单片机原理课程设计16乘16点阵设计
17页1、 课程设计说明书 第II页16*16点阵设计摘 要单片机是为各类专用控制器而设计的通用或专用的微型计算机系统,高密度集成了普通计算机微处理系统,一定容量的RAM和ROM以及输入/输出接口,定时器等电路于一块芯片上构成的。它的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形来显示汉字,汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器,广告屏等。LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏,均由LED矩阵块组成。用点阵方式构成图形或文字,是非常灵活的,可以根据需要任意组成和变化,只要设计好合适的数据文件,就可以得到满意的显示效果,因而采用点阵式图文显示屏显示经常需要变化的信息是非常有效的。本次课程设计实现LED点阵屏核心功能即汉字的多样化显示。加深对单片机课程的全面认识和掌握,对单片机课程的应用进一步的了解。将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑,校验,锻炼实践能力和理论联系实际的能力。关键词:单片机,LED显示屏,点阵目 录1 课题描述12 芯片介绍12.1 51系列单片机简介22.2 74LS15
2、4芯片介绍62.3 74LS373芯片介绍73 硬件设计84 软件设计104.1 单片机延时子程序104.2 程序流程图124.3 程序代码125 调试或性能分析15总 结16致 谢17参考文献18 课程设计说明书 第14页 1 课题描述单片微型计算机简称单片机,它是为各类专用控制器而设计的通用或专用的微型计算机系统。自20世纪70年代问世以来,以极其高的性价比受到人们的重视和关注,所以应用很广,发展很快。在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形来显示汉字,汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器,广告屏等。所以研究LED显示有实用意义。现代LED的发展很快,很多研究领域已经非常深刻,实际情况是:很多相关的知识已经远远超出我们在校学生的能力范围,所以在本设计中只是简单的研究一下用单片机驱动的LED显示移动的汉字。共有两个目的:一是制作一个简单实用的显示文字的LED点阵;二是通过制作LED点阵增强对LED点阵的了解和应用,以及复习和巩固单片机知识。本次设计的16x16点阵需要32个驱动,分别为16个列驱动及16个行驱动。每个行与每个列可以选中一个发光管,共有256个发光
3、管,采用动态驱动方式。每次显示一行后再显示下一行。2 芯片介绍 LED点阵总体框图如图1所示,点阵电路大体上可以分成微机本身的硬件、显示驱动电路、控制信号电路三部分。控制电路部分包括一个51CUP和一些外围电路。在整个电路当中此控制电路部分相当于一个上位机,它负责控制整个电路以及相应的程序的运行、与PC机的串行通讯、以及给屏体电路部分发送命令。点阵显示屏体以及它的行和列的各个驱动电路。由于两部分的电路在制板时可以放在一起,所以可以将其字库放到控制电路部分使用串行通讯方式来与屏体电路部分进行数据和命令的传送。此显示电路采用扫描方式进行显示时,每行有一个行驱动器,各行的同名列共用一个列驱动器。由行译码器给出的行选通信号,从第一行开始,按顺序依次对各行扫描(把该行与电源的一端接通)。另一方面,根据各列锁存的数据,确定相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。接通的列就在该行该列点燃相应的LEDl未接通的列所对应的LED熄灭。可通过扫描输出口的控制实现颜色的转换。图1 点阵的总体框图2.1 51系列单片机简介单片机(Microcontroller,又称微处理器)是在一块硅片上集成了各种部件的
4、微型机,这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。8051单片机的基本结构见图2。图2 8051单片机的基本结构8051系列的内部结构可以划分为CPU、存储器、并行口、串行口、定时器/计数器、中断逻辑几部分。(1)中央处理器8051的中央处理器由运算器和控制器构成,其中包括若干特殊功能寄存器(SFR)。算术逻辑单元ALU能对数据进行加、减、乘、除等算术运算;“与”、“或”、“异或”等逻辑运算以及位操作运算。ALU只能进行运算,运算的操作数可以事先存放到累加器ACC或寄存器TMP中,运算结果可以送回ACC或通用寄存器或存储单元中,累加器ACC也可以写成A。B寄存器在乘法指令中可以用来存放一个乘数,在除法指令中用来存放除数,运算后B中为部分运算结果。ALU主要用于完成二进制数据的算术和逻辑运算,并通过对运算结果的判断影响程序状态字寄存器PSW中有关位的状态。 程序状态字PSW是个8位寄存器,用来寄存本次运算的特征信息,用到其中七位。PSW的格式如下所示,其各位的含义如表1。表1程序状态字PSWCY:进位标志。在进行加法或减法运算时
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