基于proteus的led汉字显示屏电路设计毕业设计论文(编辑修改稿)

基于proteus的led汉字显示屏电路设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

点 阵 显 示 器阳 极 驱 动 电 路1 6 1 6 点 阵 图 硬件电路设计图 10 2 系统硬件电路设计 硬件 电路大致上可以分成单片机系统电路、阴极和阳极驱动电路、时钟电路、复位电路、电源电路及 LED 点阵电路几部分。 单片机系统电路 本设计的核心是利用单片机读取显示字型码，通过驱动电路对 16 16 LED 点阵进行动态列扫描，以实现汉字的滚动显示。 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器（ FPEROM— Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压，高性能 CMOS8 位微处理器，俗称单片机 [3]。 AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁 可编程可擦除只读存储器的单片机。 单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次。 三级程序存储器锁定、 128 8位内部 RAM、 32 可编程 I/O 线、两个 16 位定时器 /计数器、 5个中断源、可编程串行通道、低功耗的闲置和掉电模 式、片内振荡器和时钟电路；外部引脚 如图 所示 ： 图 AT89C51 单片机外部引脚图 2． 1． 1 AT89C51 主要特性 与 MCS． 51兼容 X T A L 218X T A L 119A L E30EA31P S E N29RS T9P 0 .0 /A D 039P 0 .1 /A D 138P 0 .2 /A D 237P 0 .3 /A D 336P 0 .4 /A D 435P 0 .5 /A D 534P 0 .6 /A D 633P 0 .7 /A D 732P 1 .01P 1 .12P 1 .23P 1 .34P 1 .45P 1 .56P 1 .67P 1 .78P 3 .0 /R X D10P 3 .1 /T X D11P 3 .2 /I NT 012P 3 .3 /I NT 113P 3 .4 /T 014P 3 .7 /R D17P 3 .6 /W R16P 3 .5 /T 115P 2 .7 /A 1 528P 2 .0 /A 821P 2 .1 /A 922P 2 .2 /A 1 023P 2 .3 /A 1 124P 2 .4 /A 1 225P 2 .5 /A 1 326P 2 .6 /A 1 427U1A T 8 9 C5 1 11 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命： 1000写／擦循环 数据保留时间： 10年 全静态工作： 0Hz至 24Hz 三级 程序存储器锁定 128*8 位内部 RAM 32 可编程 I／ O线 两个 16位定时器／计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片内振荡器和时钟电路 2． 1． 2 管脚说明 VCC：供电电压。 GND：接地。 P0口： P0口为一个 8位漏级开路双向 I／ O口，每脚可吸收 8T139。 L门电流。 当 P1口的管脚第一次写 1时，被定义为高阻输入。 P0能够用于外部程序数据存储器，它可以被定义为数据／地址的第八位。 在 FIASH编程时， PO口作为原码输入口，当 FLASH进行校验时， PO输出原码，此时 P0外部 必须被拉高 [4]。 P1口： P1口是一个内部提供上拉电阻的 8位双向 I／ O口， P1口缓冲器能接收输出 4TTL门电流。 P1口管脚写入 1后，被内部上拉为高，可用作输入， P1被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉的缘故。 在 FLASH编程和校验时， P1口作为第八位地址接收。 P2口： P2口为一个内部上拉电阻的 8位双向 I／ O口， P2口缓冲器可接收，输出 4个 1vrL门电流，当 P2口被写 “1” 时，其管脚被内部上拉电阻拉高，且作为输入。 并因此作为输入时， P2口的管脚被外部拉低，将输出电流。 这是由于内部上拉的缘故。 P2口当用于外部程序存储器或 16位地址外部数据存储器进行存取时， P2口输出地址的高八位。 在给出地址“1” 时，它利用内部上拉优势，当对外部八位地址数据存储器进行读写时， P2口输出其 12 特殊功能寄存器的内容。 P2口在 FLASH编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号 [5]。 P3口： P3口管脚是 8个带内部上拉电阻的双向 I／ O口，可接收输出 4个 TTL门电流。 当P3口写入 “1” 后，它们被内部上拉为高电平，并用作输入。 作为输入，由于外部下拉为低电平， P3口将输出电流 (ILL)这是由于上拉的缘故。 P3口也可作为 AT89C51的一些特殊功能口，同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号。 RST复位输入。 当振荡器复位器件时，要保持 RST脚两个机器周期的高电平时间。 ALE／ PROG：当访问外部存储器时，地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节。 在 FLASH编程期间，此引脚用于输入编程脉冲。 在平时， ALE端以不变的频率周期输出正脉冲信号，此频率为振荡器频率的 116。 因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的。 然而要注意的是：每当用作外部数据存储器时，将跳过一个 ALE脉冲。 如想禁止 ALE的输出可在 SFR8EH地址上置 0。 此 时， ALE只有在执行 MOVX， MOVC指令是 ALE才起作用。 另外，该引脚被略微拉高。 如果微处理器在外部执行状态 ALE禁止，置位无效。 ／ PSEN／ 外部程序存储器的选通信号：在由外部程序存储器取指期间，每个机器周期两次／ PSEN有效。 但在访问外部数据存储器时，这两次有效的／ PSEN信号将不出现。 ／ EA／ VPP：当／ EA保持低电平时，则在此期间外部程序存储器 (0000H． FFFFH)，不管是否有内部程序存储器。 注意加密方式 l时，／ EA将内部锁定为 RESET；当／ EA端保持高电平时，此间内部程序存储器。 在 FLASH编程期间，此引脚也用于施加 12V编程电源 (VPP)。 XTAL1：反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入。 XTAL2：来自反向振荡器的输出。 时钟电路 AT89C51 中有一个用于构成内部振荡器的高增益反相放大器，引脚 XTAL1 和 XTAL2 分别是该放大器的输入端和输出端 [6]。 这个放大器与作为负反馈的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，振荡电路参见 图 ；外接石英晶体（或陶瓷谐振器）及电容 CC2 接在放大器的反馈电路中构成并联振荡电路。 对外接电容 C C2 虽然没有十分的 严格要求，但电容容量的大小会轻微影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程序及温度稳定性，本设计使用石英晶体，其电容容量使用 30PF177。 10PF。 13 图 时钟电路 复位电路 在这个系统中的复位电路是采用上电加按钮来实现的。 因为 MCS51 单片机的复位是靠外部电路实现的。 MCS51 单片机工作之后，只要在他的 RST 引线上加载 10ms 以上的高点平，单片机就能有地进行复位。 我们采用的是上电加按键复位方式，这样做的优点是上电后可以直接进入复位状态，当程序出现错误时，可以随时使电路复位。 单片机在启动或断电后，程序需要从头开始执行，机器内全部积存器， I/O 接口等都必须重新复位。 图 是一个简单的上电复位和按钮复位电路，图中上电时接通电源，电容 C1 相当于瞬间短路， +5V 电源直接加到了 RST/VPD 端，该高电平使 89C51 全机复位，若运行过程中需要程序从头执行，只需要按钮 S 即可，按下 S则直接把 +5V 加到 RST/VPD端从而复位。 图 复位电路图 电源电路 电源电路是单片机系统最基本的部分，所以我们应该高度重视电源部分，不能因为电源部分电路比较简单而有所忽略，电源部分做 好才能保证电路的正常工作。 对电源电路来说，最重要的就是稳压，我们采用的是 +5V电源 供的 直流电 [7]。 14 点阵显示电路 本设计用 4片 LED8 8点阵组成一个 16 16 点阵显示电路 [8]。 LED 数码管是本设计中的显示器件下面对它作一简单介绍。 此处选用的是八段数码管，它是由 8个发光二极管组合而成的，它有共阴极和共阳极两种形 式（如图 a、 b、 c）。 共阴极的内部接法为将8 个发光二极管的阴极结在一起，工作时公共极接地，在 8 个阳极上通以不同的电平是将显示不同的字符；共阳极接法与共阴极相反，它是将 8 个发光 二极管的阳极接在一起，工作时公共极接 +5V， 在 8 个阴极上通以不同的电平来显示相应的字符。 本设计选用 LED88 点阵作为显示器件 ， 从显示亮度来说要求越高 ,其效果越好 ， 从节能 的 角度 上 看 ， LED 器件较为节能 ， 工作电压不高 ， 功耗又小 ,且性能一定要稳定 ， 维修方便 ， LED 电子显示屏以基色彩鲜亮夺目，大的显示信息量、寿命长、耗电量小，重量轻，空间尺寸小，稳定性高，易于操作、安装和维护等特点将在本设计中扮演着重要的角色。 等效电路看起来简单，1 脚加高电平，再在 abcdefgh 段加低电平，第一行的发光二极管就会亮，但是实际的 器件引脚并不是一排引脚按 12345678 的顺序排列，另一排引脚按 abcdefgh 的顺序排列。 而实际引脚通常是乱序的，不过我们可以自己测试引脚的分布情况。 其电路排列如图 图(a)和图 (b)所示。 图 LED 数码管结构图 15 图 (a) 8 8 LED 平面图 图 （ b） 8 8 LED 等效电路图 驱动电路 单片机 P1 口低 4 位输出的行号经 4/16 线译码器 74HC154（如图 ） 译码后生成 16条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。 动态扫描显示时， 74HC154 用来确定某一时刻显示的行号，保证某一时刻只有一行选中。 一条行线上要带动 16 列的 LED 进行显示，按每一 LED 器件 10mA 电流计算， 16 个 LED 同时发光时，需要 160mA 电流（即 16 个 16 LED 点阵同时亮的情况）， 74HC154 为一行 16 个 LED 点阵提供足够大的驱动电流。 74HC154来做列选控制只使用了单片机的 4个 IO 口，节约了很多 IO 资源，为单片机系统扩充使用功能提供了条件。 图 74HC154 外形及引脚。