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51单片机对16×16点阵显示屏的控制设计1．功能16×16点阵显示屏学习板如下图所示，LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，通过文字图像取模软件获得数据码，可以显示各类图形或文字。
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。
2．基本原理16×16点阵是用4个8×8点阵屏拼合而成，8X8点阵LED工作原理说明：8×8点阵共需要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，当对应的某一列置1电平，某一行置O电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法。
对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述：一根竖柱：对应的列置1，而行则采用扫描的方法来实现；一根横柱：对应的行置O，而列则采用扫描的方法来实现。
对于点阵移动显示的方法有很多，最简单的方法就是你先对你的点阵的每个点标上序号然后画出变化后的点阵图找到对应的点然后总结规律这样你可以写出任意的屏幕变换。
举个例子：16×16点阵左移，取字模自左到右自上到下，那么移动就是将后一列移到前一列。
行驱动采用7411C154（4—16线译码器）及PNP三极管。
列驱动采用74HCC595移位寄存器将控制位级连接入单片机，每个74H1C595数据输入端单独接单片机。
16×16点阵模块由4块小的8×8点阵模块通过级连而拼成，共16行，16列。
板上资源有STC89C51单片机芯片。
支持串口ISP在线下载，4个8×8点阵显示模块（组成一个16×16点阵）、全板总共可扩展成16个8×8点阵显示模块（组成四个16×16点阵，最多同时显示4个汉字），4位按键输入、一个手动复位按键、蜂鸣器。
基于单片机的16*16点阵显示屏摘要众所周知，当今社会对于LED点阵屏的设计多种多样，不仅用于室内钟表，电视墙，投影仪等仪器的显示，还可以用于室外的广告牌的显示设计。
本文采用了单片机STC89C52RC为核心主控芯片，主要实现一个16x16的LED显示屏对文字动态显示的效果，通过单片机编程实现所想要的显示效果。
并实现按键切换文字的效果。
切换滚动显示“泉州信息职业技术学院”和“福建省示范性院校”。
主要采用74LS138作为列扫描，74HC595作为行扫描实现我们点阵16x16的动态显示效果。
关键词：LED点阵显示屏；STC89C52RC；74LS138 ；74HC595目录1：绪论 (2)1.1单片机的应用 (3)1.2LED显示屏的介绍 (3)1.3设计的意义及目的 (3)2：硬件设计 (4)2.1设计框图及介绍 (4)2.252系列单片机简介 (4)2.389C52芯片 (6)2.474LS138芯片介绍 (9)2.574HC595芯片介绍 (10)2.616×16点阵LED原理及应用 (12)2.7LED点阵的显示文字图形原理 (13)2.8点阵驱动电路 (14)3：软件设计 (14)3.1软件编写分析 (14)3.2点阵滚动显示流程图 (15)调试 (16)总结 (17)参考文献 (18)致谢 (19)毕业设计（论文）知识产权声明 (20)毕业设计（论文）独创性声明 (21)附录一：程序清单 (22)附录二：设计原理图 (27)附录三：仿真图 (28)1：绪论1.1单片机的应用单片微型计算机（single chip microcomputer）简称单片机[1]各类专用控制器而设计的通用或专用微型计算机系统，高密度集成了普通计算机微处理器，一定容量的RAM和ROM以及输入/输出接口，定时器等电路于一块芯片上构成的。
单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。
编号毕业设计（论文）题目基于单片机的16×16LED点阵显示屏设计二级学院电子信息与自动化学院专业测控技术与仪器班级测控一班学生姓名丁徽徽学号 11107030106指导教师米曾真职称副教授时间 2015年6月6日目录摘要 .................................................................................................................................................... Abstract . (I)第一章绪论 01.1 单片机的发展阶段 01.2 单片机的发展趋势 01.3 单片机的特点 (2)1.4 LED简介 (3)1.5 LED的特点 (4)第二章功能要求及方案论证 (5)2.1 功能要求 (5)2.2 显示模块方案论证 (5)第三章系统电路的硬件设计 (8)3.1 设计框图 (8)3.2 单片机的选择 (8)3.3 AT89C51芯片简介 (9)3.4 系统硬件电路的设计 (12)第四章系统的程序设计 (21)4.1程序的编写过程 (21)4.2 程序设计流程图 (23)第五章软件调试及硬件制作 (24)5.1 软件调试及仿真 (24)5.2 硬件制作 (27)结束语 (28)致谢 (29)附录 (36)附录A：16*16点阵显示屏设计程序 (36)附录B：proteus ISIS 软件仿真图 (47)附录C：供电以后16*16点阵实物效果图 (48)附录D：元器件清单列表 (49)摘要本设计是基于单片机AT89C51为核心的由4个8×8的点阵显示屏形成的16×16点阵显示屏设计。
系统的介绍了由AT89C51为控制系统的点阵显示屏动态设计过程。
通过该芯片AT89C51控制一个行驱动器4-16线74HC154译码器和两个列驱动器74HC595级联成串行输入并行输出的移位寄存器来驱动显示屏，该显示屏能显示汉子、字符和图形等。
基于单片机16*16的点阵显示院系：机电工程学院专业（班级）：电子信息工程2班姓名：学号:指导教师：职称：完成日期：目录1 引言 (1)2 设计的任务与要求 (3)3硬件电路设计 (4)3.1 总体设计方案 (4)3.2 元器件描述 (5)3.2.1 STC89c52单片机 (5)3.2.2 74hc595寄存器的概述 (7)3.2.4 16*16点阵显示屏幕 (8)3.2.5 点阵显示模块 (9)3.3 89c52应用系统部分电路 (10)3.3.1 晶体振电路原理和概述 (10)3.3.2 上电复位电路 (11)3.3.3 I/O口和扩展锁存器控制点阵显示 (12)4系统软件设计 (12)4.1 软件设计描述 (13)4.2 16*16点阵显示程序 (13)5调试以及性能分析 (19)总结 (20)参考文献 (21)附录A 总电路图 (22)附录B 实物图 (23)基于单片机的16*16点阵显示1 引言现代信息产业的高速发展，在我们周围LED显示屏作为现代信息化社会的一个闪亮标志。
其广泛的应用在室内外需要进行服务的地方，众人皆知在我们生活的领域如电信，邮政大厅，营业部，车站，机场，港口，体育场所等信息的发布，政府政策的发布，各类市场行情信息的发布和宣传等。
信息广告在蓬勃发展的市场经济中起着越来越重要的作用。
随着技术的不断进步，新产品层出不穷，市场竞争越来激烈，广告的重要性也就更加引发企业的关注。
一个成功的企业隔离不开成功的广告，而成功的广告离不开成功的广告技术和发布手段。
因此，广告的新颖性，广告的创意引起高层人士的高度重视。
在以前电子技术还不发达的时候，我们通常见到的是通过写大字报基挂横幅等来打广告，但那样很不方便，比如要更换内容则要整个都要换掉，而且到了晚上就看不清，非常麻烦。
所以在现代信息技术发达的社会，仅仅这样肯定是没有竞争力的，而汉字显示屏的出现，不仅可以随时更改内容，而且到了晚上也特别的醒目，操作也非常的简便，成本低，从而很全有实用性，给人们带来了许多的用途与方便，基于PC 机控制的LED点阵式显示屏的发展技术也非常的快，不仅点阵数高，同时可以显示铁汉字或图形，而且清晰度非常高。
科 技 天 地42INTELLIGENCE基于单片机的16*16LED 点阵屏显示设计吉林科技职业技术学院 刘 硕摘 要：本文主要介绍了利用STC89C52单片机和74LS154芯片来控制的由四块8*8LED 点阵显示屏构成的16*16LED 点阵显示屏。
主要阐述了点阵屏的显示原理和16*16LED 点阵屏的设计及本设计的待改进之处。
关键词：单片机 74LS154 16*16LED 点阵屏随着科学技术的的高速发展，LED 点阵显示屏已经成为信息传播的一种重要手段。
点阵屏广泛应用于室内和室外，如银行、机场、港口、体育场馆等信息的发布，政府机关政策、政令，各类市场行情信息的发布和宣传等。
它在我们生活中的作用和影响越来越大，那么如何实现点阵屏显示汉字呢？接下来本文会一一阐述。
一、点阵屏的研究意义当今社会是信息的时代，作为一种传播信息的介质，点阵屏的应用日益扩大，什么原因使得点阵屏如此受得广大使用者的青睐？（一）耗电省，成本低点阵屏的内部结构是由LED（发光二极管）构成，LED 就是一种新型的高效光源。
它可以降低电能的消耗增长速度，从而减低电网容量的费用，降低能源的消耗和减少污染物。
作为一些公共场所，长期的进行信息的发布和宣传，使用这种新型的光源确实是节省了用电量。
点阵屏不仅耗电省，而且一块小的点阵屏市场价为几元钱，制作一块大的显示屏成本也不会很高。
使用者可以根据自己发布的信息量选择合适大小的点阵屏，从而降低了成本。
（二）方式灵活，易维修使用者可以根据自己的需要任意编排点阵屏，可以编排成长方形、正方形等，并且点阵屏体积小，可挂在墙上节省空间。
一般情况下我们都会使用只有几厘米的单片机来控制整个电路，这样节省了很多元件，电路简单，方便维修，同时单片机的可靠性很高，电路不易出现问题。
大的点阵屏都是模块化设计的，这样安装方便，维修也就容易了。
（三）高亮度，发光均匀由于LED 的透光率高，可以有更多的光通过来，提高了亮度，从而使LED 发光均匀，使它大受使用者的欢迎。
基于 51 单片机16×16点阵 LED显示屏的设计摘要：近年来，单片机己经成为科技领域的有力工具，人类社会生活的得力助手。
它的广泛应用，不仅仅体现在工业控制、机电应用、智能仪表、实时控制、航空航天、尖端武器等行业和领域的智能化、高精度化，而且在人类日常生活中也随处可见它的身影。
本论文提出基于普通51系列单片机实现LED显示屏控制的原理及方法，通过软硬件结合的方法设计出一款性价比较高且适用于职业技能教学的16×16点阵LED显示屏。
关键词：单片机 LED显示屏机电应用点阵本系统采用AT89C51单片机为核心而设计的16×16点阵LED显示屏。
系统功能划分成4大模块，分别为：单片机系统及外围电路模块、列驱动器电路模块、行驱动器电路模块和LED显示屏电路模块。
在对系统工作原理充分研究的基础上，选择合适的元件型号和参数，再用Proteus绘图软件绘制电路原理图，最后根据电路接口编写软件程序，软件程序采用C语言编程，Keil软件设计。
一、显示屏模块化设计该16X16点阵显示屏硬件设计是以单片机为中心的核心控制模块，采用模块化设计。
系统的主要功能模块原理框图如图1所示。
图1 主要功能模块原理框图二、硬件设计本设计分为硬件设计和软件设计，这两者相互结合，不可分离。
本系统硬件设计过程如下：1、单片机系统及外围电路模块单片机系统及外围电路如图2所示，主要有+5V电源、AT89C51单片机、时钟电路、复位电路等组成。
图2单片机系统及外围电路图2、时钟模块本系统中采用的是内部时钟方式。
内部时钟方式就是利用单片机芯片内部的振荡器，通过在引脚XTALl和XTAL2两端跨接晶体振荡器，构成稳定的自激振荡器的方法，再由获得的自激振荡器发出稳定的脉冲，直接送入芯片内部的时钟电路的方式。
时钟电路如图3所示。
图3时钟电路从时钟电路的示意图中可以看到，单片机所跨接的晶体振荡器旁边还有两个电容器C1和C2。
邢台职业技术学校Xingtai Polytechnic Institute 毕业设计（论文）题目16×16点阵LED电子显示屏的设计班级应电081姓名杨艳德指导教师唐俊英16×16点阵LED电子显示屏的设计目录摘要 (3)关键词 (3)前言 (4)1.背景介绍 (5)1.1 LED及LED显示屏 (5)1.2 MCS-51系列单片机简介 (6)1.2.1 MCS-51系列单片机及其特点 (6)1.2.2 单片机的发展历史简介 (6)3.功能要求 (7)4.方案实现 (7)4.1 系统硬件电路的设计 (8)4.1.1单片机系统及外围电路 (9)4.1.2列驱动电路 (9)4.2.系统程序的设计 (11)4.2.1显示驱动程序 (11)4.2.2系统主程序 (12)5性能分析 (19)5.1 性能分析 (19)总结 (20)摘要LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。
文章给出了一种基于MCS-51单片机的16×16 点阵LED显示屏的设计方案。
包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分汇编语言程序等方面。
在负载范围内, 只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展,是一种成本低廉的图文显示方案。
关键词：MCS-51；LED；单片机前言LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。
在实际应用中的显示屏由于成本和可靠性的因素常采用一种称为动态扫描的显示方法。
本文设计的是一个室内用16ｘ16的点阵LED图文显示屏，图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。
LED显示屏分为数码显示屏、图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。
LED数码显示屏的显示器件为7段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏。
邢台职业技术学校Xingtai Polytechnic Institute 毕业设计（论文）题目16×16点阵LED电子显示屏的设计班级应电081姓名杨艳德指导教师唐俊英16×16点阵LED电子显示屏的设计目录摘要 (3)关键词 (3)前言 (4)1.背景介绍 (5)1.1 LED及LED显示屏 (5)1.2 MCS-51系列单片机简介 (6)1.2.1 MCS-51系列单片机及其特点 (6)1.2.2 单片机的发展历史简介 (6)3.功能要求 (7)4.方案实现 (7)4.1 系统硬件电路的设计 (8)4.1.1单片机系统及外围电路 (9)4.1.2列驱动电路 (9)4.2.系统程序的设计 (11)4.2.1显示驱动程序 (11)4.2.2系统主程序 (12)5性能分析 (19)5.1 性能分析 (19)总结 (20)摘要LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。
文章给出了一种基于MCS-51单片机的16×16 点阵LED显示屏的设计方案。
包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分汇编语言程序等方面。
在负载范围内, 只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展,是一种成本低廉的图文显示方案。
关键词：MCS-51；LED；单片机前言LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。
在实际应用中的显示屏由于成本和可靠性的因素常采用一种称为动态扫描的显示方法。
本文设计的是一个室内用16ｘ16的点阵LED图文显示屏，图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。
LED显示屏分为数码显示屏、图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。
LED数码显示屏的显示器件为7段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏。
电子技术课程设计基于单片机的16×16点阵滚动屏设计院（系）名称信息工程学院专业班级学号学生姓名小彬指导教师2014年5月30日基于单片机的16×16点阵滚动屏的设计摘要随着LED点阵屏显的技术日趋成熟，精致低功耗的点阵成为发展的一种趋势······本设计以单片机最小系统为核心，作为主控芯片。
采用经济实惠的STC89C52系列单片机，来控制LED点阵电子显示屏的动态设计。
16×16完全可以满足各种文字或单色图像，采用4块8×8点阵（SM421988共阴),采用阳码实现行输入（74hc595驱动），阴码实现列扫（74hc154列扫）。
采用动态显示，使图像或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。
基于C语言易植入，容易开发特点，采用C语言编程，文字图像取模用PCtoLCD2002取模软件。
LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低等特点在车站、证券所、运动场馆、交通干道及各种室内、室外显示场合的信息发布，公益宣传，环境参数实时等等得到广范应用。
关键词：STC89C52,SM421988, 74hc595,74hc154, 点阵动态显示。
目录1 绪论 (I)1.1课题描述 (I)1.2基本工作原理及框图 (I)2 相关芯片及硬件电路设计 (I)2.1STC89C52芯片 (I)2.1.1 STC89C52的功能特性 ........................................................ 错误！未定义书签。
2.1.2 STC89C52的主要性能参数 (II)2.1.3 STC89C52最小系统电路 .................................................... 错误！未定义书签。
2.2点阵显示 ...................................................................................................................... I II2.2.1 SM421988的功能特性.......................................................................................... I II2.2.2 SM421988的结构电路.......................................................... 错误！未定义书签。
2.3点阵驱动电路 .............................................................................................................. I V2.3.1 74HC595的功能特性 ............................................................................................ I V2.3.2 74HC595操作时序 ................................................................................................ I V2.3.3 74HC154功能特性 ................................................................................................ I II2.3.4 74HC154真值表 .................................................................................................... I II3 系统软件设计 (VII)3.1程序主要流程 (VII)3.2程序设计 (VII)3.3PROTUES仿真 (VII)3.4实物焊接调试 (VII)总结 ................................................................................................................................. X VI 致谢 . (XVII)参考文献 (18)1 绪论1.1 课题描述单片微型计算机（single chip microcomputer ）简称单片机，它为各类专用控制器而设计的通用或专用微型计算机系统，高密度集成了普通计算机微处理器，一定容量的RAM 和ROM 以及输入、输出接口，定时器等电路于一块芯片上构成的，虽然单片机只是一个芯片，但无论从成本还是功能上来看，它具有了微机系统的特征。
本设计采用STC89C52系列单片机，经济实惠。
随着LED 显示技术日趋成熟和普遍公共场合需求量增大，现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场合所需要用点阵图形显示器显示汉字，广告屏等。
所以研究LED 显示有实用意义。
1.2 基本工作原理及框图本课程设计的点阵滚动显示有单片机STC89C52作为核心控制，有其构成单片机最小系统。
点阵屏显示部分核心有4块SM421988的8×8点阵构成16×16显示模块。
考虑到点阵屏显示亮度问题，采用74HC595和74HC154芯片作为代码的行扫和列选。
基本工作原理框图如图1所示。
图1基本工作原理框图 2 相关芯片及硬件电路设计2.1 STC89C52芯片STC89C52是STC 公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程FLSH 存储器。
STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。
在单芯片上，拥有灵巧的8位的CPU 和在系统可编程FLSH ，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
具有以下标准功能：8K 字节FLSH ，512字节RAM ，32为I/O 口线，看门STC89C52单片机最小系统 两片74HC595和一片74HC154构成点阵驱动模块四块SM421988构成16×16点阵显示模块中断定时滚动时间狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16位定时器、计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量级2级中断结构），全双工串行口。
另外STC89C52可降至0HZ静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。
空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。
掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。
最高运作频率35MHZ，6T/12T可选。
STC89C52引脚图如图2所示。
图2 STC89C52引脚图2.1.2STC89C52的主要性能参数STC89C52主要性能参数如下：●与MC－51产品指令系统完全兼容●工作电压：5.5V~3.3V(5V单片机)/3.8V~2.0V（3V单片机）●工作频率范围：0~40MHZ，相当于普通8051的0~80MHZ，实际工作频率可达48MHZ●用户应用程序空间8K字节●片上集512字节RAM●通用I/O（32个），复位后为：P0/P1/P2/P3是准双向口/弱上拉，P0口是漏极开路输出，作为总线扩展用时，不加上拉电阻，作为I/O用时，需上拉电阻。
●ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程），无需专用仿真器，可通过串口直接下载用户程序，数秒即可完成。
●具有EEPROM功能●共3个16位定时/计数器。
●外部中断4路，下降沿中断或低电平触发电路。
●通过异步串行（UART），还可用定时器软件实现多个UART●工作温度范围：-40~+85（工业级）/0~75（商业级）●DIP封装2.1.3 STC89S52最小系统电路图3 最小系统原理图2.2 点阵显示利用人们的视觉暂留的特点，不断给有四块SM421988型8×8点阵构成的16×16点阵刷新，扫描，最终给人的感觉是一幅画面或者一个完整的文字。
2.2.18*8点阵工作原理和方案若要用点阵发光二极管显示汉字，首先将汉字放在一个方块内，方格块分为8*8共64个小方格，在方格内写上汉子，在汉字笔画下落处的小方格里填上“1”，无笔画处填上“0”，这样就形成了一个汉字二进制数据。
由于一块8*8点阵像素有限，不能完整显示一个汉字，故采用四块两两级联的方式。
利用两片74HC595将汉字或图片两个字节的代码送出，并用74HC154进行列选。
2.2.2SM421988结构电路图4 SM421988点阵内部结构原理图2.3 点阵驱动电路利用两片595共用时钟线和锁存使能，并用两个I/O一次以八个数据位，分别将PCtoLCD2002软件得到的一个汉字或图画的两字节代码送进74HC595，然后通过一片74HC154选通数据所在列。
构成4块8×8的点阵驱动电路。
不断刷新，扫描，将寄存器的完整代码依次送出，由于人的视觉暂留，一个汉字或图画就显现出来了。
2.3.1 74HC595功能特性74HC595是硅结构的CMOS器件，兼容低电压TTL电路，遵守JEDEC标准。
74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。
移位寄存器和存储器是分别的时钟。
数据在SHcp（移位寄存器时钟输入）的上升沿输入到移位寄存器中，在STcp（存储器时钟输入）的上升沿输入到存储寄存器中去。
如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。
移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。
8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻关断状态。
三态。
将串行输入的8位数字，转变为并行输出的8位数字，例如控制一个8位数码管，将不会有闪烁。
2.3.2 74HC595操作时序图5 74HC595操作时序2.3.3 74HC154功能特性74HC154是一款高速CMOS器件，74HC154引脚兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。
