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工程实训（三）课题设计

LED点阵显示屏设计 LED点阵显示屏通过编程控制可以显示中英文字符、图形及视频动态图形,广泛用于指示、广告、宣传等领域,如车站、机场的运行时刻报告牌;商店的广告牌;证券、运动场馆的指示牌等。 1、项目任务 使用80C51单片机与两片8x8点阵显示器,设计一个点阵显示屏,能显示汉字及简单的图形。 项目要求: 1)显示稳定无闪烁。 2)程序设计中,要使文字或图形运动。 2、项目分析 LED点阵显示器有多个品种可供选择,按显示的颜色可分为单色、双色、三色等;按发光亮度可分为普通亮度、高亮度、超高亮度等。一块LED点阵块的LED数量可有4×4(即4列4行)、5×7、5×8、8x8等规格;点阵中单个ILED的直径常用的有1.9mm3mm、3.7mm、4.8mm、5mm、7.62mm、10mm、20mm等。 图1为8x8LED点阵显示器外观及排列示意图,共有64个LED发光二极管排列在一起。若需更大规模的LED点阵,只需将多个点阵块拼在一起即可。

图1 8×8LED点阵显示器外观及排列示意图 在LED点阵中,LED发光二极管按照行和列分别将阳极和阴极连接在一起,内部接线及引脚编号如图1所示,行、列编号中,括号中的内容为引脚编号(图中LED点阵型号为ZS*11288)。 在图1中,列输入引脚(Y1Y8)接至内部IED的阴极端,行输入引脚接至8x8LED点阵显示器内部LED的阳极端,若阳极端输入为高电平,阴极端输入低电平,则该LED点亮;如X5为高电平、Y3为低电平,两条线交又点上的那个LED被点亮。若将8位二进制数送给行输入端X1X8;列输入端只有Y1为低电平,其他为高电平,结果使得图2中最左侧的一列发光二极管按照行输入端的输人状态亮灭,其他列的LED均不亮。如果使列输入线快速依次变为低电平,同时改变行输人端的内容,即列扫描,视觉上感觉一幅图案完整的显示在LED点阵上。

图2 LED点阵内部接线与引脚编号 3、项目硬件设计 1.电路设计 设计的点阵显示屏的电路如图3所示。途中除单片机、显示屏、晶振与复位电路外，还使用了3片串行输入/输出的74HC595芯片。 在这里插入图片描述

图3 点阵显示屏电路图 2.74HC595介绍 74HC595是8位串行输入/输出或者并行移位寄存器，具有高阻关断状态。包括一个8位移位寄存器、一个8位D型锁存器和三态并行输出。移位寄存器接收串行数据并提供串行输出，也提供并行数据输出和8位锁存器。移位寄存器和锁存器都有独立的时钟输入,同时还具有异步复位的功能。74HC595的引脚如图4所示。

图4 74HC595的引脚 引脚说明如下： QA-QH：八位并行输出端,可以直接控制数码管的8个段。 QH`：(9脚):级联输出端。 S(14脚)：串行数据输入端。 (10脚)：低电平时将移位寄存器的数据清零,通常将它接Vcc。 SCK(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位，QA→QB→QC→…→QH；下降沿移位寄存器数据不变。 RCK(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器,下降沿时存储寄存器数据不变。通常RCK置为低电平,当移位结東后,在RCK端产生一个正脉冲,更新显示数据。 G(13脚)：高电平时禁止输出(高阻态)。如果单片机的引脚不紧张,用一个引脚控 制它,可以方便地产生闪烁和熄灭效果,比通过数据端移位控制要省时。 74HC164和74HC595功能相仿,都是8位串行输入、并行输出的移位寄存器。74HC164的驱动电流(25mA)比74HC595(35mA)的要小,14脚封装,体积也小一些。74HC595的主要优点是具有数据存储寄存器,在移位的过程中,输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处,数码管没有闪烁感。与74HC164只有数据清零端相比,74HC595尚有输出的使能/禁止控制端,可使输出为高阻态。 4、项目程序设计 通过单片机的串口向74HC595发送数据到2片8×8点阵显示屏,滚动显示,显示的内容包括一个“→”图形和“天天向上”四个汉字,通过按键控制,显示可以向左方向移动也可以向右方向移动。 设计的程序如下

5、仿真结果 设计的点阵显示屏的Proteus仿真电路与图5所示。

图5 点阵显示屏仿真电路 显示”天天“与”向上“的仿真与实验结果如图6和图7所示。所涉及的系统满足项目要求的功能。

图 6显示”天天“的仿真结果

图 7 显示”向上“的仿真结果