基于LED显示屏设计C语言编程

基于LED显示屏设计C语言编程,第1张

本设计是在51单片机与PC机上实现基于RS232串行通讯功信坦能的,制定和实现可靠的上下位机通讯协议,完成显示数据的下传和读取,图形和文字有静止、移入移出等多种显示方式是本设计的最大特点。第二章 系统组成与工作原理2.1系统设计山坦数要求和技术指标 此次设计的系统将由五部分(主要分为上位机部分和下位机部分,其中下位机主要分成,显示信息存储器﹑LED显示屏行驱动电路和LED点阵显示屏)组成来实现,分别为:上位PC机﹑串行电平转换器﹑显示信息存储器﹑LED显示屏行驱动电路和LED点阵显示屏。控制系统的结构框图如图2.1所示。设计要求系统能控制中文LED汉字显示,主控板采用以单片机为核心的单片机系统。MCS-51单片机具有扩展性强﹑功能强盛﹑价格较低等长处,因此,采用Atmel公司的AT89C52单片机。采用MAX232作为RS-232与TTL电平的转换器件。PC机发送到下位机的数据先由SBUF(数据缓冲区)接收,再存入EEPROM器件AT24C256中。汉字点阵显示屏可分为屏体和控制器两部分。屏体的主要部分是LED点阵屏,还有行列驱动电路。LED点阵显示屏采用8*8LED显示模块拼接而成。控制电路负责有序地选通各行,选通每一行之前逗首还要把该行该列的数据预备好,一旦该行选通,这一行上的LED发光器件就可以根据列数据进行显示。从理论上讲,不论显示图形还是文字,只要控制这些组成图形或文字的各个点所在位置相应的LED器件发光,就可以得到想要的显示结果,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。16*16点阵共有256个发光二极管,显然单片机没有这么多的端口,假如采用锁存器来扩展端口,按8位的锁存器来计算,16*16的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很大,因为这里仅仅是16*16的点阵,但是在实际应用中的显示屏往往要大的多,这样在锁存器上花的成本也就将是一个很大的数字。因此,在实际应用中的显示屏几乎都不采用静态驱动显示方式之中设计,而是采用另一种称为动态扫描的显示方式。所谓动态扫描,简朴地说就是逐行轮流点亮,这样扫描驱动电路就可以实现多行同名列共用一套列驱动器。以本次设计的16*16点阵为例,把所有的同一行发光管的阳极连在一起,把所有同一列发光管的阴极连在一起(共阳极接法),先发送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存,然后选通第一行使其点亮一定的时间,然后熄灭;再发送出第二行的数据并锁存,然后选通第二行使其点亮一定的时间,然后熄灭;……第十六行之后又重新点亮第一行,这样反复轮回。当这样轮回的速度足够快时(每秒24次以上),由于人眼的视觉暂留现象,就能看到显示屏上稳定的图形。采用串行传输方案,控制电路可以只用一根信号线,将列数据一位一位传往列驱动器,在硬件方面,这无疑是十分经济的。但是,串行传输过程较长,数据按顺序一位一位地输出给列驱动器,只有一行的各列数据都已传输到位之后,这一行的各列才能并行地进行显示。这样,对于一行的显示过程就可以分解成列数据准备(传输)和列数据显示两部分。对于串行传输方式来说,列数据准备时间可能相称长,在行扫描周期确定的情况下,留给行显示的时间就太少了,以至影响LED的亮度。为解决串行传输中列数据准备与列数据显示的时间矛盾问题,可以采用重叠处理的方法,即在显示本行各列数据的同时,传送下一行的列数据。为达到重叠处理的目的,列数据的显示就需要具有锁存功能。经过上述的分析,可以归纳出列驱动器电路应具备的主要功能。对于列数据准备来说,它应能实现串入并出的移位功能;对于列数据显示来说,应具有并行锁存的功能。这样,本行已准备好的数据送入并行锁存器进行显示时,串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据,而会不影响本行的显示。该显示屏系统的原理框图如图2.1所示。

</SPAN></SPAN></SPAN></SPAN>

我做过这样的毕业设计,16*64点阵显示屏,可以各种显示,时间,温度等功能。

给你一个参考:

可以去我的博客下载: http://www.shenzhenwangzhanyouhua.com/seo/ds1302-18b20-1664-display.html

LED 点阵汉字显示屏

概 述

这次比赛制作由于时间紧,同时为了降低制作难度, 仅作了四个字的轮流显示,实际使用时可根据这个原理自行扩充显示的字数。

设计制作主要运用于学校的宣传栏,如:本科评估的各种信息,学校学院重要通知,天气预报等各种信息。

系统设计

一 硬件电路

(1)系统组成:

主要硬件电路:LED 点阵条屏是由 16 个 8*8 的 LED 点阵块组成,形成 16*64 矩形点阵,以AT89S51为控制核心。显示屏的其他主要硬件有:

① 带锁存输出的 8位移位寄存器74HC595,作为LED的列线驱动输入;

② 四六译码器 74LS154,作为 LED行线的译码选择(实际制作中考虑成本问题改为两个74HC138联合);

③ 三极管 9012,连接四六译码器的十六个输出端,作为开关使用,驱动LED的行线。

图二 AT89S51单片机最小系统

AT89S51相关器件连接的接脚如下:PA0-PA3连接4-16译码器的输入口A,B,C,D;PB0-PB3连接74HC595的输入口 SI,SCK,RCK;PD6-PD7作串口通信使用连睁槐接RxD,TxD 两个三八译码器74LS138组成的16个输出端连接 16 个 9012的三极管的基极 B,发射极E 连接5V电源,集电极C连接到三个汉字点阵的16 个行线控制端。 点阵的 48 列数据线驱动由 6 片 74HC595 级联组成,前一片 74HC595 的 Q’H 引脚连接下一片的SI引脚,各片的SCK、RCK、SRCLR、G引脚分别并联。

(2)LED点阵块

图三 LED点阵块

8*8的LED点阵为单色行共阴模块,单点的工作电压为正向(Vf)=1.8 v ,正向电流(IF)= 8-10 mA 。静态点亮器件时(64点全亮)总电流为 640mA,总电压为 1.8 v,总功率为 1.15 W。动态时取决于扫描频率(1/8或1/16秒),单点瞬间电流可达 80-160 mA。 16*16点阵静态时16*16*10mA,动态时单点电流80-160mA。

实际测试:整机电流700 mA

(2) 移位寄存器74HC595

图四 74HC595内部逻辑图

74HC595是带锁存输出的8位移位寄存器,其管脚见下图,其中SI是串行数据的输入端;VCC、GND分别为电源和地;RCK是存储寄存器的输入时钟,SCK是移位寄存器的输入时钟,SCLR是移位寄存器的输入清除,Q’H是串入数据的输出,G是对输入数据的输出使能控制,QA~QH串入数据的并行输出。从SI口输入的数据在移位寄存器的SCK脚上升沿的作用下输入到74HC595中,在RCK脚的上升沿作用下将输入的数据悉庆友锁存在74HC595中,当G为低电平时时,数据并行输出。SCLR为移位寄存器的输入清除端。

(3) 74HC138以及驱动电路

图五 74HC138以及驱动电路实物图

4-16线译码器(用两块74HC138组成),其管脚如图所示,A,B,C,D为译码的输入端,值的区间从0000到1111,Y1~Y15是对应A,B,C,D四个输入引脚的输出脚,其中选中的线用输出低电平,没有选中的输出高电平,G1、G2是使能端,只有输入相应D低电平才能使译码器正常工差纯作。

驱动三极管为16个9012,用万能板焊接。

二 软件设计

单片机方的程序设计 单片机在LED点阵汉字显示系统中主要负责数据的接收、存储和扫描显示 LED点阵屏三大主要功能。串行移动的子程序设计 这是一个通用子程序,在显示子程序中都要被调用,功能是移位寄存器 74HC595接收单片机发出的点阵行数据,逐位移动到对应位置后再进行锁存和输出工作,同时对四六译码器进行开关工作,控制屏幕的显示。

部分程序:初始化程序:

#include <AT892051.H>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

#define SPEED 3

uchar col,disrow

uint word

uchar code HZ[]

uchar BUFF[6]

void loadoneline(void)

void sendoneline(void)

发送部分程序:

void sendoneline(void)

{

char suchar inc

if(col<8)inc=0else inc=1

for(s=4+incs>=0+incs--)

{

SBUF=two_onebyte(BUFF[s],BUFF[s+1])

while(!TI)TI=0

}

}

三 调试

调试主要分为硬件调试和软件调试:

硬件调试:在焊接电路板的时候,应该从最基本的最小系统开始,分模块,逐个进行焊接测试。在对各个硬件模块进行测试时,要保证软件正确的情况下去测试硬件,要不然发生错误时,不知道到底是哪一方出错了。当然,在设计的过程中也存在着失误和不足。

软件调试:软件部分是先参考书上的例子,然后自己根据硬件电路写程序,由于以前所学是C语言,所以这个系统在编写程序过程中都采用C语言编写。刚刚开始,编写不会一次性通过,经过仔细分析修改最后编译成功。但是,在实际写如S51中,LED显示屏出现各种各样的乱码,通过再次认真仔细分析多次修改程序后,程序能够正常运行。

四 总结

在 LED点阵汉字显示屏的设计过程中,学到了很多东西,基本了解了整个嵌入式开发的流程。例如,在进行整个设计之前,应该先根据需求分析,对单片机进行选型,然后对各个硬件模块进行搭试。在画PCB电路板的时候,要注意基本的布板原则。例如,在进行PCB布板的时候,滤波电容不够靠近芯片的电源脚和地脚。在进行搭试点阵块的时候,因为电压过高,导致点阵块损坏。这次第一届电子设计制作,本人受益非浅,在以后的电子设计制作过程中一定吸取教训。

参考文献:

[1]何立民.单片机应用技术选编[M].北京:北京航空航天大学出版社.1998.

[2]杜春雷.如何使用Visual Basic 6.0 dP3~ [M].北京:机械工业出版社,1999.

[3]孙育才.新型AT89S51系列单片机及其应用[M].北京:清华大学出版社.2005.

经验小结:

1,在头文件增加“#pragma SRC(LED.ASM)”语句,可以生成汇编文件,对于理解

汇编语言程序是有很大的好处的。

2,在制作PCB板过程中,业余条件下很难做双面板,不地不做的时候考虑如何布

线才能达到最优最好。

3,在“http://xie-gang.com/WNFZQ.htm”;Keil C51软件的安装,按照该软件

的安装,可以得到无限量的程序编译。因为在写程序的过程中发现,KEIL C51 只

能编译2K的程序代码,不够用。用C编写,感觉很容易理解。程序编写过程中最好

是先参考别人的程序,再修改能不能实用自己的程序要求,之后才自己去编写完

全属于自己的程序。

4,单片机仿真软件 PROTEUS 也是很不错的。在上面可以仿真很多东西。

设想:

1,可以挂在学校的十字路口,提供日期,时间,温度,湿度等天气信息,服务广大同学。

2,可以和电脑相连接,实现同步显示。做一个完整的系统。

进一步学习下面的软件或者语言(知识):

BV

protel 99 se

keil c51

proteus

c/c++

easy isp 51

Easy 51Pro.exe

2007-5-25

下面为静止显示“农林大学”四个字的程序:

#include <REG51.h>

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar disrow

uchar code HZ[]

uchar BUFF[9]

void loadonelineandsend(void)

/********************************************/

/*******************************************************/

void main(void)

{

while(1)

{

for(disrow=0disrow<16disrow++)

{

loadonelineandsend()

P1=0x10+disrow

P1=0x20+disrow

}

}

}

/******************************************************/

void loadonelineandsend(void)

{

uchar s

int q

q=0

for(s=0s<4s++)

{

BUFF[q]=HZ[32*s+disrow*2]

BUFF[q+1]=HZ[32*s+disrow*2+1]

SBUF=255-BUFF[q+1]

while(!TI)TI=0

SBUF=255-BUFF[q]

while(!TI)TI=0

}

}

/******************************************************/

/***********农林大学********************************************/

uchar code HZ[]=

{

0x01,0x00,0x01,0x00,0x7F,0xFE,0x41,0x02,0x81,0x04,0x02,0x00,0x02,0x08,0x05,0x18,

0x09,0x20,0x18,0xC0,0x28,0x80,0x48,0x40,0x88,0x30,0x0A,0x0E,0x0C,0x04,0x08,0x00,

0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x24,0xFE,0xFE,0x08,0x20,0x18,0x60,0x1C,0x70,

0x2A,0xA8,0x28,0xAE,0x49,0x24,0x8A,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,0x08,0x20,

0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x04,0xFF,0xFE,0x01,0x00,0x02,0x80,

0x02,0x80,0x02,0x40,0x04,0x40,0x04,0x20,0x08,0x10,0x10,0x0E,0x60,0x04,0x00,0x00,

0x22,0x08,0x11,0x08,0x11,0x10,0x00,0x20,0x7F,0xFE,0x40,0x02,0x80,0x04,0x1F,0xE0,

0x00,0x40,0x01,0x84,0xFF,0xFE,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x05,0x00,0x02,0x00,

}


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