-z.點陣LED漢字顯示系統(tǒng)的設(shè)計〔硬件局部〕摘要LED電子顯示屏由于具有所顯容信息量大，外形美觀大方，操作方便靈活，制作簡單，安裝方便，是近年來得到廣泛應(yīng)用的重要信息設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于各種公共場合，如汽車報站器、廣告屏以及公告牌等。本文介紹了一款以單片機AT89S51為控制器的LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計。考慮到所需元器件的易購性，本設(shè)計使用了8×8的點陣發(fā)光管模塊，組成16×16發(fā)光點陣，顯示待定的中文、字符以及數(shù)字。由顯示驅(qū)動模塊驅(qū)動一個16×16分辨率的LED點陣顯示屏的掃描顯示。所選用的AT89S51單片機具有價格低廉程序?qū)懭敕奖愕奶攸c使得整個系統(tǒng)方便維護和檢修。除此之外，該系統(tǒng)只占用了單片機少量的I/O口和存，為系統(tǒng)留下了功能擴展的空間。關(guān)鍵詞LED點陣；16*16點陣；單片機；顯示屏；掃描AbstractBecausetheLEDelectrondisplaymonitorhastheinstitutecontentinformationcontenttobeobviouslybig,thecontourelegantappearance,theeaseofoperationisfle*ible,themanufactureissimple,theeasyinstallation,wastherecentyearsobtainsthewidespreadapplicationimportantinformationequipment,iswidelyappliedineachkindofpublicarea,liketheautomobilenewspaperstood,theadvertisementscreenaswellasthenoticeboardandsoon.ThisarticleintroducedonesectiontakemonolithicintegratedcircuitAT89S51ascontroller'sLEDlatticedisplaymonitorsystem'sdesign.Consideredneedsprimarydevice'sYiGou,thisdesignhasused8×8latticephototubemodule,position16×16illuminationlattice,demonstrationundeterminedChinese,characteraswellasdigit.Actuatesa16×16resolutionbythedemonstrationactuationmoduletheLEDlatticedisplaymonitor'sscanningdemonstration.Selectsat89S51monolithicintegratedcircuithasthelowinpriceproceduretoreadintheconveniencethecharacteristictocausetheoverallsystemconveniencemaintenanceandtheoverhaul.Inaddition,thissystemhasonlytakenthemonolithicintegratedcircuitfewI/Omouthandthememory,hasleftbehindthespacewhichforthesystemthefunctione*pands.KeywordsLEDdot-matri*;16*16dotmatri*;singlechip;display;scan目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要10543ⅠAbstractⅡ10543第1章緒論 16041.1課題背景10543 1105431.1.1選題背景 1105431.1.2研究現(xiàn)狀及開展趨勢 1105431.2LED顯示屏概述 2105431.2.1LED發(fā)光二極管 2105431.3主要設(shè)計容及技術(shù)指標 2105431.3.1主要設(shè)計容 2105431.3.2主要設(shè)計指標 27670第2章硬件電路設(shè)計 3105432.1電路的工作原理 3105432.1.1硬件電路的設(shè)計原理 3105432.1.216*16點陣LED顯示器漢字顯示的工作原理 4105432.1.3控制電路的工作原理 5105432.1.4單片機電路的工作原理 5105432.2LED點陣顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計 6105432.2.1顯示控制電路 6105432.2.2顯示驅(qū)動電路 6105432.2.3LED點陣顯示方式 7105432.3LED外圍電路 7105432.3.1電源電路 7105432.3.2復(fù)位電路 8105432.3.3時鐘電路 9105432.416*16LED點陣顯示屏硬件電路圖 1010543第3章軟件電路設(shè)計 12105433.1軟件系統(tǒng) 12105433.2程序流程圖 12105433.2.1主程序流程圖 12105433.2.2顯示程序流程圖 13105433.3漢字動態(tài)編碼的具體實現(xiàn) 14105433.3.1漢字識別 14105433.3.2建立編碼字典 15105433.3.3提取字模、建立動態(tài)字庫 15105433.3.4編碼改寫 16105433.3.5提取漢字的軟件設(shè)計及實現(xiàn) 16105433.4LED點陣顯示屏顯示字符原理 17105433.5程序清單 1715660第4章結(jié)果調(diào)試與討論 20105434.1故障分析 20105434.2電路的現(xiàn)實誤差討論 209987結(jié)論 2282112899致 2328748參考文獻 2428748附錄A 2528748附錄B 27-z.第1章緒論1.1課題背景選題背景目前,點陣顯示屏已廣泛用于銀行、酒店、超市、汽車站牌和高速公路等場所的廣告宣傳和交通提示，正逐步應(yīng)用于公交汽車和街道兩旁的報欄上。如公交車的點陣屏將由太陽能電池板供電，利用單片機和PLD實現(xiàn)顯示屏字幕的靜態(tài)、動態(tài)控制和定時顯示控制，以實現(xiàn)節(jié)約電能的目的[1]。LED點陣顯示屏具有亮度高、故障低、能耗少、使用壽命長、顯示容多樣、顯示方式豐富等優(yōu)點,可廣泛用于車站、碼頭、體育場館等公共場合。我以此為背景，開發(fā)了個16*16的LED點陣顯示屏。1.1.2研究現(xiàn)狀及開展趨勢LED顯示屏的開展可分為以下幾個階段：第一階段為1990年到1995年，主要是單色和16級雙色圖文屏。用于顯示文字和簡單圖片，主要用在車站、金融證券、銀行、郵局等公共場所，作為公共信息顯示工具。第二階段是1995年到1999年，出現(xiàn)了64級、256級灰度的雙基色視頻屏。視頻控制技術(shù)、圖像處理技術(shù)、光纖通信技術(shù)等的應(yīng)用將LED顯示屏提升到了一個新的臺階。LED顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路芯片也在此時由國企業(yè)開發(fā)出來并得以應(yīng)用。第三階段從1999年開場，紅、純綠、純藍LED管大量涌入中國，同時國企業(yè)進展了深入的研發(fā)工作，使用紅、綠、藍三原色LED生產(chǎn)的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進入體育場館、會展中心、廣場等公共場所，從而將國的大屏幕帶入全彩時代。藍色及純綠色LED產(chǎn)品自出現(xiàn)以來，本錢逐年快速降低，已具備成熟的商業(yè)化條件。全彩色LED顯示屏將是LED顯示屏的重要開展方向。LED產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均到達比擬理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的環(huán)境條件要求，同時，由于全彩色顯示屏價格性能比的優(yōu)勢，預(yù)計在未來幾年的開展中，全彩色LED顯示屏在戶外廣告媒體中會越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓紅燈、磁翻板等產(chǎn)品，體育場館的顯示方面全彩色LED屏更會成為主流產(chǎn)品[2]。1.2

LED顯示屏概述1.2.1LED發(fā)光二極管LED發(fā)光二極管是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩局部組成，一局部是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個P-N結(jié)。當電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長也就是光的顏色，是由形成P-N結(jié)的材料決定的。50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的根本知識，第一個商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文lightemittingdiode〔發(fā)光二極管〕的縮寫，它的根本構(gòu)造是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。1.3主要設(shè)計容及技術(shù)指標1.3.1主要設(shè)計容1、用單片機AT89C51及LED點陣顯示器為核心器件，制作一個點陣式漢字電子顯示屏。2、完成電路原理圖、印制電路板設(shè)計、元器件采購、裝配及調(diào)試工作。3、完成該課題的程序設(shè)計、提交程序設(shè)計框圖及程序設(shè)計清單。4、完成硬件與軟件的綜合調(diào)試，能實現(xiàn)預(yù)定的功能和主要技術(shù)指標。1.3.2主要技術(shù)指標〔1〕點陣式顯示器能依次顯示4個漢字。〔2〕通過編程能夠隨時對漢字進展修改、調(diào)整。第2章硬件電路設(shè)計2.1電路的工作原理2.1.1硬件電路的設(shè)計原理圖2.1硬件電路設(shè)計框圖根據(jù)設(shè)計要求與設(shè)計思路，該硬件電路設(shè)計框圖如圖2.1所示：硬件電路構(gòu)造由7個局部組成：電源電路、時鐘電路、復(fù)位電路、AT89C51單片機、點陣顯示器陽極驅(qū)動電路、陰極驅(qū)動電路和16×16點陣顯示器電路。在單片機電路中， P0口作為I/O口，輸出行數(shù)據(jù)和控制信號。P1.0到P1.3口作為I/O口輸出列控制信號。選擇16片三極管8080作為16×16點陣LED顯示器的行驅(qū)動，16片三極管8550作為它的列驅(qū)動。圖2.2單片機控制的16×16LED顯示屏硬件原理圖2.1.216×16點陣LED顯示器漢字顯示的工作原理16×16點陣LED顯示器有兩種接線方式，即共陰極接法和共陽極接法。共陽極接法原理圖如圖2-3所示，圖中只畫出了4×4點陣的二極管。每一行發(fā)光二極管的陽極接在一起，有一個引出端r,每一列發(fā)光二極管的陰極接在一起，有一個引出端c。當給發(fā)光二極管陽極引出端加上一高電平，陰極引出端加上一低電平時，左上角的二極管點亮。因此，對行和列的電平進展掃描控制，可以到達顯示不同漢字的目的[3]。圖2.316×16點陣LED原理圖2.1.3控制電路的工作原理在單片機P0口會輸出一組數(shù)據(jù)來通過三極管8050控制16行，P1.0至P1.3通過由兩片74LS138構(gòu)成的4-16線譯碼器輸出列數(shù)據(jù)，并經(jīng)由三極管8550控制16列，每一列由兩個字節(jié)組成，數(shù)據(jù)分兩次送入，然后掃描一列，最終到達顯示漢字的目的。用控制電路來控制其電路的開場和完畢。2.1.4單片機電路的工作原理該電路采用AT89C51單片機最小化應(yīng)用設(shè)計，P0口作為I/O口，每輸入一組高電平時在單片機P0口就會輸出一組行數(shù)據(jù)和控制信號。每輸入一組低電平時在單片機的P1.0至P1.3口就輸出列控制信號，通過上下電平的轉(zhuǎn)換到達漢字顯示的目的。時鐘電路采用了兩個30皮法的電容和一個12MHz晶振。從而使顯示更準確、更好。2.2LED點陣顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計2.2.1顯示驅(qū)動局部LED點陣選用2*4模塊，每4塊排列成一個16*16的點陣，用于顯示一個漢字。點陣每一列的所有LED共陽極，每一列的所有LED共陰極。系統(tǒng)由單片機控制。行線用4個三極管8050驅(qū)動，將單片機P0口輸出的行選通信號作為三極管8050的輸入，可以得到16行的行值信號，如圖2.4所示。而列驅(qū)動局部則用兩個74LS138譯碼，將列選通信號作為兩個譯碼器地址輸入，可以得到16列的列值信號，如圖2.5所示。圖2.4行驅(qū)動電路圖2.5列驅(qū)動電路2.2.2LED點陣顯示方式LED點陣顯示方式由動態(tài)顯示和靜態(tài)顯示之分。靜態(tài)顯示只需在定時中斷處理程序中從顯示緩沖區(qū)調(diào)入相應(yīng)的一行顯示數(shù)據(jù)，然后選中該行即可實現(xiàn)該行的顯示，如此循環(huán)，便可顯示整個容。我設(shè)計的這個電路的顯示則采用逐行掃描方式，即動態(tài)顯示的方式。工作時，由單片機從緩沖區(qū)取出第一行需要顯示的8字節(jié)點陣數(shù)據(jù)，再由列點陣數(shù)據(jù)輸入端P0.0口按位依次串行輸入至列移位存放器，其數(shù)據(jù)輸入的順序與顯示容的順序相反。經(jīng)延時一段時間后再進展下一行點陣數(shù)據(jù)的顯示。需要注意的是，每次只能選通一行數(shù)據(jù)，即要通過不斷的逐行掃描來實現(xiàn)漢字或字符的顯示。采用這種方式的優(yōu)點是耗電少，本錢低，壽命長，但是也存在顯示亮度及容顯示穩(wěn)定的問題。根據(jù)視覺滯留原理，根據(jù)視覺滯留原理，每屏的完整的顯示時間應(yīng)控制在20ms之，即50Hz，人眼看上去才不會覺得閃爍。由于要掃描16行的點陣，所以每行的時間絕不能超過20ms÷16=1.25ms，同時也不是每行的掃描時間越短越好，因為LED的亮度同電流的大小和維持時間的長短有關(guān)[4]。LED點陣塊的單點靜態(tài)電流一般在10mA左右，由于占空比是1/16，所以單點的動態(tài)電流最大可以到達160mA。在維持時間恒定的情況下，電流越大〔不超過額定電流〕，點陣亮度也越亮，而在電流恒定的情況下，需要一段維持時間來保持亮度。試驗說明當輸入LED的電流為15mA時，維持時間至少需要1ms，否則LED呈微亮狀態(tài)。2.3LED點陣外圍電路2.3.1電源電路電路主要分為：變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個局部。電流進入電路，通過一個220V變9V的電源變壓器把220V的交流電壓變?yōu)?V的交流電壓，然后通過整流器把9V交流，功率為15W左右。變壓器次級線圈輸出的9V交流電壓經(jīng)過全橋QD2進展全波整流,C19濾波，LM7805穩(wěn)壓后，輸出穩(wěn)定的+5V直流工作電壓，如圖2.6所示。圖2.6電源電路復(fù)位電路89C51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實現(xiàn)的。AT89C51的復(fù)位引腳RST通過一個施密特觸發(fā)器與復(fù)位電路相連，施密特觸發(fā)器用來控制噪音，當在80C51單片機的RST引腳入高電平并保持2個機器周期時，單片機就執(zhí)行復(fù)位操作〔假設(shè)引腳持續(xù)保持高電平，單片機就處于循環(huán)復(fù)位狀態(tài)〕施密特觸發(fā)器的輸出電平由復(fù)位電路采樣一次，然后才能得到部復(fù)位操作所需要的信號。上電復(fù)位要求接通電源后，單片機自動實現(xiàn)復(fù)位操作。我采用的是按鈕復(fù)位—按鍵手動復(fù)位。按鍵手動復(fù)位由電平方式和脈沖方式兩種，我采用的是電平復(fù)位。電平復(fù)位是通過RET端經(jīng)電阻與電源VCC接通而實現(xiàn)的，如圖2.7電平復(fù)位所示。時鐘頻率取12MHZ,R1取1K，C1取10μF。圖2.7電平復(fù)位電路時鐘電路89C51單片機的時鐘信號通常有兩種方式產(chǎn)生：一是部時鐘方式，二是外部時鐘方式。采用部時鐘方式:89C51單片機各功能的運行都是以時鐘控制信號為基準、有條不紊的工作。因此，時鐘頻率直接影響單片機的速度，始終電路的質(zhì)量也直接影響單片機系統(tǒng)的穩(wěn)定性。89C51部有一個用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反相放大器的輸入端為芯片引腳*TAL1,輸出端為引腳*TAL2[5]。這兩個引腳跨接石英晶體振蕩器〔簡稱晶振〕和微調(diào)電容，就構(gòu)成一個穩(wěn)定的自激振蕩器，如圖3時鐘電路所示，是89C51部時鐘方式的振蕩器電路。電路中的電容C3、C2典型值通常選擇30pF,對外接電容雖然沒有嚴格要求，但電容的大小會影響振蕩器頻率的上下、振蕩器穩(wěn)定性和起振的快速性。晶振的頻率越高，則系統(tǒng)的時鐘頻率也就越高，單片機的運行速度也越快，所以我選用的晶振是12MHZ晶振。晶振為12MHZ時的機器周期的計算：一個機器周期=12個振蕩周期，時鐘頻率f=1/T,一個機器周期=1/T*12,假設(shè)晶振=12MHZ,一個機器周期=1/12M*12=1μS外部時鐘方式時把外部已有的時鐘信號引入到單片機,此方式常用與多片80C51單片機同時工作,以便各單片機的同步。圖2.8時鐘電路2.416*16LED點陣顯示屏硬件電路圖由以上分析可得出我所設(shè)計的點陣顯示屏硬件電路圖，此硬件電路圖以89C51單片機為核心，輔以外圍電路連接到16*16LED點陣顯示屏上，如圖2.9所示。圖2.916*16LED點陣顯示屏硬件電路圖第3章軟件電路設(shè)計3.1軟件系統(tǒng)程序可以實現(xiàn)與計算機的通信，可非常方便地任意修改所要顯示的漢字；并使顯示屏可固定、平移地顯示漢字。程序中將數(shù)據(jù)存儲器分為三個區(qū)：顯示緩沖區(qū)，數(shù)據(jù)存儲區(qū)和接收緩沖區(qū)。單片機通過部程序傳來的數(shù)據(jù)〔包括顯示容，顯示方式和顯示狀態(tài)〕暫時放在接收緩沖區(qū)，處理后放入數(shù)據(jù)存儲區(qū)保存，然后再根據(jù)顯示方式從數(shù)據(jù)存儲區(qū)中讀出數(shù)據(jù)放入顯示緩沖區(qū)用于顯示。顯示方式的實現(xiàn)取決于數(shù)據(jù)放入顯示緩沖區(qū)的順序，左移使從數(shù)據(jù)存儲區(qū)取出一位數(shù)放入顯示緩沖區(qū)，上移使每次取出一行數(shù)據(jù)放到緩沖區(qū)，時間顯示時先把實時時鐘的數(shù)據(jù)放到顯示緩沖區(qū)，顯示時并不識別顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)，只是依次從顯示緩沖區(qū)提取數(shù)據(jù)向顯示屏發(fā)送并送入相應(yīng)的鎖存消隱和行值信號，完成掃描。3.2程序流程圖3.2.1主程序流程圖圖3.1主程序流程圖3.2.2顯示程序流程圖圖3.2顯示程序流程圖3.3漢字動態(tài)編碼的具體實現(xiàn)漢字識別漢字在PC機的存儲和處理是用機碼來實現(xiàn)的。每個漢字的機碼是唯一的，由2個字節(jié)組成，分區(qū)碼和位碼，為了和西文的ASCII碼有區(qū)別，漢字機碼的區(qū)碼和位碼的取值都大于0A0H。我們要處理的源程序文件都是文本文件，存儲的都是西文字符、控制符的ASCII碼和中文字符的機碼，當掃描到文件于0A0H的字節(jié)容時，即可判斷該字節(jié)是漢字機碼的1個字節(jié)，而且肯定是成對出現(xiàn)，第1個字節(jié)是區(qū)別，第2個字節(jié)是位碼，都大于0A0H，否則出錯。在C和匯編程序中表示字符的方式有所不同，但最終字符在文件中的存儲格式是一樣的。3.3.2建立編碼字典編碼字典是在掃描的同時逐步建立起來的，每掃描到一個漢字〔包括全角符號〕，即與字典中已有的字符進展比擬，如沒有重復(fù)，是新的字符就順序存入字典，否則繼續(xù)掃描，直至文件結(jié)屬。由于每個字符都是從尾部添加的，它們的序號也是依次遞增的，根據(jù)序號就可以進展動態(tài)編碼了。由于顯示的漢字一般都得在256個以上，即使進展動態(tài)編碼，也需要用2字節(jié)編碼來實現(xiàn)。以MCS51系列單片機和16×16點陣漢字做一優(yōu)化編碼例如：8051的地址指針DPTR是16位指針，由高、低2字節(jié)指針DPH、DPL組合而成，如果將存儲器按0FFH〔256〕字節(jié)分布，修改DPH即可直接尋址到任一頁，修改DPL可尋址該頁的任一字節(jié)。一個16×16點陣漢字的字模是32字節(jié)大小，每頁存儲器正好能容納8個漢字字模。可以優(yōu)化設(shè)計動態(tài)編碼的高字節(jié)指向字模的頁地址〔DPH〕，低字節(jié)指向字模在該頁的首地址〔DPL〕。考慮地址空間的有效分配，將字庫的地址放在0A000H以后〔程序或數(shù)據(jù)存儲器均可〕，動態(tài)編碼的高字節(jié)要加上地址有效分配，將字庫的地址放在0A000H以后〔程序或數(shù)據(jù)存儲器均可〕，動態(tài)編碼的高字節(jié)要加上地址的頁偏移量〔大于等于0A0H〕；考慮漢字與西文字符的區(qū)別，動態(tài)編碼的低字節(jié)也需要加上一個大于或等于0A0H的偏移量。設(shè)*漢字在編碼字典中的序號為Num，則該漢字的動態(tài)編碼為：

動態(tài)編碼高字節(jié)=頁偏移量+Num/8

動態(tài)編碼低字節(jié)=偏移量+(Num%8)×32

偏移量一般可設(shè)為0A0H。當單片機顯示*個漢字時，只需將其動態(tài)編碼的高字節(jié)送DPH，低字節(jié)減0A0H后送DPL，即可得到對應(yīng)字模的地址指針。3.3.3提取字模、建立動態(tài)字庫

漢字機碼與點陣字庫的詳細關(guān)系可參考有關(guān)資料，它們存在如下聯(lián)系：

字模首地址=〔〔機碼高字節(jié)-1〕×94+〔機碼低字節(jié)-1〕〕×N

注：N為一個漢字點陣字模的字節(jié)數(shù)。按照編碼字典容，根據(jù)字模首地址，依次取出漢字字模，順序?qū)懭胍粋€二進制文件，即建成動態(tài)字庫〔其它方法略〕，用燒錄器寫入EPROM，就可以使用了。編碼改寫機碼是PC機識別處理漢字用的，單片機只能處理我們建立起來的動態(tài)編碼，還得把程序中漢字的僅機碼根據(jù)編碼字典改成對應(yīng)的動態(tài)編碼才行。由于在編寫源程序的文本編輯器中看到的是經(jīng)過系統(tǒng)處理過的字節(jié)，看不到漢字的機碼，也無法對其進展改寫。根據(jù)"漢字識別"一節(jié)所述，不經(jīng)過文本編輯器，直接將動態(tài)編碼〔十六進制數(shù)〕定改磁盤文件對應(yīng)位置即可，但是處理過后的漢字在文本編輯器里會顯示出亂碼。提取漢字的軟件設(shè)計及實現(xiàn)由于二進制方式訪問文件可以直接查看文件中指定的字節(jié)，而且二進制方式也是唯一支持用戶到文件的任何位置讀寫任意長度數(shù)據(jù)的方法，因而以二進制方式翻開漢字字庫文件是最適宜的。而且程序也支持西文字符的現(xiàn)實，顯示時也讓其占用一個漢字的空間，流程圖如圖3.2所示。圖3.3漢字點陣的提取3.4LED點陣顯示屏顯示字符原理以下圖所示為單基色8*8的點陣屏部構(gòu)造圖：從構(gòu)造上可知，它的每一列共用一根列線，每一行共用一根行線。當相應(yīng)的行接高電平，列接低電平時，對應(yīng)的發(fā)光二極管被點亮。通常情況下，一塊從構(gòu)造上可知，它的每一列共用一根列線，每一行共用一根行線。當相應(yīng)的行接高電平，列接低電平時，對應(yīng)的發(fā)光二極管被點亮。通常情況下，一塊8*8像素的LED顯示屏是不能用來顯示一個漢字的，因此，按照其原理構(gòu)造進展擴展為16*16，就足以顯示一個完整的漢字。在顯示過程中，多采用掃描方式，利用人的視覺暫停效應(yīng)，只要刷新速率不小于25幀/秒，就不會有閃爍的感覺。

從構(gòu)造上可知，它的每一列共用一根列線，每一行共用一根行線。當相應(yīng)的行接高電平，列接低電平時，對應(yīng)的發(fā)光二極管被點亮。通常情況下，一塊

從構(gòu)造上可知，它的每一列共用一根列線，每一行共用一根行線。當相應(yīng)的行接高電平，列接低電平時，對應(yīng)的發(fā)光二極管被點亮。通常情況下，一塊8*8像素的LED顯示屏是不能用來顯示一個漢字的，因此，按照其原理構(gòu)造進展擴展為16*16，就足以顯示一個完整的漢字。在顯示過程中，多采用掃描方式，利用人的視覺暫停效應(yīng)，只要刷新速率不小于25幀/秒，就不會有閃爍的感覺。3.5程序清單本次設(shè)計是利用AT89C51芯片,通過單片機C語言編制程序,實現(xiàn)了單字左移的功能，一共顯示兩個漢字，并將兩個漢字的字庫存在單片機的程序，使這兩漢字在LED點陣顯示屏上得以顯示并左移，其程序如下：#include<reg51.h>

#defineucharunsignedchar

#defineuintunsignedint

#definespeed=8//移動的速度//uintcodete*t[]={

0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,

0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,//*-------------------------------*//0*04,0*00,0*04,0*01,0*04,0*02,0*04,0*04,0*04,0*08,0*04,0*30,0*05,0*C0,0*FE,0*00,

0*05,0*80,0*04,0*60,0*04,0*10,0*04,0*0C,0*04,0*06,0*04,0*03,0*04,0*02,0*00,0*00,//*---------------大----------------*//0*00,0*40,0*01,0*90,0*7F,0*10,0*55,0*10,0*95,0*50,0*01,0*54,0*55,0*52,0*29,0*51,

0*55,0*5E,0*01,0*70,0*55,0*50,0*55,0*10,0*7F,0*50,0*01,0*90,0*01,0*10,0*00,0*00,//*---------------學(xué)----------------*//0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,

0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00,0*00//*-------------------------------*//};ucharcodea[]={0*ff,0*fe,0*fd,0*fc,0*fb,0*fa,0*f9,0*f8,

0*f7,0*f6,0*f5,0*f4,0*f3,0*f2,0*f1,0*f0};//*定義列掃描信號*//voiddelay(uintz)//*延時*//

{uinti,j;

for(i=z;i>0;i--)

for(j=50;j>0;j--);

}

voidmain()

{uintj,m,n;uchari,s;

while(1)

{for(j=0;j<64;j++)//總共4*16個字型//

{for(s=0;s<speed;s++)//每個字型停留的時間//

{for(i=0;i<16;i++)//掃描的次數(shù)//

{if(i<j)

{P1=a[i];//送入列掃描信號//

P0=te*t[2*j-2*i-2];//i<j時的行掃描數(shù)據(jù)//

m=2*j-2*i-2;

m++;

P2=te*t[m];

}

else{P1=a[i];

P0=te*t[30+2*j-2*i];//i>=j時的行掃描輸出//

n=30+2*j-2*i;

n++;

P2=te*t[n];}

delay(2);

P0=0*00;//去除屏幕防止拖尾//

P2=0*00;

}

}

}

}

}第四章結(jié)果調(diào)試與討論4.1故障分析因為軟件設(shè)計局部我在實習(xí)期間就已經(jīng)完成，所以焊接及其調(diào)試是本次設(shè)計我最關(guān)心和重視的一局部。這局部的制作花費了我大局部的時間。本章就重點來介紹硬件制作的過程及其遇到的問題與覺得有待改良的地方。在焊接過程中出現(xiàn)了很多的問題，如：虛焊、假焊、搭焊、拉尖、沙眼、氣泡和引腳的焊錫碰到了導(dǎo)線引起的短路等等。這些都需要細心的檢測和調(diào)試以后才能使用，所以在調(diào)試之前要對板子上所有的元器件進展檢查，導(dǎo)線與焊點的檢測：制作完板子，焊上插槽后要檢查導(dǎo)線是否導(dǎo)通以及是否有虛焊，這可以借助5V電源和萬用表來測量，元器件的引腳上已經(jīng)焊好了焊錫，但是如果你用萬用表測量他的引腳和旁邊的導(dǎo)線，有時你會發(fā)現(xiàn)本來該導(dǎo)通的，卻不導(dǎo)通，這有可能是虛焊，這是我們新手經(jīng)常出現(xiàn)的問題。以下是我各局部碰到的問題的分析：一、電路的焊接在買好元器件后,為了平安起見,我把每一個不管大小元器件都認真的檢測了一下,在確保好的的情況下,安裝到通用板上,由于電路板上焊接的空間比擬小,致使我在焊接的過程中出了點小問題,通過萬用表的檢測,發(fā)現(xiàn)中間有局部接頭短路了，還存在虛焊和搭焊等問題，經(jīng)過復(fù)查、檢測，電路根本正常。二、LED點陣數(shù)碼管顯示錯誤分析在16×16LED顯示屏的制作中，我遇到了很大的問題。首先，電子器材市場上根本就沒有16×16的顯示片，只能有4片8×8的顯示片拼成16×16的。其次，買到的8×8的和書本上介紹的有很大的區(qū)別！共陰極端和和共陽極端不是在同一端，必須用萬用表一個腳一個腳的檢測。這樣就給連線和焊接帶來很大的麻煩。導(dǎo)致在軟硬件調(diào)試過程中，出現(xiàn)有好多點不亮的現(xiàn)象，最后檢測出是焊接出現(xiàn)了假焊和搭焊的現(xiàn)象。三、延時程序分析在設(shè)計電路中，結(jié)果是通過LED顯示屏顯示實現(xiàn)的。程序設(shè)計屏幕的顯示順序是從左到右，先下后上，一列一列的掃描過去。在開場調(diào)試時，由于延時程序時間設(shè)定的太短，導(dǎo)致每一個字一閃即逝，并有閃爍現(xiàn)象，根本看不清楚。通過不斷的調(diào)整、調(diào)試，最后確定。4.2電路的顯示誤差討論綜合分析可以知道在測試電路的過程中可能帶來的誤差因素有：1、LED顯示片本身就存在有的點不亮的現(xiàn)象。2、焊接中使用的線質(zhì)量太差，可能存在中連續(xù)開的現(xiàn)象，導(dǎo)致點無法被電亮。3、由于每個點上都有多個線頭且每個點相隔很近，存在拉尖，搭焊現(xiàn)象。可以通過以下的方法去改良此電路：1、使用萬用表檢和5V電源測每個點，查看有無搭焊、虛焊、短路現(xiàn)象。2、接上5V電源，用一根導(dǎo)線一列一列的點亮，查出每一列中不亮的點。3、把存在問題的導(dǎo)線換掉，重新焊接上新線。結(jié)論一個半月的畢業(yè)設(shè)計就要完畢了，意味著大學(xué)生活也將完畢了。在這次的畢業(yè)設(shè)計中，我對單片機匯編語言和硬件的設(shè)計有了很深的學(xué)習(xí)和理解，原理圖的設(shè)計，元器件的焊接等根本方法得到進一步的掌握，也對LED顯示屏有了進一步的認識。通過本次設(shè)計，讓我更進一步的了解到LED顯示的工作原理以及它的要求和性能指標，也讓我認識到在此次設(shè)計電路中所存在的問題，而通過不斷的努力去解決這些問題。在解決設(shè)計問題的同時自己也在其中有所收獲，我們這次設(shè)計的這個LED顯示屏，以時鐘電路和復(fù)位電路為控制電路，以單片機AT89C51為控制核心，兩個驅(qū)動電路分別控制行信號和列信號，驅(qū)動LED顯示屏的漢字顯示。在設(shè)計此電路的時候，由于時間比擬短的原因，我付出了很大的努力，最終完成了此電路，但距離一個完全實用的，能完全符合市場需求的顯示系統(tǒng)還有一定的差距。因此，在以后的研制過程中，還需要做大量的工作，比方：〔1〕

在系統(tǒng)抗干擾方面，都還必須在工作現(xiàn)場根據(jù)時間情況進展大量的實驗、數(shù)據(jù)分析，才能最終實現(xiàn)LED顯示系統(tǒng)的可靠工作。〔2〕在增強圖文屏顯示效果上，可使用雙色或多色顯示屏，以滿足顯示更加豐富多彩的圖形和文字。〔3〕

可將顯示屏接如網(wǎng)絡(luò)，每一個LED顯示器可作為一個網(wǎng)絡(luò)節(jié)點，用一個主機來維護。致在這里，我首先感我的指導(dǎo)教師于洪亮教師在這段時間里對我的關(guān)心和指導(dǎo)，從剛開場選題到中期的硬件設(shè)計、軟件編寫和后期的檢查工作，他都能在第一時間通知我們，協(xié)助我們力求把每件事盡量做到最好，使我在制作的過程中，對原理圖以及硬件的設(shè)計有了很深的理解，對現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的51系列單片機的設(shè)計已能初步掌握，在軟件編寫和硬件設(shè)計及論文的撰寫的過程中也給予我很大的幫助。同時在創(chuàng)作的過程中，許多同學(xué)給予了本人親切的關(guān)心和熱心的幫助。在這短短一個半月里，我覺的自己的收獲很大，不僅僅專業(yè)知識得到進一步的穩(wěn)固，而且使我懂得了理論結(jié)合實踐的重要性。參考文獻[1]修文.實用電子電路設(shè)計制作300例[M].:中國電力,2004.[2]游華.大屏幕圖文動畫顯示屏系統(tǒng)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，1994(8).[3]諸昌矜.LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù)[M].:電子科技大學(xué),2000.[4]王科峰.組件式大型LED電子顯示屏[J].電子技術(shù)，1991(2).[5]何立民.單片機應(yīng)用技術(shù)選編[M].:航空航天大學(xué),1999.[6]毅剛等.MCS-51單片機應(yīng)用技術(shù)[M].工業(yè)大學(xué)，1997[7]AnalogDeviceCorp.Data-AcquisitionDatabook,1991[8]凱等.MCS-51單片機綜合系統(tǒng)及其設(shè)計開發(fā)[M].科學(xué)，1996附錄AAT89C51簡稱89C51,是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器〔FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory〕的低電壓，高性能CMOS8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案[6]。所有的MCS-51系列單片機都有一個一樣的8位微處理器CPU，它由算術(shù)邏輯運算部件ALU、布爾處理器、控制器和工作存放器組成。89C51芯片的各引腳功能如下：GND接地Vcc接電源P0.0-0.78位漏級開路雙向I/O口P2.0-2.7部上拉電阻的8位雙向I/O口P1.0-1.7部上拉電阻的8位雙向I/O口P3.0-3.7部上拉電阻的8位雙向I/O口特殊功能引腳：MOSI，MISO，SCK〔P1.5，P1.6，P1.7〕用于ISP編程R*D〔P3.0〕串行輸入口T*D(P3.1)串行輸出口WR(P3.6〕外部數(shù)據(jù)存儲器寫信號RD(P3.7〕外部數(shù)據(jù)存儲器讀信號T0(P3.4)定時器0外部輸入T1(P3.5)定時器1外部輸入INT0(P3.3)外部中斷0INT1(P3.2)外部中斷1RST復(fù)位ALE地址鎖存使能EA/Vpp外部尋址使能/可編程電壓PSEN程序存儲器使能*TAL1反向振蕩放大器的輸入及部時鐘工作電路的輸入*TAL2來自反向振蕩器的輸出附錄BApplicationofsingle-chiptimerandtheerrorcorrectedAbstract:mcs-51single-chiptimerandusetheprincipleofafewkeyissueswerediscussed,giventheuseoftimersanderrorpensationmethodoftherealizationoftheprocedure.1IntroductionMcs-51timerisaveryimportantsingle-chipponentofthesinglechipbecauseofitsapplicationsandotherhardware-related,thereisacertaindegreeofple*ity.Thetimerisasingle-chipsolutiontocertaintypesofapplicationsthemostple*methodsfortheeffectiveapplicationofaverywiderange.Withtheincreaseinrequestsfromtimetotimeintheregularprocessbroughtaboutbytheneedforcorrectionoferror,thisarticleonthemcs-51methodandtheuseofsingle-chiperrorcorrectionmethodisdiscussedandgivengeneralalgorithmsandprocedures.2timersettingsandmethodsofworkmcs-51singlechiphastwoindependenttimers,eachtimerhasfourkindsofroadwork(0~3),way0isthestructureof13counts,allcountersfromthethand8low-tlconstitute5;thewayisastructureof16counts,countersthandtlfromalleightwereposedof16;Mode2isthewaythestructureofeightcounts,countersbytl8bitofthewaywithotherdifferenceisthatwhenthetimeroverflowwhenhardwareautomaticallyloadthvaluetl,thefunctionautomatically.Thefirstthreework,twotimersettingsandusee*actlythesame,butinthewayofwork3,thetwotimersareverydifferent,0Roadtimercanonlyworkinthewayof3,1Roadtimercanonlyworkinthewayof0~2,3intheworks,thetimer0roadsplitintotwoseparate8-bitcountertl0withth1,Road,where0-bittimerofthecontrolsignalsandpintl0go,socanonlydosimpleth0timeruse,theircontroltakeupa1-bittimercontroloftheroad,andiftheroadTimer0inmode3,Timer1asaresultofthewaysothattheircontrolofaplace,usuallyasaserialportbaudrategenerator.Worktimersettingstmodchoosemainlydependsonthevalueofregister,itsmembersaredefinedasfollows:rankb7b6b5b4b3b2b1b0-bitsymbolsgatec/tm1m0gatec/tm1m0Which,b0~b3usedtocontrolTimer0Road,b4~b7Roadusedtocontrolatimer.gategatedbitforbit,themainwaytostartthetimertodetermineifgate=0,thenbytr0(tr1)placetostarton/offtimer,ifgate=1,whileoutsidetheinterruptrequestsignal(int0orint1)tostarttimingbrowser.c/t-bitcountforthetimingandchoiceofplace,c/t=0fortheregularway,c/t=1tocountway.m0,m1choicefortheworkplacem1m0=00ways0m1m0=10Mode2m1m0=01ways1m1m0=11means3Selecttimerwork,shouldbeinaccordancewiththeaboveprovisionstobeincorporatedintothecorrespondingregisterintmodfew,suchassetting0intheregularwaytimermode0,1roadworkinthewayofatimer,itistheapplicationofthefollowinginstructionset:movtmod,#10h3timercountingapproachandcalculationofinitialvaluemcs-51singlechipusingthetimercountvalueintheworkfromtimetotime,thestarttimer,eachcpumachinecycleautomaticallytotheappropriatehardwarecounters1,untilthecorrespondingcounterbeyondthema*imumthatcanoccurtimeroverflow,thehardwareautomaticallytf0(tf1)digitalhome,userscanquerytf0(tf1)bittodeterminewhethertheoverflowfromtimetotime,ifatthispointinterruptedfromtimetotimeintheopen,willleadtothecorrespondinginterruptfromtimetotime,mcs-51inresponsetodisruption,accordingtothecorrespondinginterruptaddress(0roadregularlyinterruptedinterruptedentranceislocatedat000b,1Road001b)theimplementationofinterrupthandlingprocedures.Regularprogramming,therearetwobasicways,awaytoquerythewayyoustarttoclosefromtimetotimewhenthecorrespondinginterruptfromtimetotime,andthenthecycledetectiontf0(tf1)correspondingprocessing;anotherwayfortheinterruptionofthewayfromtimetotimewhentostartopeninguptheappropriatetiminginterruption,andwilldealwithoverflowfromtimetotimefortheinterruptionofprogrammingproceduresadoptedintheformofdisruptioninthecorrespondingentries(000b,001b)Jumptoplaceordersregularlyoverflowintotheprocess.Theworkoftheselectedtimermode,thetimeroverflowtimeoftheinitialvalueonlydependsonthecounter,dependingontheapplicationneedtodeterminehowtocountertheinitialvalue,thetimerisalsoanimportantissueintheapplication.Assumedthatthesingle-chipmachinecyclefork0,selectedfromtimetotimeforthen-bitcountermode,thetimingtoachievethelengthoftimefort,are:(2n-*)k0=t(1)Oneoftheinitialvalue*forthecounter,accordingto1canbecalculatedinitialvalue*asfollows:*=2n-(t/k0)(2)4Timer'sprogrammingstepgatherswiththegeneralroutinewhicheachstepgathers.Thetimermainlydividesintothefollowingseveralstepsusingtheprogrammingtogather.4.1Thestep1basisfi*edtimerequeststoaskthecountingstartingvalue*.Firstaccordingtomonolithicintegratedcircuitclockratefdeterminationmonolithicintegratedcircuitmachinecyclek0,namely:k0=12/fs(3)Inthepracticalapplication,monolithicintegratedcircuitclockratefisgenerally6mhzor12mhz,thereforethemonolithicintegratedcircuitmachinecyclek0=2μsor1μs,thenbasisdesignation'sworkingdeterminationcounterfiguren,obtainedk0andnsubstitutiontype2,e*tractsthecountingstartingvalue*,andaccordingtothecountingwaywhichchooses*valuedividesentersth0(th1)andtl0(tl1).4.2Step2initializationprocedurestoprepareInitializationproceduresandthewayofregularprogramming,interruptinitializationprocedureisasfollows(RoadTimer0asane*ample):movtmod,#n(regularworkrequirements)movth0,#n1(setcounterlow)movtl1,#n2(counterhighsettings)setbea(openinterruption)setbet0(openregularlyinterrupted0)setbtr0(starttiming)Queryinitializationprocedureisasfollows:movtmod,#n(regularworkrequirements)movth0,#n1(setcounterlow)movtl1,#n2(counterhighsettings)clret0(openregularlyinterrupted0)setbtr0(starttiming)One#n1and#n2and*oftheinitialcount,ifweadoptthewayof2,#n1=#n2,initializationproceduresareallthewaytoTimer0asane*ample,ifaroadtimer,itwillprocessbitregisterandcontrolthesubscript1to0.4.3Step3preparationprocessfromtimetotimeInterrupthandlingproceduresareasfollows:org000bjmpb1b1:clreamovth0,#n1movth1,#n2ParagraphstatementfromtimetotimetodealwithretiAmongthem,thetimer0forRoad000b,ifthetimerfor1Road001b,ifthetimer2intheway,youdonotneedtoth0,th1re-assignment.Queryprocessisasfollows:l1:ctf0,lo1sjmpl1lo1:movth0,#n1movth1,#n2Paragraphstatementfromtimetotimetodealwithsjmpl15TimingErrorCalibrationAstheMCUmachinecyclefor1μs~2μs,timingerrorsshouldnormallybewithin0μs~20μs,forgeneralapplication,thiserrorcanbeignored,buttherequirementsforhigheraccuracyapplications,theerrormustbecorrected[7].Fromtimetotimeaftertheerrorisregularlyoverflowintotheimplementationofparagraphstatementfromtimetotimetodealwiththeamountoftimespentbetween,thistimemainlybytheoverflowfromtimetotimeintotheabovestatementfromtimetotimetodealwiththeneedtoimplementtheinstructionsorhardwareprocess.Timingerrorcalibrationprincipleissimple:torespondintimetotimeafterthespill,stopthetimercount,readoutatthetimeofvalue(whichreflectsthetimingofthedelayedresponsetime),andthenpletethetaske*ecutiontimeoftheprogramsegmentintoaccount,asamendedfromtimetotimeinitialcorrectionfactor,thefollowingproceduresinordertointerruptthetreatmentaboveasane*ample:clreaclrtr1clrcmova,#n0clrtr0subba,tl0subba,#08movtl0,amova,#n1subba,th0movth0,asetbtr0ParagraphstatementfromtimetotimetodealwithretiAsaresultoftheimplementationofdirectivesfromtheclrtr0(stopcounting)tothemandsetbtr0(re-opencount)mandtobebetween8machinecycles,thisconsumptionshouldbetakenintoaccount.Theaboveprocedurewillreducethetimingerrorsinamachinecycle.單片機定時器的應(yīng)用與誤差糾正摘要：對mcs-51單片機定時器的原理與使用中的幾個關(guān)鍵問題進展了討論，給出定時器的使用方法與誤差補償方法，并給出了實現(xiàn)程序。1前言定時器是mcs-51單片機非常重要的組成局部，由于其應(yīng)用與單片機的其他硬件相關(guān)，存在著一定的復(fù)雜性。而定時器是單片機應(yīng)用中解決*類復(fù)雜問題的最有為效的方法，應(yīng)用非常廣泛。隨著定時要求的提高，在定時處理過程中所帶來的誤差需要校正，本文就mcs-51單片機的使用方法與誤差校正方法進展了討論，并給出通用算法與程序。2定時器工作方式與方式設(shè)置mcs-51單片機有兩路獨立的定時器，每路定時器有4種工作方式〔0～3〕，方式0是