关于8x8点阵显示课程设计报告

XXXX大学课程设计报告1XXXX大学课程设计报告课题：基于AT89S51的8*8点阵设计院系：电子工程系专业：班级：姓名：学号：指导老师：日期：XXXX大学课程设计报告2摘要本文介绍了一款以单片机AT89S51为控制器的LED点阵显示屏系统的设计。该系统可实现英文字符的显示和动态特效显示。并且可以通过级连的方式来扩大显示屏幕的尺寸以达到增加显示内容的目的。系统采用PC机作为上位机，上位机向单片机发送控制命令和上位机所存储的显示代码，AT89S51单片机接收并处理PC机的控制命令以及显示代码，由显示驱动模块驱动一个16×16分辨率的LED点阵显示屏的扫描显示。PC机与单片机之间的通信采用RS—232C通信标准来实现。所选用的AT89S51单片机具有价格低廉程序写入方便的特点使得整个系统方便维护和检修。除此之外，该系统只占用了单片机少量的I/O口和内存，为系统留下了功能扩展的空间。关键字：AT89S51；LED点阵显示；串行通信AbstractThispaperintroducesadesignoftheLEDlatticedisplaysystembaseonMCUAT89S51.ThesystemcandisplayinbothChineseandEnglishcharactersoftheshowandfromtoptobottomandmovearoundthemagicshow.Andcanbecascadedtoexpandthescreensizetoachieveincreasedcontentpurposes.ThePCsendscontrolcommandsanddisplayscodetomicrocontroller,AT89S51receivescontrolcommandsfromPCandshowsthecode,Drivermoduledrivesa16×16-resolutionLEDlatticeLED’spaneldisplayscanshowed.CommunicationbetweenPCandthemicrocontrollerusingRS-232Ccommunicationsstandards.thecharacteristicsthatAT89S51microcontrollerischeapandcouldbecodedconvenientlymakesthewholesystemConvenienttoMaintenanceandRepair.Inaddition,thesystemwilltakeuponlyasmallamountoftheMCUI/Oandmemory,sothatthesystemhasfunctionalspaceforexpansion.XXXX大学课程设计报告3Keywords:AT89S51,latticeLED’spaneldisplay,serialcommunicationXXXX大学课程设计报告4目录引言.....................................................5第一章系统基本原理及功能要求...........................71.1系统基本原理.....................................71.2设计思想.........................................71.3功能要求.........................................8第二章硬件设计..........................................82.1单片机最小系统...................................82.1.1AT89S51基本参数............................92.1.2复位电路...................................112.1.3晶振电路...................................122.2键盘调整单元...................................122.3LED点阵显示单元................................132.4LED点阵驱动单元................................15第三章软件设计.........................................163.1点阵左移程序设计...............................163.2点阵上移程序设计................................173.3点阵翻转程序设计................................173.4按键消抖及键盘程序设计..........................183.5主程序设计流程图................................193.6全部程序........................................20第四章安装及调试.......................................244.1元器件列表......................................244.2调试中出现的问题及解决..........................25XXXX大学课程设计报告5心得体会及小结.........................................25谢词...................................................26附录...................................................27附录I电路原理PCB图................................27附录II电路仿真图...................................28相关参考文献...........................................29XXXX大学课程设计报告6引言单片机技术的研究现状我国开始使用单片机是在1982年，短短五年时间里发展极为迅速。1986年在上海召开了全国首届单片机开发与应用交流会，有的地区还成立了单片微型计算机应用协会，那是全国形成的第一次高潮。截止今日，单片机应用技术飞速发展，我们上因特网输入一个“单片机”的搜索，将会看到上万个介绍单片机的网站，这还不包括国外的。在2003年7月，91student.com在上海、广州、北京等大城市所做的一次专业人才需求报告中，单片机人才的需求量位居第一。一块小小的片子，为何有这样的魔力？我们首先从它的构成说起：单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐，但是它毕竟体积大。微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么？纵观我们现在生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生活中广泛使用的各种智能IC卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不仅是在现在，在将来将会有更多的人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容量已达1－3亿片，且每年以大约16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率还不到1%。特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内地。所以，学习单片机在我国是有着广阔前景的。研究单片机技术的目的和意义单片机一词最初源于“microcontroller”。单片机也叫做“微控制器”或XXXX大学课程设计报告7者“嵌入式微控制器”，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。它的体积小、质量轻、价格便宜，为学习、应用和开发提供了便利条件。目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人、智能仪表、医疗器械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。所以掌握单片机技术无论是对自身的就业还是自身日后的发展都有一个深远的意义。设计内容本设计共分为四章，描述了单片机8*8点阵的具体设计方法以及调试过程。第一章为系统基本原理及功能要求，介绍了设计思路，具体的工作方式，以及本设计功能要求；第二章为硬件设计，主要是单片机的最小系统，主要有AT89S51的基本参数、电源电路、复位电路、键盘电路、显示电路、晶振电路等；第三章为软件设计。其主要为键盘程序，主程序以及整个设计的程序等；第四章为电路的安装及调试。列出了元器件列表以及在调试过程中的加工方法等；最后还附录了原图和仿真图。本设计的特色，采用了USB供电，方便快捷。XXXX大学课程设计报告8第一章系统基本原理及功能要求1.1系统的基本原理MCS-51单片机作为主控芯片，控制整个电路的运行。其外围电路主要有两部分：复位电路和晶体振荡器。复位电路的功能是：系统上电时提供复位信号，直至系统电源稳定后，撤消复位信号。为可靠起见，电源稳定后还要经一定的延时才撤销复位信号，以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。该设计采用含有二极管的复位电路，复位电路可以有效的解决电源毛刺和电源缓慢下降（电池电压不足）等引起的问题，在电源电压瞬间下降时可以使电容迅速放电，一定宽度的电源毛刺也可令系统可靠复位。晶体振荡电路：MCS-51单片机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分别为该反向放大器的输入端和输出端。这个反向放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器。外接石英晶体(或陶瓷谐振器)及电容C1、C2接在放大器的反馈回路中构成并联振荡电路。对外接电容C1、C2虽然没有十分严格的要求,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、起振的难易程度及温度稳定性。如果使用石英晶体,电容应该使用30pF10pF。1.2设计思想点阵内部结构及外形如下，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；如要将第一个点点亮，则9脚接高电平13脚接低电平，则第一个点就亮了；如果要将第一行点亮，则第9脚要接高电平，而（13、3、4、10、6、11、15、16）这些引脚接低电平，那么第一行就会点亮；如要将第一列点亮，则第13脚接低电平，而（9、14、8、12、1、7、2、5）接高电平，那么第一列就会点亮。LED驱动显示采用动态扫描方法，动态扫描方式是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套列驱动器。以8*8点阵为例