xx大學課程設計報告
課程名稱： 漢字顯示屏
系部專業班級： 電子資訊工程
學生姓名： ***
指導教師： ******
完成時間： ***************
報告成績
目錄第一章緒論 2
1.1、led顯示屏的發展背景及國內外研究現狀 2
1.2、led顯示屏的發展趨勢 2
1.3 設計目標及設計方案 3
1.3.1 本設計的目標 3
1.3.2 本設計的方案 3
第二章系統總體分析 3
2.1 顯示部分 3
2.2 驅動電路的選擇 4
2.3 電源模組選擇 4
2.4 工作原理 4
2.5 總體設計 5
第三章系統硬體設計 5
3.1 at89c51晶元的介紹 6
3.2 時鐘電路 7
3.3 復位電路 7
3.4 驅動電路設計 7
3.5點陣式漢字led顯示屏設計 8
3.5.1 led的特點 8
3.5.2 led電子顯示屏 8
3.5.3 led電子顯示屏顯示字元原理 9
3.5.4 漢字顯示的原理 10
3.5.5 模擬**圖 10
第四章系統軟體設計 12
4.1 主程式設計 13
4.2 子程式設計 13
4.3 程式 14
參考文獻 16
基於51微控制器的led點陣漢字顯示屏系統設計
摘要：本文介紹了一款以微控制器at89c51為主要晶元的led點陣漢字顯示屏系統設計。該系統可實現中英文本元的顯示和動態特效顯示。
設計分為三個模組：微控制器控制模組，輸出顯示模組，（4線-16線）解碼器74ls154驅動模組。微控制器控制模組以51微控制器為核心，以軟體keil程式設計實現訊號輸出，以驅動乙個16×16解析度的led點陣顯示屏的掃瞄顯示。
除此之外，該系統只占用了微控制器少量的i /o口和記憶體，為系統留下了功能擴充套件的空間。
關鍵字：at89c51微控制器；led點陣顯示屏；驅動模組
led顯示屏是20世紀80年代後期在全球迅速發展起來的新型資訊化顯示**。目前應用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍色和純綠色led的開發已經達到了實用階段。
led顯示屏可以顯示變化的數字、文字、圖形影象。
短短幾十年，led點陣顯示屏就以亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐衝擊和效能穩定的優點迅速成為平板顯示的主流產品。隨著資訊產業的高速發展，led顯示作為資訊傳播的一種手段，已廣泛應用於室內外公眾場所。在大型商場、車站、碼頭、地鐵站以及各類辦事視窗等越來越多的場所需要用led點陣顯示圖形和漢字。
還有機場車站旅客引導資訊、公交車輛報站系統、**交易與銀行資訊顯示、交通訊號燈、景觀照明等。顯然，led顯示已成為城市亮化、現代化和資訊化的乙個重要標誌。
1.2、led顯示屏的發展趨勢
現代資訊社會中，作為人—機資訊視覺傳播**的顯示產品和技術得到迅速發展，進入21世紀的顯示技術將是平板顯示的時代，led顯示屏作為平板顯示的主導產品之一無疑會有更大的發展，並有可能成為21世紀平板顯示的代表性主流產品。高亮度、全彩化藍色及純綠色led產品自出現以來，成本逐年快速降低，已具備成熟的商業化條件。基礎材料的產業化使led全彩色顯示產品成本下降，應用加快。
led產品效能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達到比較理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的環境條件要求，同時，由於全彩色顯示屏**效能比的優勢，預計在未來幾年的發展中，全彩色led顯示屏在戶外廣告**中會越來越多地代替傳統的燈箱、霓紅燈、磁翻板等產品，體育場館的顯示方面全彩色led屏更會成為主流產品。未來led顯示屏會向著標準化、規範化，產品結構多樣化的方向發展。
本課題要求設計一漢字顯示屏，即用微控制器技術基礎，模擬電子技術基礎和數字電子技術基礎等理論知識根據要求顯示漢字。通過設計一漢字顯示屏，使我對微控制器、模擬及數字電子技術理論知識在實際生活中的應用有了更進一步的認識。加深我對所學的理論知識與實際應用的結合。
通過設計，全面提高我的分析、判斷、解決問題的能力。使我對所學知識的應用能力、查詢資料能力及書寫報告能力，有乙個較大的提高，為畢業設計打下一定的基礎。同時也能培養我獨立思考、勇於創新的科學態度和鑽研精神，將為我踏上工作崗位做一次提前的鍛鍊。
（2）行列電路設計，分析電路圖確定整個系統大概的規模。
（3）進行系統分析，確定該系統各模組之間的關係。連線電路圖進行。
（4）集合程式除錯，看各個功能是否能正常執行，並找出程式中的錯誤，改正這些錯誤。
（5）最終能在led電路板上顯示所要的漢字。
顯示部分是本次課程設計最核心的部分，先對led8*8點陣顯示進行選擇然後再其基礎上擴充套件成led16*16。
採用動態顯示方式,對一幅畫面進行分割,對組成畫面的各部分分別顯示。動態顯示採用多路復用技術的動態掃瞄顯示方式, 復用的程度不是無限增加的, 因為利用動態掃瞄顯示使我們看到一幅穩定畫面的實質是利用了人眼的暫留效應和發光二極體發光時間的長短, 發光的亮度等因素。通過實驗發現, 當掃瞄重新整理頻率(發光二極體的停閃頻率) 為50hz, 發光二極體導通時間≥1m s 時, 顯示亮度較好, 無閃爍感。
驅動電路的選擇採取並口輸入，占用大量i/o口資源。選取串列埠輸入，i/o口資源使用較少。所以我選用串列埠輸入。
電路中行方向由at89c51的p0口和p2口完成掃瞄，由於p0口沒有上拉電阻，因此接乙個4.7k*8的排阻上拉。為提供負載能力，接16個2n5551的npn三極體驅動。
列方向則由4—16解碼器74ls154完成掃瞄，它由at89c51的p1.0---p1.3控制。同樣，驅動部分則是16個2n5401的三極體完成的。
採用乾電池作為led點陣系統的電源，由於點陣系統耗電量較大，使用乾電池需經常換電池，不符合節約型社會的要求。點陣系統要懸掛在牆上，電池總量大，使用會有較大安全隱患。
採用一片lm7805三端穩壓器，耗電電流為100ma左右的電源作為系統電源，不僅功率上可以滿足系統需要，不需要更換電源，並且比較輕便，使用更加安全可靠。
基於以上分析，我決定採用採用lm7805三端穩壓器電源作為系統電源。
利用微控制器進行led漢字顯示平設計與製作是利用微控制器控制技術，編寫程式，通過程式控制led的顯示，顯示所要顯示的內容。通過程式控制at89c51晶元輸出高低電平，高低電平控制分別控制led的亮和滅，最終達到所要顯示的內容。若將led點陣的行列埠全部直接接入at89c51微控制器，則需要使用32條io口，這樣會造成io資源的耗盡，系統也再無擴充的餘地。
因此，我們在實際應用中只是將led點陣的16條行線直接接在p0口和p2口，至於列選掃瞄訊號則是由4-16線解碼器74ls154來選擇控制，這樣一來列選控制只使用了微控制器的4個io口，節約了很多io資源，為微控制器系統擴充使用功能提供了條件。考慮到p0口必需設定上拉電阻，我們採用4.7 kω排電阻作為上拉電阻。
有上述工作原理，我畫出來該系統的框圖。設計總體框圖如圖:
圖2-1 系統框圖
led點陣設計主要應用於顯示屏，它是利用發光二極體點陣模組或畫素單元組成的平面式顯示螢幕。led顯示屏經歷了從單色、雙色**顯示屏，到影象顯示屏的發展過程。
本設計採用以at89c51微控制器為核心晶元的電路來實現，主要由at89c51晶元、時鐘電路、復位電路、列掃瞄驅動電路(74ls154)、16×16 led點陣5部分組成，如圖所示。
圖3-1 硬體電路圖
at89c51是一種帶4 kb閃爍可程式設計可擦除唯讀儲存器的低電壓、高效能cmos型8位微處理器，俗稱微控制器。該器件採用atmel公司高密度非易失儲存器製造技術製造，與工業標準的mcs-51指令集和輸出管腳相相容。由於將多功能8位cpu和閃爍儲存器組合在單個晶元中，能夠進行1 000次寫／擦迴圈，資料保留時間為10年。
它是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。
圖3-2 at89c51引腳圖
由at89c51的18，19腳的時鐘端(xtall及xtal2)以及12 mhz晶振x1、電容c2，c3組成，採用片內振盪方式。
復位電路的基本功能是：系統上電時提供復位訊號，直至系統電源穩定後，撤銷復位訊號。為可靠起見，電源穩定後還要經一定的延時才撤銷復位訊號，以防電源開關或電源插頭分-合過程中引起的抖動而影響復位。
採用簡易的上電復位電路，主要由電阻r1，r2，電容c1，開關k1組成，分別接至at89c51的rst復位輸入端。
圖3-3 時鐘、復位電路
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1 開關屏時，間隔時間要大於5分鐘。2 避免在全亮狀態下開屏，因為此時系統的衝擊電流最大。3 避免在失控狀態下開屏，因為此時系統的衝擊電流最大。4 環境溫度過高或散熱條件不好時，應注意不要長時間開屏。5 顯示屏體一部分出現一行非常亮時，應注意及時關屏，在此狀態下不宜長時間開屏。6 經常出現顯示屏的電...