汉字点阵系统的制作与应用.docVIP

汉字点阵系统的制作与应用 摘 要 本文介绍一个点阵LED显示系统，该系统以美国ATMEL 公司生产的40脚单片机AT89S51为核心，采用串行传输、动态扫描技术。以LED屏的显示电路和单片机控制电路为核心，采用C语言编程通过串行通信接口对LED显示系统显示参数的设定，实现点阵LED屏显示简单的数字、字母、汉字、图形等。该系统是通过S51芯片控制一个行驱动器74HC154和四个列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。设计过程中综合应用了数字电路，模拟电路，单片机等方面的知识，并且还要学习protel软件和新的器件。 该系统特点是电路设计新颖、显示效果好、实用性强。理论与实际结合，本设计符合应用电子专业的培养目标。 关键字：AT89S51单片机； LED 点阵显示； 动态显示 目 录 引言 1 1系统总体设计 2 2系统硬件设计与制作 2 2.1单片机的最小系统 2 2.2系统总电路 3 2.3 16×32点阵屏 4 2.4行驱动电路 4 2.5列驱动电路 4 2.6电源模块 5 2.7系统PCB模块 6 3程序流程图 7 4结果调试与讨论 8 总结 9 致谢 10 参考文献 11 附 录 12 附件1实物照片 12 引言 随着我国经济的高速发展，对公共场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场需求。目前LED显示屏作为信息传播的一种重要手段，已经成为城市信息现代化建设的标志。其已经广泛应用到银行、邮电、税务、机场、车站、证券市场及其它交易市场、医院、电力、海关、体育场等多种需要进行公告、宣传的场所。 由AT89S51为核心的点阵式LED汉字显示屏，在公共场所的应用也是非常广泛的。LED点阵显示器较为经济适用，它可以显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同字号、字型，显示亮度高低，并且对环境条件要求也比较低。LED显示又可以分为单色显示和双色显示，可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，并用单片机控制实现各种文字或图形的变化，达到宣传和提示的目的。本设计虽仅仅显示两个汉字，但通过扩展和程序编写，它可以显示8到10个，甚至更多。 该LED显示屏用途广泛，一般用于各种公共场所，作为宣传和广告的工具。对于公共设施服务有着极为重要的意义。 1系统总体设计 本系统由AT89S51、1个74HC154、4个74HC595及LED显示屏为核心组成的点阵式LED汉字显示屏，主要由24MHZ晶振图1 系统设计框 2 系统硬件设计与制作 2.1 单片机的最小系统 AT89S51是一个低功耗，高性能8位单片机，片内含4k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。 图2 单片机模块电路 2.2 系统总电路 本系统采用AT8951单片机作控制器，整个电路主要由单片机控制及其接口电路、驱动显示电路、电源电路等部分组成。采用扫描方式进行显示时，每一行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个驱动器。对于列数据准备来说，它应能实现串入并处的移位功能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据，而不会影响本行的显示。当扫描到某一行时，595决定哪一列该亮，就这样快速扫描，就形成了图像图4 行驱动电路 2.5 列驱动电路 16行×列为一个基本单元，则需用片74HC595，其工作原理为：将八片74HC595级连，共用一个串行时钟CLK及数据锁存信号STR。当第一行需要显示的数据经过8×=32个CLK时钟后将全部移入74HC595中，此时产生一个数据锁存信号STR，使数据锁存在74HC595的后级锁存器中，同时由行扫描控制电路产生信号使第一行扫描管导通，相当于第一行LED的正端都接高平，显然第一行LED管子的亮、灭取决于74HC595中所锁存的信号；在第一行LED管子点亮的同时，在74HC595中移入第二行需要显示的数据，随后将其锁存，并同时由行扫描控制电路将第一行扫描管关闭而接通第二行，使第二行LED管子点亮……以此类推，当第十六行扫描过后再回到第一行，只要扫描速度足够高，就可形成一幅完整的文字或图像，图5 列驱动电路 2.6 电源模块 设计采用5V电源电压