LED数字显示屏的设计-USB迷|专注于互联网分享

2024年2月12日发(作者：澹台清心)

1课程设计目的 ................................................................................................................ 1

2主要任务 ....................................................................................................................... 1

2.1主要任务： ............................................................................................................. 1

2.2技术要求 ................................................................................................................. 1

2.3 方案选型 ................................................................................................................ 1

2.4 程序流程图 ............................................................................................................ 2

2.5器件清单 ................................................................................................................. 2

3电路图及程序 ................................................................................................................ 3

3.1 电路原理图 ............................................................................................................ 3

3.2 电路仿真图 ............................................................................................................ 3

3.3各单元电路方案及集成电路 ..................................................................................... 4

3.3.1 LED数码管电路图 ............................................................................................ 4

3.3.2 8×8点阵工作原理 ............................................................................................ 4

3.4 运行描述 ................................................................................................................ 5

3.5电路板的焊接实物图 ............................................................................................... 6

3.6 程序代码 ................................................................................................................ 7

4课程设计总结 ................................................................................................................ 8

5参考文献 ....................................................................................................................... 9

1、课程设计目的

结合单片机课程所学知识，对所需电路进行设计。对基础知识熟练掌握，使各学科的知识有机的串联起来，融会贯通。培养学生理论与实际相结合的能力以及小组内的团队精神。并能通过本次课程设计了解单片机的应用领域，以及在各个领域中它起到的作用。通过该课程设计能更好的将理论知识与实际应用相结合。能够增强学生的动手能力，并能了解单片机的未来发展趋势。

2、主要任务

2.1主要任务

(1) 系统电路的设计：正确设计单片机控制电路及外围驱动电路，在一块8×8共阴极LED阵列上显示数字；

(2) 显示方式：LED阵列显示屏能正常显示数字并能进行0～9数字的循环显示。

2.2技术要求

（1）画出总体框图，以说明LED显示电路由哪些相对独立的功能模块组成，并以文字对原理做辅助说明；

（2）设计各个功能模块的电路图，加上原理说明；

（3）画出原理图并进行仿真显示数字；

（4）选择合适的元器件，列出元器件清单。

2.3 方案选型

本方案原理框图如图1所示。

列控制信号

限流电路驱动电路80C51LED

单片机控制电路行控制信号

限流电路数码显示输出电路

图1 LED阵列的数字显示屏设计原理框图

2.4 程序流程图

本系统程序流程图如图2所示。

开始

定时器赋初值

计数次数

定时器初始化,定时方式一，开中断，开启定时器0

否

是否显示完

一个数?

是

初始化

是否显示完

10个数?

是

否

等待中断

主函数运行流程图

图2 程序流程图

结束

定时器0中断服务函数

2.5器件清单

本系统所采用的器件如下表所示：

表1 器件清单

器件名称

电阻

8×8LED

PNP三极管

单片机AT89C51

型号及器件大小

4.7kΩ

100Ω

SD411288

器件个数

8550

3电路图及程序

3.1 电路原理图

本方案电路原理图如图3所示。

8*8点阵Q1VCC

Q2Q3Q4Q5Q6Q7Q8R8R7R6R5R4R3R2R10.1K0.1K0.1K0.1K0.1K0.1K0.1K0.1K21514C13130pf12MCRYSTALC230pfR110k191891716P10P11P12P13P14P15P16P17INT1INT0T1T0EA/VPX1X2RESETRDWR8051RXDTXDALE/PPSEN10113029P00P01P02P03P04P05P06P07P20P21P22P23P24P25P26P27393837363534333222728R9R10R11R12R13R14R15R164.7k4.7k4.7k4.7k4.7k4.7k4.7k4.7kCVCC 5v

图3 LED阵列的数字显示屏电路原理图

3.2 电路仿真图

本方案的LED阵列的数字显示屏电路实例运行图如图4所示。

R16vcc100RR15100RR14100RR13100RR12100RR11100RR10100RR9100RR14k7U233343536373839P3.7/RDP3.6/WRP3.5/T1P3.4/T0P3.3/INT1P3.2/INT0P3.1/TXDP3.0/RXDP2.7/A15P2.6/A14P2.5/A13P2.4/A12P2.3/A11P2.2/A10P2.1/A9P2.0/A8P0.7/AD7P0.6/AD6P0.5/AD5P0.4/AD4P0.3/AD3P0.2/AD2P0.1/AD1P0.0/AD0AT89C5130pFP1.7P1.6P1.5P1.4P1.3P1.2P1.1P1.087654321Q8PNPR24k7Q7PNPR34k7Q6PNPR44k7Q5PNPR54k7EAALEPSEN313029C310uFRST9Q4PNPR64k7R1710kC1X130pFQ3PNPR74k7XTAL218CRYSTALQ2PNPR84k7XTAL119C2Q1PNP

图4 LED阵列的数字显示屏电路实例运行图

3.3 各单元电路方案及集成电路

3.3.1 LED数码管电路图

图5 LED数码管电路图

LED数码管显示器由8个发光二极管中的7个长条形发光二极管组成。一般用来显示处理结果和输入/输出信号的状态。数码管按连接方式分为共阳极数码管和共阴极数码管。

3.3.3 8×8点阵工作原理：

8X8点阵共由64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置1电平，某一列置0电平，则相应的二极管就亮。

表2 8×8点阵控制表（有字侧在右边且正面朝上）

引脚

控制端

控制第4列显示

控制第2列显示

控制第2行显示

控制第3行显示

控制第1列显示

控制第5行显示

控制第3列显示

控制第6列显示

有效电平

高

低

高

低

高

引脚

控制端

控制第8行显示

控制第7行显示

控制第7列显示

控制第1行显示

控制第5列显示

控制第6行显示

控制第4行显示

控制第8列显示

有效电平

低

高

低

高

低

高

3.4 运行描述

（1）给单片机开发系统的芯片写程序

（2）正确连接单片机及电路板，特别是引脚的连接

（3）给电路板供电，将编译器生成的代码HEX文件下载到单片机中，连接好各个模块，将LED点阵显示屏的功能逐一测试实现。看点阵显示屏的显示是否为数字0-9的循环。如下图所示

图6 8×8点阵LED数字显示“0--9”

其显示代码为：0FFH,0C1H,0BEH,0BEH,0BEH,0BEH,0C1H,0FFH；0

0FFH,0FFH,0DEH,80H,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH ；1

0FFH,0FFH,0D8H,0BAH,0BAH,0BAH,0C6H,0FFH ；2

0FFH,0DDH,0BEH,0B6H,0B6H,0C9H,0FFH,0FFH ；3

0FFH,0FFH,0F3H,0EBH,0DBH,80H,0FBH,0FFH ；4

0FFH,0FFH,8DH,0AEH,0AEH,0AEH,0B1H,0FFH ；5

0FFH,0C1H,0B6H,0B6H,0B6H,0D9H,0FFH,0FFH ；6

0FFH,0FFH,0BFH,0BFH,0BFH,0B0H,8FH,0FFH；7

0FFH,0FFH,0C9H,0B6H,0B6H,0B6H,0C9H,0FFH ；8

0FFH,0FFH,0CDH,0B6H,0B6H,0B6H,0C1H,0FFH ；9

只需将这些代码分别送到相应的端口上，即可实现数字显示。

3.5电路板的焊接实物图

图7 电路板背面图

图8 电路板正面图

图9 电路板与单片机芯片连接图

焊接时注意三极管的各个脚的极性，在本次课程设计中采用PNP型的三极管，基极连接4.7K电阻，发射极连接+5V电源，集电极连接8*8点阵，放大倍数为230倍。焊接号电路后，要注意点阵各引脚与开发板的P1口和P2口各引脚的对应关系，否则显示的不是预期的结果，并且要注意在连线的时候各引脚之间不能让线粘连造成的短路现象。

3.6程序代码：

ORG 0000H；设程序起始地址

LJMP START；跳至主程序

ORG 000BH；中断T0入口地址

LJMP LOOP；转至中断

ORG 0030H

START: MOV 30H,#00H

MOV 31H,#00H

MOV 32H,#00H

MOV TMOD,#01H；设置T0工作在方式1定时方式

MOV TH0,#(65536-4000)/256；赋初值

MOV TL0,#(65536-4000) MOD 256

SETB TR0；开启T0

SETB ET0;开中断T0

SETB EA；开总中断

SJMP $；等待中断

LOOP: MOV TH0,#(65536-4000)/256；重新赋初值

MOV TL0,#(65536-4000) MOD 256

MOV DPTR,#TAB；赋表首址

MOV A,31H

MOVC A,@A+DPTR；查表

MOV P1,A；将信号给P1

MOV DPTR,#TABE;赋表首址

MOV A,32H

MOV B,#8

MUL AB

ADD A,31H

MOVC A,@A+DPTR；查表

MOV P2,A；信号给P2

INC 31H

MOV A,31H

CJNE A,#8,NEXT；显示完一个数之后跳转

MOV 31H,#00H；清零

INC 30H

MOV A,30H

CJNE A,#100,LOOP1；控制显示速度

MOV 30H,#00H；清零

INC 32H

MOV A,32H

CJNE A,#10,LOOP1；显示完10个数跳转

MOV 32H,#00H；清零

LOOP1: RETI；中断返回

TAB: DB 0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,07FH

TABE: DB 0FFH,0C1H,0BEH,0BEH,0BEH,0BEH,0C1H,0FFH0

DB 0FFH,0FFH,0DEH,80H,0FEH,0FFH,0FFH,0FFH ；1

DB 0FFH,0FFH,0D8H,0BAH,0BAH,0BAH,0C6H,0FFH ；2

DB 0FFH,0DDH,0BEH,0B6H,0B6H,0C9H,0FFH,0FFH ；3

DB 0FFH,0FFH,0F3H,0EBH,0DBH,80H,0FBH,0FFH ；4

DB 0FFH,0FFH,8DH,0AEH,0AEH,0AEH,0B1H,0FFH ；5

DB 0FFH,0C1H,0B6H,0B6H,0B6H,0D9H,0FFH,0FFH ；6

DB 0FFH,0FFH,0BFH,0BFH,0BFH,0B0H,8FH,0FFH；7

DB 0FFH,0FFH,0C9H,0B6H,0B6H,0B6H,0C9H,0FFH ；8

DB 0FFH,0FFH,0CDH,0B6H,0B6H,0B6H,0C1H,0FFH ；9

4、课程设计总结

通过本次的课程设计使我对单片机课本所学的知识更加巩固，对各引脚的功能有了更深层次的理解对单片机芯片不再那样盲目，对所学的理论知识和实际相结合的能力有了进一步的提高。通过写实验程序，对111条指令更加熟悉。

这个设计过程中，我遇到过许多次失败的考验，就比如，自己对实际生活中的交通秩序的不了解给整个设计带来的困扰，真想要就此罢休，然而，就在想要放弃的那一刻，我明白了，原来结果并不那么重要，我们更应该注重的是这一整个过程。于是，我坚持了下来。

最后，终于按要求把作品做出来了，虽然看似很简单，但是对我们的实际动手能力却是很考验的，这也对我们今后的工作敲响了警钟：要认真的看待每个需要处理的问题，不要认为事情过于简单，不能急于求成，但不要放弃。要保持你的头脑清醒。

在此，也非常感谢各位老师辛苦的指导，没有老师们的指导，我们遇到的问题就不能很好的解决。在此，向老师们表示由衷的感谢！

希望以后有更多的机会多多参与这样的设计和实习，锻炼我们的动手能力，为今后的工作和学习奠定基础。

5、参考文献

[1] 李光飞,楼然苗,胡佳文,谢象佐.单片机课程设计实例指导.北京航空航天大学出版社.2004.9

[2] 蔡朝洋.单片机控制实习与专题制作.北京：北京航空航天大学出版社，2006.11

[3] 楼然苗.51系列单片机设计实例.北京：北京航空航天大学出版社，2006.2

[4] 刘刚,秦永左. 单片机原理及应用.北京：中国林业出版社，2006.9

课程设计

评语

课程设计

成绩

指导教师

（签字）

年月日