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1、一. 摘要本次课程设计是基于51单片机利用LED实现点阵显示汉字，字母，数字，滚动显示汉字等功能。首弄清了各种元件的功能及工作原理，然后对照实现点阵原理在KEIL原件下编写实现滚动显示汉字的程序，要实现滚动显示效果，显示是用到了查表的原理，我们利用片内ROM20H到5FH单元作为缓冲区，在显示时，始终显示20H到3FH单元的内容，40H到5FH单元存储下一次要显示的内容，然后在20H到5FH之间内容循环左移，从而实现了滚动显示效果，通过中断定时器来控制滚动的速度。再对编写的程序进行单步调试，然后连接电路图，用仿真器进行仿真LED显示。二. 关键词LED 点阵 左移 锁存正文三原件功能及原理介绍
2、3.1 88点阵原理 88点阵由八行八列总共64个双色LED组成。每一条行线是这一行LED的共阳极端点，列线根据所连接的针脚的不同分为红色共阴极端点和绿色共阴极端点。当连接红色共阴极时LED显示红色，连接绿色共阴极时显示绿色。当两者同时连通时则显示黄色。对于这样矩阵式显示的器件，采用扫描的方式。对于88点阵采用行扫描或者列扫描都可以。但为了使88点阵能具有根据输入显示红、绿、黄三色功能。因此基于设计简便的考虑，把列线(即共阴极点) 作为扫描线，而把行线作为数据输入线。H-TAB18是用来控制行显示，L18控制列显示而且选择显示颜色。3.2 发光二极管 发光二极管简称为LED。发光二极管与普通二
3、极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。不同的半导体材料中电子和空穴所处的能量状态不同。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短，当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。在8*8点阵中采用双二极管共阳极，当阴极送来低电平是发光。具体图形如下：3.3 74HC595功能原理74HC595是硅结构的CMOS器件， 兼容
4、低电压TTL电路。 74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器是分别的时钟。 数据在SCHcp的上升沿输入，在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。 移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。 3.4 电子开关 主要是用来驱动行控制显示，由于在点阵中，一个引脚的电流有限，无法同时驱动多个引脚，电子开关就解决了这一问题，图形如下，此开关只需要在基机发送
5、很小的信号就能 是开关接通， Q的上下端接通电路 ，基极接驱动信号。3.5 总体原理图四程序介绍4.1主程序流程图开始置左移次数将TAB的内容放入20h5fh发送一行数据发送行地址中断初始化并开中断将内容放入40h5fh将20h5fh的内容左移一位关中断进入中断显示一行的内容开启定时器中断T0将定时器T0初始化软件计数是否达到三次左移是否达到16次将20h5fh的内容左移一位判断R5的大小显示20h3fh里的内容中断返回4.2程序模块介绍4.2.1 LED驱动模块 采用动态扫描方式，通过三极管驱动并联在一起的LED发光管的一端(共阴或共2端)，LED发光管的另一脚接通用I/O口，控制其亮灭。该
6、方法能驱动较多的LED，控制方式较灵活，而且节省单片机的资源。4.2.2 数据存储模块本次设计中我们采用片内的20H到5FH单元作为存储区，相当于缓冲区，利用74HC595的锁存功能，将要现实的数据锁存住，当来了脉冲是将所有数据同时发送出去从而实现了显示。在显示时始终调用20H到3FH单元的内容，而在40H到5FH中不断的送入数据，存储的是下一次要现实的数据，送入数据后，在20到5FH之间左移十六个字节（两个字），从而实现了多字的滚动显示。4.2.3 显示模块 要显示 8*8的矩阵，选用的是共阴极的led，要用它来显示一个字符的时候，就必须有一组64位的二进制数来作为这个字符的字符码。根据扫描
7、的方式可以把它们分成8组8位二进制数。译码电路的功能就是把4位二进制的键码译成8*8位的二进制数五仿真调试5.1仿真过程根据系统设计方案，调试共分为硬件调试，软件调试和软硬件联调。由于在系统设计中采用模块设计法，所以方便对各电路模块功能进行逐级测试：LED驱动模块的调试，数据存储模块的调试，PC机通信模块的调试等，最后将各模块组合后进行整体测试。 对编好的程序用KEIL软件进行单步运行，并在相对的单元查看数据是否与预计的相符合，然后将调试好的硬件和软件进行联调，主要调试系统的实现功能。5.2 仿真结果采用仿真器WAVE6000进行仿真，LED点阵能很好的显示信息。由两块8*8的LED小模块组成
8、，整个显示屏可以显示两三个汉字，汉字从右到左循环显示，显示亮度正好。速度通过定时器次数控制。六课程设计心得体会 在这次设计中我再次感觉到了知识的重要性。在本次设计中我们组有三人，课程设计本身就是一个对所学知识的再现过程，一开始我就一个感觉，脑袋里面的东西太少了，不知道从何做起，正所谓万事开头难，通过查阅图书，搜索网络资料，翻阅课本后，对本次设计的程序有初步的了解，在弄清电路的工作原理之后，理清思路开始编程。工功夫不负有心人，在第一天我晚上我们实现了点阵的现实，但距离成果还很遥远呢！在设计过程中，让我最头痛的过程中就是实现文字的滚动显示，要显示的什么字编码就可以。在三天过去之后还是没有实现文字的
9、滚动显示，看见其他组已经做完了心理还是有些不自在的。终于在第四天的晚上我们做出来了，而且在第五天就要叫成果，我们完成了，心理感觉很有成就感。通过这次课程设计，我发现单片机是多么的重要，感觉在社会上到处都用得到，比如LED显示屏广泛的应用于公交汽车，码头，商店，学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传等，用理论联系实际并结合单片机原理课程和解决实际问题，巩固和加深了有关单片机方面的知识。还有就是增强了自身的动手能力，把以前书本上讲的或是没有讲的，通过一次课程设计具体的实施，使自己真正得到锻炼，对于以后我们的发展与学习来说，都可以看作一笔不小的财富，前面还有很多需要我们去尝试，在以后的学习中，要理
10、论联系实际，把我们所学的理论知识用到实际当中，学习单机片机更是如此，程序只有在经常的写与读的过程中才能提高，这就是我在这次课程设计中的最大收获。附录附录1 程序代码 Din BIT P2.0 CLK BIT P2.1 R_CLK BIT P2.2 ORG 0000H JMP MAIN ORG 000BH LJMP INTS_TO ;定时中断 ORG 0100HMAIN: MOV R4,#16 ;中断16次，左移16位 MOV R5,#1 ;选择TABLE3 CLR EA MOV R2,#0 MOV R1,#64 ;64个字符 MOV R0,#20H MOV DPTR,#TABMOVEDATA:
11、 ;把全部字符复制到20H5FH MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R2 INC R0 DJNZ R1,MOVEDATA MOV TMOD,#01H ;定时器0工作方式为1 MOV TL0,#0AFH ;置计数初值 MOV TH0,#03CH ;0FFFFH-3CAFH=50000，50mS MOV R7,#3 ;软件计数器，循环5次 SETB ET0 ;允许T0中断 CLR ET1 ;禁止T1中断 SETB EA SETB TR0 CLR R_CLK MOV SP,#60H ;保护现场 MOV R3,#080H ;显示第一行控制信号二进制 1000 00
12、00A0: MOV R2,#08H MOV R0,#20HLOOP: MOV R1,#4 MOV A,R3 RR A ;行码右移一位转下一行 MOV R3,A LCALL OUTDATAA1: MOV A,R0 LCALL OUTDATA INC R0 DJNZ R1,A1 SETB R_CLK ;显示一行 CLR R_CLK DJNZ R2,LOOP ;下一行 LJMP A0 LJMP MAINOUTDATA: MOV R6, #8 OUT1:RRC A MOV DIN, C CLR CLK SETB CLK NOP NOP DJNZ R6,OUT1 RETINTS_TO: CLR EA P
13、USH 0E0H ;保存ACC PUSH 00H PUSH 01H PUSH 02H DJNZ R7,BACK ;软件计数，次数不到返回 MOV R7,#3 MOV R0,#20H MOV R1,#8LOOP1:MOV R0,#23H MOV R1,#41H MOV R2,#8 LP1:CLR C ;将22h的最高位给cy MOV A,R0 RLC A LP2:MOV A,R1 ;将40h的最高位左移 RLC A MOV R1,A LP3:INC R1 INC R1 MOV A,R1 RLC A MOV R1,A LP4:DEC R0 DEC R0 MOV A,R0 RLC A MOV R0,
14、A LP5:INC R0 INC R0 MOV A,R0 RLC A MOV R0,A INC R1 INC R1 INC R0 INC R0 INC R0 INC R0 DJNZ R2,LP1LP6: DEC R4 CJNE R4,#0,BACK ;控制中断次数LP10: MOV R2,#0 MOV R1,#32 ;32个字符 MOV R0,#40HTABLE3:CJNE R5,#1,TABLE1 MOV DPTR,#TAB3 INC R5 AJMP MOVEDATTABLE1:CJNE R5,#2,TABLE2 MOV DPTR,#TAB1 INC R5 AJMP MOVEDAT TABL
15、E2:CJNE R5,#3,TABLE4 MOV DPTR,#TAB2 INC R5 AJMP MOVEDAT TABLE4:MOV DPTR,#TAB4 MOV R5,#1 MOVEDAT: ;把全部字符复制到20H MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR MOV R0,A INC R2 INC R0 DJNZ R1,MOVEDAT MOV R4,#16 ;中断16次BACK: POP 02H POP 01H POP 00H POP 0E0H MOV TMOD,#01H ;定时器0工作方式为1 MOV TL0,#0AFH MOV TH0,#03CH ;0FFFFH-3CAFH=5000
16、0，50mS SETB ET0 ;允许T0中断 CLR ET1 ;禁止T1中断 SETB EA SETB TR0 RETI;右绿/右红/左绿/左红 ;低电平点亮 ;显示中国山东TAB: DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0
17、FFH,0FFH ;控制第2行 DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH ;控制第3行 DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH ;控制第4行 DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH ;控制第5行 DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH ;控制第6行 DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH ;控制第7行 DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH ;控制第8行 DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH ;显示LOVETAB3:DB 0FFH,60H,0FFH,79H DB 0FFH,67H,0FFH,76H DB 0FFH,67H,0FFH,76H
18、 DB 0FFH,60H,0FFH,76H DB 0FFH,67H,0FFH,76H DB 0FFH,67H,0FFH,76H DB 0FFH,90H,0FFH,09H DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH ;显示中国TAB1: DB 0FFH, 0A2H,0FFH,0F7H DB 0FFH,0B6H,0FFH,80H DB 0FFH,80H,0FFH,0B6H DB 0FFH,0B2H,0FFH,80H DB 0FFH,0B4H,0FFH,0F7H DB 0FFH,080H,0FFH,0F7H DB 0FFH,80H,0FFH,0F7H DB 0FFH,80H,0FFH,0F7H;显
19、示山东TAB2: DB 0FFH,81H,0FFH,0F7H ;控制第2行 DB 0FFH,0D7H,0FFH,0F7H ;控制第3行 DB 0FFH,80H,0FFH,0F7H ;控制第4行 DB 0FFH,0F7H,0FFH,0B6H ;控制第5行 DB 0FFH,0D3H,0FFH,0B6H ;控制第6行 DB 0FFH,0B5H,0FFH,0B6H ;控制第7行 DB 0FFH,0E7H,0FFH,80H ;控制第8行 DB 0FFH,0F7H,0FFH,0FFH ;控制第1行TAB4: DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH D
20、B 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH DB 0FFH, 0FFH,0FFH,0FFH END附录2 点阵显示实图参考文献1 李光飞，楼然苗51系列单片机设计实例北京航空航天大学出版社，2003年3月2 刘东红利用单片机89C52的一个并行IO口实现多个LED显示的一种简单方法国外电子元器件，2002年第8期3 朱定华单片机原理及接口技术电子工业出版社，2001年4月3 王幸之，钟爱琴，王雷，王闪AT89系列单片机原理与接口技术北京航空航天大学出版社，2004年5月14