毕业设计--基于单片机led滚动汉字显示器设计

毕业设计--基于单片机led滚动汉字显示器设计内容摘要：

防电源开关或电源插头分合过程中引起的抖动而影响复位 本设计采用简易的上电复位电路主要由电阻 R1R2电容 C1按键开关组成分别接至 AT89C51 的 RST 复位输入端 图 33 复位电路图 34 驱动电路设计 行驱动电路设计 为节省 IO 口资源方便于扩展行驱动电路采用串口输入本设计电路中行方向由两片 74HC595 完成扫描它由 AT89C51 的 P30P33 控制将 LED 点阵的 1条线Ω的电阻连接 74HC595 是一款低噪声低功耗高速的 COMS 移位寄存器能够驱动 15个 TTL 的负载该器件包含一个 8 位串行输入并行输出的移位寄存器及带有三态输出控制的 8位 D型存储器移位寄存器和存储器分别由独立的时钟提供信号移位寄存器内置直接清零串行输入和用于级联的串行输出功能时钟的上升沿触发移位寄存器和存储器如果同一个时钟提供信号则移位寄存器的状态必须比存储器提前 一个脉冲信号 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闪烁感的行扫描主要处理字模需要把整个字的字模都打入到 595芯片通过 595来处理通过子模各个位的移动来实现要显示的字在点阵屏中 74HC595 的主要作用应该为 1 驱动 CMOS 的74HC595 驱动 LED点阵屏没有问题 2串转并非常节约资源从而可以降低对处理器的的需求量 3具有三态输出锁存 4多个级联可以很方便的用于更大的 LED点阵屏驱动 图 34 74HC595 引脚图 表 32 74HC595 的真值表 输入 输出 功能 SHCP STCP OE MR DS Q7 Qn X X L ↓ X L NC MR 为低电平时仅影响移位寄存器空移位寄存器到输出寄存器 X ↑ L L X L L 空移位寄存器到输出寄存器清空移位寄存器并行输出为高阻态 X X H L X L Z 清空移位寄存器并行输出为高阻态 ↑ X L H H Q6 NC 逻辑高电平移入移位寄存器状态 0 包含所有的移位寄存器状态移入例如以 前的状态为 Q6 出现在串行输出位 X ↑ L H X NC Qn 移位寄存器的内容到达保持寄存器并从并口输出 ↑ ↑ L H X Q6 Qn 移位寄存器内容移入先前的内容到达保持寄存器并输出 74HC595 引脚见图 34 其引脚功能为 Q1～ Q7 八位并行输出端可以直接控制数码管的 8 个段 Q 级联输出端它接下一个 595 的 SI 端低点平时将移位寄存器的数据清零移位寄存器时钟输入上升沿时数据寄存器的数据移位下降沿移位寄存器数据不变STCP 存储寄存器时钟输入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 存器数据不变通常将 RCK置为低电平当移位结束后在 RCK端产生一个正脉冲更新显示数据 OE 低电平输出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省力 DS 串行数据输入 SI 串行数据输入端 VCC 接电源 74HC154 是一种单片 4 线 16 线译码器非常适合用于高性能存储器的译码器只要控制端 12 任意一个为高电平 ABCD 任意电平输入都无效 12 必须都为低电平才能操作芯片 1 和E2 为低时 它可将 4 个二进制编码的输入译成 16 个互相独立的输出之一实现解调功 能的办法是用 4 个输入线写出输出线的地址使得在一个选通输入为低时数据通过另一个选通输入当任何一个选通输入是高时所有输出都为高 表 33 74HC154 的真值表 输入 选定输出 L E1 E2 D C B A L L L L L L Y0 L L L L L H Y1 L L L L H L Y2 L L L L H H Y3 L L L H L L Y4 L L L H L H Y5 L L L H H L Y6 L L L H H H Y7 L L H L L L Y8 L L H L L H Y9 L L H L H L Y10 L L H L H H Y11 L L H H L L Y12 L L H H L H Y13 L L H H H L Y14 L L H H H L Y15 X H X X X X NONE H X X X X X NONE 图 35 74HC154 引脚图 74HC154 引脚说明 Y0Y15 输出端 GND 接地 E1E2 使能输入端低电平有效 AOA3 地址输入端 VCC 接电源 图 35 74HC154 引脚图 74HC154 是 4 线 16 线译码器解调器其功能为 1 将 4 个二进制编码输入译成 16 个彼此独立的输出之一 2 将数据从一个输入线分配到 16 个输出的任意一个而实现解调功能 3 输入箝位二极管简化了系统设计 4 与大部分 TTL 和 DTL 电路完全兼容 35 电源模块设计 由于点阵系统耗电量较大如果采用干电池作为 LED 点阵系统的电源使用干电 池需经常换电池不符合节约型社会的要求 采用一片 LM7805 三端稳压器耗电电流为 100Ma 左右的电源作为系统电源功率上可以满足系统需要不需要更换电源并且比较轻便使用更加安全可靠 基于以上分析我决定采用 LM7805 三端稳压器电源作为系统电源见图 36 图 36 电源模块图 36 点阵式 LED 汉字显示屏设计 点阵式 LED 显示屏设计 显示部分是本次设计最核心的部分本设计的 1616LED 点阵显示屏通过四个88LED 点阵显示屏扩展而成见图 37 图 37 1616LED 显示屏 图 对于 88 LED 点阵显示有以下两种方案 静态显示将一帧图像中的每一个二极管的状态分别用 0 和 1 表示若为 0 则表示 LED 无电流即暗状态若为 1 则表示二极管被点亮若给每一个发光二极管一个驱动电路一幅画面输入以后所 LED 的状态保持到下一幅画对于静态显示方式所需的译码驱动装置很多引线多而复杂成本高且可靠性也较低 动态显示对一幅画面进行分割对组成画面的各部分分别显示是动态显示方式动态显示方式可以避免静态显示的问题但设计上如果处理不当易造成亮度低闪烁问题因此合理的设计既应保证驱动电路易实现又要保证图像稳定无闪烁 动态显示采用多路复用技术的动态扫描显示方式 复用的程度不是无限增加的 因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用了人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短 发光的亮度等因素通过实验发现 当扫描刷新频率 发光二极管的停闪频率 为 50Hz 发光二极管导通时间≥ 1m s 时 显示亮度较好 无闪烁感 由于静态显示方式所需的译码驱动装置很多引线多而复杂成本高且可靠性也较低而动态显示可以避免静态显示的问题只是在设计时应注意合理的设计既应保证驱动电路易实现又要保证图像稳定无闪烁且动态显示易于制作和理解又能巩固所学知识达到毕业设计的目标所以我采用动态显示 LED 电子显示屏显示字符原理 在结构上单基色 88 的点阵屏每一列共用一根列线每一行共用一根行线当相应的行接高电平列接低电平时对应的发光二极管被点亮通常情况下一块 88 像素的 LED 显示屏是不能用来显示一个汉字的因此按照其原理结构进行扩展为 1616。