8X8 - LED点阵显示的设计

专业综合课程设计报告

第1章 系统概述

LED点阵显示系统中各模块的显示方式有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的脉冲信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。本文将介绍一种采用单片机AT89S51进行控制的8*8LED点阵。该点阵可实现动态显示数字0~9及字符A~Z的功能。

1.1设计任务及目的

利用8*8LED点阵显示数字0~9和26个英文字符的字样。采用AT89S51单片机作为整个控制搭电路的核心，并编制软件程序，实现动态轮流显示。通过此设计来巩固单片机硬件系统的设计及软件系统的编程，通过设计将平时所学知识付诸实践，提高动手能力。

第2章 系统硬件设计与分析

本系统从经济性，电路结构，系统性能等多方面考虑，选用如下主要元器件：

单片机AT89S51、电阻10K和100欧、三极管8550、按钮开关、共阳8*8LED点阵显示块、稳压块7805。

2.1 电源电路

本设计实验所需电源为直流五伏电压源，采用的是固定式三端稳压器7805还实现。其线路接线图如图1所示：

图1 电源电路

2.2 复位电路

单片机在启动运行时需要复位，使CPU以及其他功能部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作，另外，在单片机工作过程中，如果出现死机时，也必须对单片机进行复位，使其重新开始工作。本设计中采用按键复位电路，复位电路如图2所示：

1

图2 复位电路

2.3 主体电路

通过单片机AT89S51的P0口和P1口去驱动点阵LED芯片块。电路如图3所示：

图3 主体电路

2

2.4 硬件电路连线

1. 把“单片机系统”区域中的P0.0~P0.7端口分别通过八个100欧电阻连接到“点阵模块”区域中的“L1－L8”端口上；

2. 把“单片机系统”区域中的P1.0~P1.7端口通过三极管8550和10K电阻连接到“点阵模块”区域中的“S1－S8”端口上。

2.5 显示部分

1. 8X8 点阵LED工作原理说明

图4为8×8点阵LED外观及引脚图，其等效电路如图（2）所示，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1，X0=0即可。应用时限流电阻可以放在X轴或Y轴。

图4 8×8点阵LED外观及引脚图

其等效电路图如下：

3

图5 8×8点阵LED等效电路

2. 点阵LED扫描法介绍

点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式： （1） 点扫描； （2） 行扫描； （3） 列扫描。

若使用第一种方式，其扫描频率必须大于16×64=1024Hz，周期小于1ms即 可。若使用第二和第三种方式，则频率必须大于16×8=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行（8颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。

4.1数字的编码

各个数字对应的编码如下：

{0x0C,0x12,0x12,0x12,0x12,0x12,0x0C,0x00},/*\显示数字`0`/

{0x04,0x06,0x04,0x04,0x04,0x04,0x0E,0x00},/*\显示数字`1`/

{0x0C,0x12,0x10,0x08,0x04,0x02,0x1E,0x00},/*\显示数字`2`/

{0x0C,0x12,0x10,0x0C,0x10,0x12,0x0C,0x00},/*\显示数字`3`/

{0x08,0x0C,0x0C,0x0A,0x0A,0x1E,0x08,0x00},/*\显示数字`4`/

4

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