单片机控制LED点阵显示器毕业设计论文

单片机控制LED点阵显示器毕业设计论文内容摘要：

1、11 引言自单片机出现至今，单片机技术已走过了近 20 年的发展路程。 纵观 20 年来单片机发展历程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。 单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、价格低廉等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。 单片机的潜力越来越被人们所重视。 特别是当前用 艺制成的各种单片机，由于功 2、耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强、能满足一些特殊要求的应用场合，更加扩大了单片机的应用范围，也进一步促使单片机性能的发展。 而现在单片机在农业上也有了很多的应用。 综上所述，我们可以把单片机的发展历史划分为四阶段：第一阶段（19761978 年）：低性能单片机的探索阶段。 以 司的代表，采用了单片结构，即在一块芯片内含有 8 位 时/计数器、并行 I/O 口、。 主要用于工业领域。 第二阶段（19781982 年）：高性能单片机阶段，这一类单片机带有串行I/O 口，8 位数据线、16 位地址线可以寻址的范围达到 64K 字节、控制总线、较丰富的指令系统等。 这类单片机的应用范围较广，并在不断的改进和 3、发展。 第三阶段（19821990 年）：16 位单片机阶段。 16 位单片机除 16位外，片内 量进一步增大，实时处理能力更强，体现了微控制器的特征。 例如 司的 振频率为 12M，片内 232 字节， 8K 字节，中断处理能力为 8 级，片内带有 10 位 A/D 转换器和高速输入/输出部件等。 第四阶段（1990 年）：微控制器的全面发展阶段，各公司的产品在尽量兼容的同时，向高速、强运算能力、寻址范围大以及小型廉价方面发展。 是 发光二极管的英文缩写，简称 是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，其大概的样子就是由很多个通常是红色的发光二极管组成，靠灯的亮灭来显示 字符。 用来显示文字、图形、图像 4、、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕2子显示屏是随着计算机及相关的微电子、光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒体。 它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。 示屏主要包括发光二极管构成的阵列、驱动电路、控制系统及传输接口和相应的应用软件等，其中驱动电路设计的好坏，对 示屏的显示效果、制作成本及系统的运行性能起着很重要的作用。 所以，设计一种既能满足控制驱动的要求，同时使用器件少、成本低的控制驱动电路是很有 5、必要的。 本文就常规型驱动电路的设计作些分析设计出电路图。 示屏驱动电路的设计，与所用控制系统相配合通常分为动态扫描型驱动及静态锁存型驱动二大类。 以下就动态扫描型驱动电路的设计为例为进行分析：动态扫描型驱动方式是指显示屏上的“4 行、8 行、16 行”等发光二极管共用一组列驱动寄存器。 通过行驱动管的分时工作，使得每行点亮时间占总时间的 1x，只要每行的刷新速率大于 50 用人眼的视觉暂留效应、人们就可以看到一幅完整的文字或画面。 常规型驱动电路的设计一般是用串入并出的通用集成电路芯片如 74 作为列数据锁存，以小功率 极管如 8050 为列驱动，而以 极管如 作为行扫描管。 32 片机的发展历史及其分 6、类电子计算机的发展经历了从电子管、晶体管、集成电路到大规模集成电路共四个阶段，即通常所说的第一代、第二代、第三代和第四代计算机。 现在广泛使用的微型计算机是大规模集成电路技术发展的产物，因此它属于第四代计算机，而单片机则是微型计算机的一个分支。 从 1971 年微型计算机问世以来，由于实际应用的需要，微型计算机向着两个不同的方向发展：一个是向着高速度、大容量、高性能的高档微机方向发展；而另一个则是向稳定可靠、体积小和价格廉的单片机方向发展。 但两者在原理和技术上是紧密联系的。 单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，具体说就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及 7、I/O 口电路等主要微型机部件，集成在一块芯片上。 虽然单片机只是一块芯片，但从功能和组成上，它已具有了计算机的属性，为此它称为单片微型机。 单片机有很多的特点，主要表现在：体积小、功耗低、价格廉、控制功能强、应用现场环境恶劣等等。 一个单片机系列产品，具有多种芯片型号。 具体说，按其内部资源配置的不同，分为两个子系列和 4 种类型，如表 2示：表 2列单片机分类片内 式资源配置子系列 无 2数器中断源51 子系列 8031 8051 8751 8951 428B 216 552 子系列 8032 8052 8752 8952 856B 316 6按资源配置数量，列分为 51 和 52 两个子系列，其 8、中 51 子系列是基本型，而 52 子系列则是增强型，以芯片型号的最末位数字的“1”和“2”作标志。 52 作为增强型子系列，由于资源数量的增加，使其芯片的功能也有所增强。 例如片内 量从 4加到 8内 元数从 128 字节增加到 256 字节，定时器/计数器的数目从 2 个增加到 3 个，中断源从 5 个增加到 64个等。 单片机内部程序存储器(配置共有：不含有内部程序存储器（写为“无”或“） 、掩模型只读存储器（写为“） 、紫外线擦除可编程只读存储器（写为“） 、电擦除可编程存储器（写为“E 2“）4 种类型，所对应的（51 子系列）芯片名称依次为：80631、8051、8751 和 8951。 9、到目前为止，尽管计算机科学和技术得到了充分的发展，但计算机的体系结构仍然没能突破有计算机的开拓者、一台计算机是由运算器、控制器、存储器、输入设备以及输出设备共五个基本部分组成的。 微型机是这样，单片机也不例外。 图 2片机系统结构框图因此我们要从计算机五个基本组成部分的观点来理解单片机的系统结构，所不同的只是单片机是把那些作为控制应用所必需的内容，包括运算器、控制器、少量的存储器、最基本的输入/输出口电路、串行口电路、中断和定时电路等都集成在一个尺寸有限的芯片上。 用寄存器结构形式，这样可以提高存取的速度;格的将程序存储器 数据存储器 空间上分开;扩充 I/O 口和外接同步输入和输出设备;1 个特殊 10、功能寄存器;部设置了可以位寻址的位地址空间。 央处理器简称 单片机的核心，完成运算和控制操作。 按其功能，中央处理器包括运算器和控制器两部分电路。 于实现算术和逻辑运算。 运算电路以核心，基本的算术和逻辑运算均在其中进行，包括加、减、乘、除、增量、减量、十进制调整、比较等算术运算，与、或、 、异或等逻辑运算，左、右、移位和半字节交换等操作。 运算和操作结果的状态由状态寄存器（存。 证单片机各部分能自动而协调地工作。 单片机执行指令是在控制电路的控制下进行的。 首先从程序存储器中读出指令，送指令寄存器保存，然后送指令译码器进行译码，译码结果送定时控制逻辑电路，由定时控制逻辑产生各种定时信号和控制信号，再送到系 11、统的各个部件去进行相应的操作。 这就是执行一条指令的全过程，执行程序就是不断重复这一过程。 56 址寄存器等。 80片中共有256 个 元。 程序地址寄存器等。 80有 8膜于存放程序和原始数据。 因此称之为程序存储器，简称“内部 数器出于控制应用的需要，80有三个 16 位的定时器/计数器，以实现定时或计数功能，并以其定时或计数结果对单片机进行控制。 （P 0、P 1、 、P 2、P 3） ，以实现数据的并行输入输出。 片机有一个全双公的串行口，以实现单片机和其它数据设备之间的串行数据传送。 该串行口功能较强，即可作为全双工异步通信收发器使用，也可作为同步移位器使用。 片机的中断功能较强，以满足控制应用需要。 8 12、0有 6 个中断源，全部中断分为高级和低级共两个优先级别。 片的内部有时钟电路，但石英晶体和微调电容需外接，时钟电路为单片机产生时钟脉冲序列，典型的晶振频率为 12要有较强的位处理功能，因此位处理器是它的必要组成部分，在一些书中常把位处理器称为布尔处理器。 位处理器以状态寄存器中的进位标志位 C 为累加器，可进行置位、复位、取反、等于“0”转移、等于“1”转移且清“0”以及 C 可寻址位之间的传送、逻辑与、逻辑或等位操作。 位处理操作也是通过运算器实现的。 必须特别指出，位处理器是单片机的重要内容，因为它是单片机实现控制功能的保证。 能构成一个完整的单片机系统。 总线结构减少了单片机的连线和引脚，提高了集 13、成度和可靠性。 从上述内容可以看出，虽然 “麻雀虽小五脏俱全” ，作为计算机应该具有的基本部件在单片机中几乎都包括，因此，实际上它已经是一个简单的微型计算机系统了，应当按计算机系统的概念来理解单片机。 73 要实现的功能要求设计一个室内用 3216 点阵 文显示屏，要求在目测条件下 示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰。 图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。 案论证从理论上说，不论图形还是文字，只要控制组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的 间发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。 3216 的点阵共有 512 个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，按 8 位的锁存器来计算，3216 的点阵需要 512/8=64 个锁存器。 这个数字很庞大，因为我们仅仅是 3216 的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。 因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另一种称为动态扫描的显示方法。 动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描。