………………………..4
1.1基本要求………………………………………………………….........4
1.2发挥部分……………………………………………………………….4
1.3创新部分……………………………………………………………….4
2.方案论证与比较………………………………………5
2.1显示部分……………………………………………………………….5
2.2数字时钟……………………………………………………………….5
2.3芯片选择……………………………………………………………….6
3.总体方案……………………………………………….7
3.1工作原理……………………………………………………………….7
3.2总体设计……………………………………………………………….7
4.系统硬件设计…………………………………………7
4.1AT89S51单片机最小系统…………………………………………...8
4.2时钟模块……………………………………………………………..8
4.3键盘模块……………………………………………………………..9
4.4LED点阵显示模块………………………………………………….10
4.5整体电路…………………………………………………………….12
5.测试与结果分析……………………………………...17
6.1基本部分测试与分析……………………………………………….17
6.2发挥部分测试与分析……………………………………………….18
6.3创新部分测试与分析……………………………………………….18
6.设计总结……………………………………………...18
7.参考资料……………………………………………...18
附录……………………………………………………………18
例程…………………………………………………………......................................18
摘要LED大屏幕显示系统,以AT89S51单片机为核心,由键盘显示、录放音模块、光电开关、LED大屏幕显示等功能模块组成。
基于题目基本要求,本系统对时间显示和大屏幕显示进行了重点设计。
此外,扩展单片机外围接口、温度采集、非接触式止闹、滚动屏幕显示、语音报时等功能。
本系统大部分功能由软件来实现,吸收了硬件软件化的思想,大部分功能通过软件来实现,使电路简单明了,系统稳定性大大提高。
本系统不仅成功的实现了要求的基本功能,发挥部分也得到完全的实现,而且有一定的创新功能。
关键字:
单片机LED大屏幕滚屏显示
AbstractThislargeLEDdisplayscreensystem,basedonchipmicrocomputerAT89S52,iscomposedbythefollowingfunctionalmodules:
keyboarddisplaying,soundphonating.photoelectricityuntouchedswitch,temperaturegathering,timingbell,
Accordingtothebasicrequirementsofthesubject,oursystemstressesontherealizationoftimedisplayingandlargescreendisplaying,Furthermore,wealsoextendtheprimaryfunction,addingnewfunctions,suchasthesinglechipperipheralports,temperaturegathering,untouchedring-stop,scrollscreendisplay,soundtiming.andsoon.
Adoptingtheideaofhardware-to-software,mostofthosefunctionsarerealizedbysoftwares,whichmakestheelectrocircuitmoreconciseandthesystemmorestable,
Thedesignachievedandevenexceededalltherequiredbasictechnicalindexes
Keywords:
chipmicrocomputerlargescreendisplaysystem
scrollscreendisplay
1任务设计
1.1基本要求:
设计并制作LED电子显示屏和控制器。
1.1.1.能够依次显示数字0—9。
1.1.2.能够依次显示“滁州学院电子系”。
1.1.3.能够滚动显示“2010年6月20日”。
1.2发挥部分:
1.2.1.滚动显示当前时间,如“10时20分30秒”。
1.2.2.时间实时变化。
1.2.3.时间可以调整。
2、方案论证
2.1显示部分:
显示部分是本次设计最核心的部分,对于LED8*8点阵显示有以下两种方案:
方案一:
静态显示,将一帧图像中的每一个二极管的状态分别用0和1表示,若为0,则表示LED无电流,即暗状态;若为1则表示二极管被点亮。
若给每一个发光二极管一个驱动电路,一幅画面输入以后,所有LED的状态保持到下一幅画。
对于静态显示方式方式,所需的译码驱动装置很多,引线多而复杂,成本高,且可靠性也较低。
方案二:
动态显示,对一幅画面进行分割,对组成画面的各部分分别显示,是动态显示方式。
动态显示方式方式,可以避免静态显示的问题。
但设计上如果处理不当,易造成亮度低,闪烁问题。
因此合理的设计既应保证驱动电路易实现,又要保证图像稳定,无闪烁。
动态显示采用多路复用技术的动态扫描显示方式,复用的程度不是无限增加的,因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用了人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短,发光的亮度等因素.我们通过实验发现,当扫描刷新频率(发光二极管的停闪频率)为50Hz,发光二极管导通时间≥1ms时,显示亮度较好,无闪烁感.。
鉴于上述原因,我们采用方案二
2.2.数字时钟
数字时钟是本设计的重要的部分。
根据需要,可利用两种方案实现。
方案一:
本方案完全用软件实现数字时钟。
原理为:
在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。
利用定时器与软件结合实现1秒定时中断,每产生一次中断,存储器内相应的秒值加1;若秒值达到60,则将其清零,并将相应的分字节值加1;若分值达到60,则清零分字节,并将时字节值加1;若时值达到24,则将时字节清零。
该方案具有硬件电路简单的特点,但当单片机不上电,程序将不执行。
且由于每次执行程序时,定时器都要重新赋初值,所以该时钟精度不高。
方案二:
本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片74LS138。
该芯片内部采用石英晶体振荡器,其芯片精度不大于10ms/年,且具有完备的时钟闹钟功能,因此,可直接对其以用于显示或设置,使得软件编程相对简单。
为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作,芯片内部包含锂电池。
当电网电压不足或突然掉电时,系统自动转换到内部锂电池供电系统。
而且即使系统不上电,程序不执行时,锂电池也能保证芯片的正常运行,以备随时提供正确的时间。
基于时钟芯片的上述优点,本设计采用方案二完成数字时钟的功能。
2.3芯片的选择
方案一:
采取并口输入,占用大量I/O口资源
方案二:
选取串口输入,使用较少。
所以我们选用串口输入。
串口输入我们可以选用芯片有74LS138,。
综合以上比较。
3.1工作原理:
利用单片机AT89S51单片机作为本系统的中控模块。
单片机可把由DS18B20、DS1302读来的数据利用软件来进行处理,从而把数据传输到显示模块,实现温度、日历的显示。
点阵LED电子显示屏显示器为主要的显示模块,把单片机传来的数据显示出来,并且可以实现滚动显示。
利用光电传感器来实现非接触止闹功能。
在显示电路中,主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。
3.2总体设计
4、系统硬件设计(单元电路设计及分析)
4.1AT89S51单片机最小系统:
最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。
图2为AT89S52单片机的最小系统。
4.2时钟模块
时钟模块采用DS1302芯片,DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线1RES复位2I/O数据线3SCLK串行时钟时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信DS1302工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mW,其接线电路如图4
图2时钟电路
4.3键盘模块
键盘、状态显示模块:
为了使软件编程简单,本设计利用可编程芯片8255。
接法如表1所示。
PA口接按键,PC口则用于控制状态显示所用LED点阵。
每个按键都通过一个10K的上拉电阻接电源+Vcc,按键的另一端接地。
当有键按下时,与该键相连的PA口的相应位变为低电平,单片机检测到该变化后即转到相应的键处理程序,同时在程序中点亮LED点阵。
模块电路如图5
4.4LED显示模块
点阵数据串行输入,器件为移位寄存器TPIC6B595595,门控和扫描信号常以16点阵为一行进行并行处理。
在点阵显示中以4×8个LED点阵构成一个LED显示单元,采用行共阳列共阴的编排方式。
其驱动分为行列两部分,分别来自于行、列移位寄存器,行数据是扫描数据,16行中每次只有一行被驱动,采用逐行扫描方式,列数据则为汉字的点阵码。
。
对于字符和图形显示也可以用点阵处理,其显示原理和方法相同.
5、测量及其结果分析
5.1基本部分测试与分析
5.11测试仪器:
秒表、温度表、万用电表、WAVE仿真器
5.12基本要求部分的测试与分析:
(1)系统上电后,全屏点亮,没有暗点。
接着显示时间。
按“#”键后时扫描键盘,当有1~10键按下时,分别显示十段设定的数字、英文或汉字。
(2)显示时间时通过与秒表对比,测试的系统时间准确。
5.2发挥部分测试与分析:
(1)当按下#后在按下进入亮度调节,按下“+”键时,亮度增加。
按下“—”键时,亮度变弱。
(2)可以实现文字左右移动
(3)按下“设置时间”键,观察到“钟表”二极管点亮,此时可对时间进行设置。
按下“时间设置“进入时调试,按“+”键时间加。
在按下“切换”键时,进入分调整模式,按下“+”键,分增加。
按下“选择”键时,分调整模式改为秒调整模式,按下“+”键秒增加。
经测试该步可以很好的实现。
调整时间完毕后,再按一下“闹钟设置”进入闹铃设置状态,按下“+”键设定“时”增加,在按下“选择”键进入分的设置,按下“+”键设定“分”增加。
在按下“选择”键进入秒设置模式,按“+”键秒增加。
(4)系统可以显示10组,每组8个汉字,完成要求
5.3创新部分测试与分析
6、设计总结
全心准备了整整2天,6月26日我们终于拿到了试题,我们一致选择控制类题目A(LED点阵),从基本方案的制定,在到硬件电路的选择,到制作电路制作,最后进行程序调试。
在此期间我们遇到很多困难,几乎没有说过一次好觉,尽管很艰苦,但是我们各自分工,相互协作,一次又一次品尝到了解决问题的喜悦,最终完成了要求的全部功能,并加入了一些创新的部分。
在竞赛中我们发现了自己知识的不足,通过2天2夜的奋斗,也可以说2天2夜的学习,我们学到了很多东西,最重要的是我们学会了一种精神————永不放弃。
在以后的时间里面我们会用这种精神去学习,更上一层楼。
7、参考资料
[1]《基于单片机结构的智能系统设计与实现》沈红卫编电子工业出版社
[2]《单片机原理与接口技术》第三版李群芳张士军黄建编著电子工业出版社
[3]《单片机应用技术》周平伍云辉编电子科技大学出版社
[4]《8051单片机实践与应用》吴金戌沈金阳郭庭吉编清华大学出版社
[5]《电子设计竞赛赛题解析》黄正谨等编东南大学出版社
附属软件程序:
#include
#include
#defineucharunsignedchar
uchari,z,k,j,m;
ucharcodetab0[]={0x20,0x7e,0x88,0x3e,0x28,0xfe,0x08,0x08};
ucharcodeshuzi09[]={0x00,0x3c,0x24,0x24,0x24,0x3c,0x00,0x00,
0x00,0x10,0x30,0x10,0x10,0x38,0x00,0x00,
0x00,0x3c,0x04,0x3c,0x20,0x3c,0x00,0x00,
0x00,0x3c,0x04,0x3c,0x04,0x3c,0x00,0x00,
0x00,0x24,0x24,0x3c,0x04,0x04,0x00,0x00,
0x00,0x3c,0x20,0x3c,0x04,0x3c,0x00,0x00,
0x00,0x3c,0x20,0x3c,0x24,0x3c,0x00,0x00,
0x00,0x3c,0x04,0x04,0x04,0x04,0x00,0x00,
0x00,0x3c,0x24,0x3c,0x24,0x3c,0x00,0x00,
0x00,0x3c,0x24,0x3c,0x04,0x3c,0x00,0x00,};
ucharcodehanzi[]={0x00,0x10,0x8f,0x30,0x4a,0x48,0x2a,0xb8,
0x8d,0x10,0x4a,0x10,0x28,0x7c,0x08,0x10,
0x08,0x10,0x08,0x38,0x28,0x54,0x48,0x92,
0x88,0x30,0x08,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x10,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,
0x11,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,0x55,0x50,
0x33,0x30,0x11,0x10,0x11,0x10,0x11,0x10,
0x21,0x10,0x40,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x12,0x08,0x09,0x10,0x3f,0xfc,
0x4f,0xe8,0x00,0x40,0x00,0x80,0x00,0x80,
0x1f,0xf8,0x00,0x80,0x00,0x80,0x02,0x80,
0x01,0x80,0x00,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x0f,0x10,0x0a,0x08,0x0a,0x7e,
0x0e,0x42,0x0a,0x1c,0x08,0x00,0x08,0x3e,
0x08,0x14,0x08,0x14,0x08,0x14,0x08,0x25,
0x08,0x46,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x00,0x80,
0x0f,0xf0,0x08,0x90,0x08,0x90,0x0f,0xf0,
0x08,0x90,0x08,0x90,0x0f,0xf0,0x00,0x80,
0x00,0x80,0x00,0x84,0x00,0xfe,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x07,0xf0,0x00,0x20,
0x00,0x40,0x00,0x80,0x00,0x80,0x1f,0xf8,
0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,0x00,0x80,
0x01,0x80,0x00,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x0f,0xf0,0x01,0x00,0x03,0xc0,
0x00,0x80,0x01,0x11,0x03,0xe0,0x00,0x90,
0x00,0x80,0x00,0x80,0x20,0xa0,0x04,0x90,
0x01,0x80,0x00,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00};
delay()
{
uchark;
for(k=0;k<50;k++)
{
TMOD=0X01;
TH0=-5000/256;
TL0=-5000%256;
TR0=1;
}
}
main()
{
for(m=0;m<2;m++)
{
for(i=0;i<88;)
{
for(k=0;k<=200;k++)
{
if((i==8)&&(k<=199))i=0;
if((i==16)&&(k<=199))i=8;
if((i==24)&&(k<=199))i=16;
if((i==32)&&(k<=199))i=24;
if((i==40)&&(k<=199))i=32;
if((i==48)&&(k<=199))i=40;
if((i==56)&&(k<=199))i=48;
if((i==64)&&(k<=199))i=56;
if((i==72)&&(k<=199))i=64;
if((i==80)&&(k<=199))i=72;
for(z=0;z<8;z++)
{
P3=z;P2=shuzi09[i];P0=shuzi09[i];
delay();
P2=0x00;
++i;
}
}
}
}
for(;;)
{
for(i=0;i<256;)
{
for(k=0;k<=200;k++)
{
if((i==32)&&(k<=199))i=0;
if((i==64)&&(k<=199))i=32;
if((i==96)&&(k<=199))i=64;
if((i==128)&&(k<=199))i=96;
if((i==160)&&(k<=199))i=128;
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for(j=0;j<8;j++)
{
P1=j;P2=hanzi[i];P0=hanzi[++i];
delay;
P2=0x00;P0=0x00;
++i;
}
for(z=0;z<8;z++)
{
P3=z;P2=hanzi[i];P0=hanzi[++i];
delay();
P2=0x00;P0=0x00;
++i;
}
}
}
}
}
清单89C51单片机一片排阻一个8*8点阵显示屏4个74ls245芯片两个74ls138芯片两个按键十个74ls373和74ls595各两个DS1302一片晶振2个
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