浅谈LED电子显示屏简易制作及功能实现

浅谈LED电子显示屏简易制作及功能实现 目 录 一、系统研制步骤框图 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 二、课题概述 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1 三、硬件设计 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 1、系统框图 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 2、LED显示电路 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2 3、控制电路 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4 四、软件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 1、内部RAM分配图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 2、字库的建立 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 6 3、设计思想 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 五、程序清单„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 小结„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 16 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 16 论文写作指导:QQ625880526 论文资源网www.lwenzy.com 最专业的毕业论文、设计资源分享、下载平 台 浅谈LED电子显示屏简易制作及功能实现 摘要:LED电子显示屏采用微机控制，利用LED发光二极管组成的矩阵件为显示屏。将其以点阵方式排列，通过软件和硬件控制阵列中像素的亮灭，从而达到显示汉字或图形的目的。 关键词:LED显示屏 单片机 硬件 软件 LED作为一种新型光源，以其低供电电压，低功耗，长寿命，无辐射的特点，在许多场合得到应用，随着近年来其亮度的不断提高，特别是超高亮LED的出现，发光二极管得到了广泛的应用，从传统的仅作室内仪 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 信号指示，逐步发展到应用于交通信号灯、汽车信号灯、背光源、室内外大屏幕显示，以及目前正向照明领域深入。LED本身的致光特性，使其具有易控制，频闪快的特点，目前已开始逐步推广，在今后将会有较大的发展。因此，我结合所学的单片机基础这门课程，就LED显示屏的简易制作及汉字显示《欢迎光临》功能的实现作以以下浅谈。 开始 软硬件功能分析 软件设计 硬件设计 程序 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 图 电路原理图 编程 硬件实施 综合调试 N N 通 ,过 软件故障 软件故障 Y 编写使用说明书 结束 二、课题概述 本系统是以8031为控制中心，将1024只发光二极管(LED)排成16×64的显示阵列，通过软件程序的执行控制每一像素的亮灭，从而突现不同字符和图形的显示，这种小型显示屏造价低廉、安装简单，维护简单方便，功能新颖独特，可用在车站、码头、公汽、商场等场所作为广告牌或发布其它信息。 这种以单片机为核心的产品可以通过硬、软件结合的方式，动态显示各种文字和精美的图案，达到一定的商业效果，这是传统的继电器控制设备所无法比拟的，因此，单片机在这方面的应用前景是很广阔的。 三、硬件设计 1、系统框图:该系统由微机即上位机、控制机即下位机、驱动电路、显示屏及电源组成，其方框如下所示: 扫驱上下显 描动位位示 电电机 机 器 路 路 电源 系统结构框图 2、LED显示电路 (1)结构:LED阵列结构如下图所示 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 (2)原理:在16*64的LED阵列中，将每行的64只LED正极并联，每列中的16只LED分成上下两组，将每8只LED的负级并联，(每列中)这样每一只LED被点亮的有效电平为“行高列低”，按上述联结方式，16*64点阵可划分为16个8*8的点阵块，分别与16片74LS373连接，其输入是来自8031的P0口字符编码信息，输出经锁存器至各列线上，8031的P1口字符编码信息，输出经锁存器至各列线上，8031的P1口为行扫描口，行驱动采用16只达林顿晶体管组成，将16行中的每2行并联，即第1行与第9行并联，第2行与第10行并„„第8行与16行并联，某一时刻的某一根行扫描线有效，即选中上下两组中各一行，此两行中的发光二极管的亮灭决定了上下两组锁存器的编码信息。 3、控制电路 (1)结构:8031控制电路原理图。 (2)工作原理 8031片内无程序存贮器，外扩展8KB的EPROM和8KB的RAM，分别采用2764和6264。 驱动电路分为行驱动和列驱动: 行驱动:将P1口作为行扫描口，每一位同时扫描LED显示屏的两根行线，16根行线共需8位，不需另扩扫描口，行驱动的功率较大，电流在几百毫安，采用达林顿管TIP127作为行驱动器，P1口输出的有效扫描信号为高电平，而行驱动的输入端为低电平有效，这样在其间加一级反相器。 列驱动:16个数据锁存器分为上下两组，每组8只，其输入是来自P0口的字符编码信息，其输出经锁存器至各列线，片迭由4—16评码器C口4514完成。 动态扫描的过程是这样的:送数——扫描，再送数——再扫描„„。即先由数据口按16只锁存器的顺序依次选通并送数扫描，16只锁存器装满后，再由P1口发出相应的行选通信号，此刻有两行共128只LED按要求亮灭，经过8次轮回即可获得预定效果，由于8次扫描的间隔时间为毫秒级，根据人眼的视觉暂留现象所看到的是一起亮，这样就达到了预定的效果。 四、软件设计 1、内部RAM分配图 1FH 7FH 3组 工作寄存器 18H 40H SP 17H 3FH ? 2组 ? 工作寄存器 37H ZFKH 字符库首址 36H ZFKL 1000H 10H DMBH 代码表首址 DMBL OF00H 0FH 1组 ZHBH 转换表首址 ZHBL 8000H 工作寄存器 #04H 闪动次数 #04H 每屏字符数 08H 时 07H 间 0组 单 工作寄存器 元 SVWXYZ 移动标志 00H 2、字库的建立 (1)字符编码法:每个字符占16*16=256只LED，按每8只一组占一字节，共需32字节，不同汉字编码不同，下面以“欢”字为例来说明字符编码方法(低电平有效，“*”处为0)。 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * FF FF * * * * * FF BF 81 80 8D B5 8D 6F 8D EF DB E7 DB D7 EB DB EB DB E7 BD EB BD ED 81 DE FF FF FF FF FF (2)字符编码存贮 格式 pdf格式笔记格式下载页码格式下载公文格式下载简报格式下载 ? ? ? ? FF FF 81 ? 左半汉字编码(16字节) ? ? ? FF ? ? ? ? 右半汉字编码(16字节) FF FF FF (3)字符代码 字符中每一个字符编码顺序排占32个字节，给每一个字符(共32字节)编一个序号， 这个序号就是该字符的字符代码，如: 字符代码 00H 欢 01H 迎 02H 光 03H 临 ? ? ? FFH 3、设计思想 1)字符编码与字符代码 ( 每一个字符按16*16点阵进行编码，对应256只LED，每8只一组，占一个字节，共需32字节，其中左半字和右半字各占16字节，若干个字符编码的集合构成字符库，字符库中的每32个字节对应一个序号，该序号即为该字符的代码，这样，每一个字符代码就对应唯一的32字节字符编码信息。有了字符代码，程序就可按不同的代码组合来显示丰富的 内容 财务内部控制制度的内容财务内部控制制度的内容人员招聘与配置的内容项目成本控制的内容消防安全演练内容 。 (2)显示模式 通过对程序的精心编制，可实现不同的显示模式，如定图显示、闪显、移动显示等。 3)将整个程序分不同模块，采用“自顶向下逐步求精”的方法分别进行编制，在主程( 序中，采用顺序程序按控制方式，将每一种显示模式作为任务模块之一，并给每一个任务分配一个标志位，程序按标志位的查询结果去执行相应的任务程序。 a. MAIN 主程序 f. YLYXS 右列移子程序 b. DZJS 地址计算子程序 g. SYXS 上移子程序 c. BMZH 编码转换子程序 h. XYXS 下移子程序 d. ZFXS 字符显示子程序 i. ZZYXS 左字移子程序 e. ZLYXS 左列移子程序 j. INT T1 T1计时中断子程序 各模块首地址 ZFK 字符库首址 1000H(ROM) DMB 代码表首地址 0F00H(ROM) ZHB 显示缓冲区首址 8000H(外部RAM) SCQ 锁存器地址 D100H 五、程序清单 主程序框图: 程序初始化: ORG 0000H NOP AJMP START ORG 001BH LJMP INTTI ORG 0030H START:MOV SP， #40P MOV P1， #00H CLR TR1; MOV TMOD， #10H MOV 2BH， #00H MOV 2AH， #00H MOV 29H， #9EH MOV TH1， #58H SETB ET1 SETB TR1 SETB EA MOV R0， #20H MOV R2， #08H MOV A， #00H ST1:MOV @R0， A INC R0 DJNZ R2， ST1 MOV 30H， #04H MOV 31H， #04H MOV 32H， #ZHBH MOV 33H， #ZHBL MOV 34H， #DMBH MOV 35H， #DMBL MOV 36H， #ZFKH MOV 37H， #ZFKL S BIT 26H.5 V BIT 26H.4 W BIT 26 H.3 X BIT 26 H.2 Y BIT 26 H.1 Z BIT 26 H.0 CLR S CLR V CLR W CLR X CLR Y CLR Z MAIN:MOV DPH， 34H MOV DPL，35H CLR A @A+DPTR MOVC A， INC 35H LCALL DZJS LCALL BMZH DJNZ 30H， MAIN MOV 30H， #04H MN0:CLR A MOV 2AH， A MOV 29H， A MN1:MOV DPTR， #8000H LCALL ZFXS INC 2AH MOV A， #02H， MN1 JNB S， MN2 CLR A MOV 2AH， A MOV 29H， A MOV P1， #00H LCALL DELAY DJNZ 31H， MN0 MOV 31H， #04H CLR S MN2:JB V XYXS JB W SYXS JB X YLYXS JB Y ZLYXS JB Z ZZYXS LJMP MN0 地址计算子程序框图 DZJS #ZFK DPTR 32 B A*B A DPTR+A DPTR RET 地址计算子程序:(DZJS) 功能:根据字符代码计算字符编码存贮地址。 入口:字符代码在累加器A中。 出口:字符编码存贮地址在DPTR。 DZJS:MOV DPH， #ZFKH MOV DPL， #ZFKL MOV B， #20H MUL A B ADD A， DPL MOV DPL， A MUL A B ADDC A， DPH MOV DPH， A RET 编码转换子程序流程: BMZH (32H) P2 (33H) R0 2 R4 8 R3 2 R2 取字符编码 A A 外部RAM DPTR+1 DPTR R0+1 R0 N (R2)-1=0, R0+14 R0 N (R3)-1=0, Y R0-78H R0 Y N (R4)-1=0, RET 编码在外部RAM存贮示意图: ? ? 8000H 1-1 1-2 2-1 2-2 3-1 3-2 4-1 4-2 1-17 1-18 2-17 2-18 ? ? ? ? 说明:1-1为第一个字符的第一字节。 编码转换并写入显示缓冲区: 子程序:(BMZH) 功能:将ROM中以DPTR开始的32B字符编码写入外部RAM。 入口:DZJS子程序的出口。 出口:字符显示缓冲区地址在DPTR中。 BMZH:MOV P2， 32H MOV A， 33H MOV R0， A MOV R4， #02H ZH0:MOV R3， #08H ZH1:MOV R2， #02H ZH2:CLR A @A+DPTR MOV A， MOVX @R0， A INC DPTR INC R0 DJNZ R2，ZH2 MOV A， R0 ADD A， #OEH MOV R0， A DJNZ R3， ZH1 CLR C MOV A， R0 SUBB A， #78H MOV R0， A DJNZ R4， ZH0 MOV DPH， #ZHBH MOV DPL， #ZHBL RET 显示子程序框图: ZFXS DPTR 入栈 扫描码 R6 锁存器低位地址 R0 取消符编码 送锁存器 N 16片送完吗, 扫描码 P6 延时 关显示 N 8次扫描完吗, DPTR 出栈 RET 字符显示子程序:(ZFXS) 功能:输出以DPTR为首址128B字符编码并动态显示字符。 入口:显示缓冲区首址在DPTR中。 出口:显示缓冲区首址在DPTR中。 ZFXS:Push DPL Push DPH MOV P2，#SCQH MOV R6，#01H MOV R0，#00H MOV R5，#10H XS1:CLR A XS2:MOVX A， @DPTR MOVX @R0， A INC R0 INC DPTR DJNZ R5， XS2 MOV A， R6 MOV P1， A R2 A MOV R6， A LCALL DELAY MOV P1， #00H JNB ACC0， XS1 POP DDH POP DPL RET DELAY:MOV R4， #02H DEL1:MOV R3，#OFFH DEL2:DJNZ R3， DEL2 DJNZ R4， DEL1 RET 左列移显示子程序框图: 左列移显示程序:(ZLYXS) ZLYXS:MOV P2， #ZHB MOV R0， #7FH MOV R3， #10H MOV R4， #10H LY1:MOV R5， #08H SETB C LY2:MOV A，@R0， A DEX R0 DJNZ R5，LY2 DJNZ R4，LY1 LCALL ZFXS DJNZ R3，LY2 LCR Y SETB Z RET T1 计时中断子程序(INT T1) ORG 001BH INT T1:Push Acc Push PSW SETB PSW.3 MOV TH1， #9EH MOV TL1， #58H IT1:INC 29H MOV A，#14H CJNE A，29H，IT1 MOV 29H，#00H IT2:INC 2AH MOV A，#3CH CJNE A，2AH，IT2 MOV 2AH， #00H POP Acc POP PSW RET. 小 结 通过以上的相关工作，LED显示屏就制作完成，能达到预期的功能实现。 LED是一类可直接将电能转化为可见光和辐射能的发光器件，具有工作电压低，耗电量小，发光效率高，发光响应时间极短，性能稳定可靠，重量轻，体积小，成本低等一系列特性，因此它将成为微电子技术中一个重要的应用领域，在很多地方将发挥它的作用。 这次毕业设计是在张达成老师的指导下完成的，虽然完成这项毕业设计实现功能较简易，但是通过张老师的指导，使我对单片机及其相关知识有了进一步的了解，这对我在今后的生活实践中会取到一个引导和推进的作用，会为我服务于这个社会增加信心和能力。 参考文献: 1、李广第 王秀山.《单片机基础》北京航天航空大学出版社 1997 2、张大鹏 张宪.《电子技术基础问答》化学工业出版社 2003 3、周航慈.《单片机应用程序设计技术》北京航天航空大学出版社 2003