论文总字数：21815字

摘 要

在这个日新月异,科技进步和飞速发展的时代,随着现代社会人们生活质量和水平的不断改善,所以我们生活的环境也越来越漂亮。在大街上，我们随处可见耀眼的LED灯牌，散发这五颜六色的光芒。在肯德基的门口、大型商场外面投放的巨屏电影显示屏，以及在我们生活中常见的红绿灯等等，各种LED灯应接不暇。之所以LED灯这么受大家喜爱，不仅仅是因为它具备很多优点，而且它的价格也十分低廉。本文主要打算通过设计一个基于51单片机然后用4块8×8点阵屏组合而成的16×16点阵屏实现汉字显示。在硬件电路上我们首选选用AT89C51单片机作为本次设计的核心，其次选用74HC595来构成我们的行驱动电路，74HC138构成列驱动电路以及4块8×8的点阵屏。而对于软件部分，我们采用Proteus软件来完成电路仿真并测试结果^[1]。先采用软件进行仿真可以很大程度上帮助我们节约成本，可以不断试错。对于各种实物硬件的开发都有很大的实用价值。

关键词： 单片机； LED； 点阵显示；

Led small strip screen display based on single chip microcomputer

Abstract

  In this era of rapid development, scientific and technological progress and rapid development, with the continuous improvement of the quality and level of life of people in modern society, the environment in which we live is becoming more and more beautiful. On the street, we can see dazzling LED lights everywhere, emitting this colorful light. At the door of KFC, the giant screen movie display outside the large shopping mall, and the traffic lights that are common in our lives, etc., all kinds of LED lights are overwhelmed. The reason why LED lights are so popular with everyone is not only because it has many advantages, but also because its price is very low. This paper mainly intends to realize Chinese character display by designing a 16 * 16 dot matrix screen based on 51 single chip microcomputer and then combining 4 8 * 8 dot matrix screens.In the hardware circuit, we choose at89c51 single chip microcomputer as the core of this design, followed by 74hc595 to form our row driver circuit, 74hc138 to form column driver circuit and 4 8 * 8 dot matrix screen. For the software part, we use Proteus software to complete the circuit simulation and test the results. Using software for simulation can help us save costs to a large extent, and we can continue to try and make mistakes. It has great practical value for the development of various physical hardware.  

Keywords: single chip microcomputer; LED; dot matrix display 

目 录

第一章 绪 论 4

1.1 设计课题背景知识 4

1.1.1 单片机 4

1.1.2 LED 4

1.2 设计课题研究意义 5

1.3 设计课题主要内容 5

第二章 系统总体设计 7

2.1 方案选择 7

2.2 模块选型 8

2.2.1 单片机模块 8

2.2.2 行驱动器模块 9

2.2.3 列驱动器模块 10

2.2.4 点阵屏模块 10

第三章 硬件电路设计 12

3.1 单片机最小电路设计 12

3.1.1 晶振电路 12

3.1.2 复位电路 13

3.2 行驱动器电路 13

3.3 列驱动电路 14

3.4 点阵屏模块设计 14

3.5串口通信电路设计 15

第四章 软件程序设计 17

4.1 软件总体设计思路 17

4.2模块设计 17

4.2.1 点阵屏模块 17

4.2.2 显示模块 18

4.2.3 按键模块 19

4.2.4 字模模块 20

第五章 结论与展望 24

5.1 心得体会 24

5.2 数据展示 24

5.2.1 硬件电路图 24

5.2.2 实物结果图 25

5.2.3 软件仿真图 26

致 谢 30

参考文献 31

第一章 绪 论

1.1 设计课题背景知识

1.1.1 单片机

单片计算机也被我们称之为小型单片微编程控制器,它本身并非仅仅是一种一个可以直接完成特定的电脑逻辑硬件作业系统功能的小型单片计算机微控芯片,而是将一个单台电脑或者一台计算机的各个硬件操作系统都直接集成在一个微控芯片上。相当于一个微型电子计算机,与其他电脑设备相比,单片机仅仅因为缺少一个i/o设备。可以概括地定义来说:一块新的芯片也就已经变成了一台平板电脑。其产品体积小、质量轻、价格低廉、为提供人们平时进行技术学习、运用及产品开发相关工作所需要带来的方便创造条件。同时,学习和研究运用数控单片机也是人们了解现代计算机的一些基本原理和系统结构的一种最佳科学选择。在如今人们日常工作生产生活中的许多各个地方方平面面我们都已经开始可以清晰看到一台智能单片机的各种踪迹,例如各种智能化的计量仪表、实时化的工控、通信电子设备、导航系统、家用电器等。单片机的定位技术稳步发展首先需要经历4位,8位,16位和32位。8位数字单片控主机由于其控制功能强,被广泛应用于监控工业生产过程质量控制、智能接口、仪器仪表示意图等各个领域,8位数字单片控主机目前在中、小型和大规模的监控应用行业场合仍然一直处于长期占据绝对主流的应用地位,代表着该系列产品和数位单片机未来应用发展的各个方向,在这些应用领域中已经开始发挥了越来越重要的主导作用。80年代早期,INTEL公司已经开始大量推出8位元的MCS-51系列射频单片机,而现在以及已经逐步发展到成为速度达到300m的高速射频单片机。单片机的产品质量和使用寿命非常长,主要是指两个重要方面:单片机自动化开发的产品具备良好的运动稳定性及较长的寿命,并且可以保持很长的时间内稳定地运行10年或者20多年;与微处理器相比具备较长的寿命。随着近几年半导体技术的不断进步MPU更新换代的速度不断加快,部分已经成功投入上市,同时老化中小型CPU 核心也将随着I/O 模块的应用而不断地增加和丰富,生存周期较长^[2]。随着一些新型号如CPUU等产品的不断问世,单片机的应用领域也开始得到了不断的的拓宽,用户的专业选择应用空间也陆续不断增多。目前看来我国数位单片机的主要发展趋势之一是也便是32位、16位和8位系列单片机共同同步发展。最初的位数单片发电机主要部件开始工作时间大约是从8位位数开始的,随着现代多媒体通信技术、互联网通信技术和现代移动通信等信息技术的不断进步,32位数的单片发电机逐渐发展得以快速发展。比如32位的首款CPU单片机Mororola68k曾经就已经成功实现过八千万枚的全球市场规模销量,而16位中的CPU系列单片机的快速发展从样品产量和销售品种两种不同层面上来说也已经有着巨大的速度提高和不断进步,呈现出一种快速增长的发展态势。同样值得一提的是单片机的运行速度。MUP发展过程中的主要特点就是不断地提升速度,主要特点就是以时钟信号频率作为主要指标,时钟信号频率也随之逐步增高。但是由于单片机与MUP存在着一定差异,为了进一步地提升单片机的抗干扰能力,减少对噪音的影响,单片机在发展的过程中逐步开始从减少时钟信号频率的考虑入手,为此我们不惜减少或者降低其运算效率。从单片机内部控制系统的角度出发,改变内部时序,在不断地提升时钟信号频率的前提下^[3],进一步加快了单片机的工作量和运算速度。

1.1.2 LED

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