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16×16点阵

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第八届“蓝天超市杯”电子产品设计竞赛（电子产品论文）『16*16点阵时钟显示屏』作品：时钟显示屏成员：叶勇健、赵云忠时间：2011/11/19摘要：点阵显示屏，它最大的特点在于功能的多样化，为我们带来了极大的方便。

而LED点阵式显示屏，具有亮度高、功耗小、寿命长等优点。

若以LED点阵来作为显示数字、符号的显示屏，则可实现远距离、大视角的时钟显示。

从而非常适合于在公共场所中显示时间。

本设计的重点在于对点阵式显示屏的显示研究。

从宏观上来上，显示屏可分为两个部份：显示器件和微控制器。

由微控制器控制显示器件的亮灭、颜色变化，从而组合出所需要的图相。

在此次设计中，采用了4块8X8个单色LED作为显示器件，用主芯片89c51、译码器74ls154、ds1302作为微控制器，以动态的方式进行图面显示。

由于充分考虑了软硬件的易扩充性，用本设计的构架思想可很方便地进行点阵扩充和多个汉字或图形的显示。

设计中所涉及的知识点主要有：点阵显示原理，字模提取，显示左移算法的实现，单片机、译码器和ds1304的使用。

以及在软硬件设计调试过程中的各种现象及解决方案。

关键词：点阵显示原理；LED点阵；单片机；74ls154；ds1302；Abstract：Dot matrix display, its biggest characteristic is that the function of diversification, bring us a great convenience. While the LED dot matrix display, has the advantages of high brightness, low power consumption, long life etc.. If the LED dot matrix display, symbols as digital display, it can realize long-distance, large visual angle clock display. Thus very suitable for public display time.The design focuses on the dot matrix screen display research. From a macro point, displays can be divided into two parts: display device and a micro controller. The micro controller control display device, light color change, thus combined the chart. In this design, using 4 8X8 LED as a monochrome display device, with the main chip, 89C51 decoder 74ls154, ds1304 as the microcontroller, in a dynamic way to map display. Because of fully considering the hardware and software expandability, the design framework of thought can be conveniently lattice expansion and a plurality of Chinese characters or graphics display.Involved in the design of the knowledge point are: dot matrix display principle, abstraction, showed a left shift algorithm, single chip microcomputer, the decoder and the use of ds1304. And in the software and hardware design and debugging process of a variety of phenomena and solutions.Keywords: Dot matrix display principle; LED matrix; single chip microcomputer; 74ls154; ds1304目录摘要 (2)Abstract (3)目录 (4)第一部分产品分析 (5)1.1 8051系列单片机介绍 (6)1.2 74LS154介绍 (7)1.3 DS1302芯片 (8)1.4 点阵屏工作方式 (9)第二部分产品设计 (10)2.1 设计目的 (11)2.2 相关软件的使用 (12)第三部分设计草图及电路图 (13)3.1 PROTEUS仿真图 (14)3.2PROTEL原理图 (15)3.3 PROTEL PCB图 (16)3.4C语言程序 (17)第四部分产品的显示效果（具体看展示） (18)第六部分：实验总结与体会 (19)小结 (20)附录程序代码 (21)第一部分：产品分析主要芯片介绍1.18051系列的单片机AT89C单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。

图片见下图附录1。

（1）．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8TTL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，P0 口作为原码输入口，当FIASH进行校验时，P0输出原码，此时P0外部必须被拉高。

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口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TTL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。

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，如下表所示：口管脚备选功能P3.0 RXD（串行输入口）P3.1 TXD（串行输出口）P3.2 /INT0（外部中断0）P3.3 /INT1（外部中断1）P3.4 T0（记时器0外部输入）P3.5 T1（记时器1外部输入）P3.6 /WR（外部数据存储器写选通）P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）P3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1/6。

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1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1.2 74ls154功能简介54/74154 为4 线－16 线译码器，当选通端（G1、G2）均为低电平时，可将地址端（ABCD）的二进制编码在一个对应的输出端，以低电平译出。

如果将G1和G2中的一个作为数据输入端，由ABCD对输出寻址，74LS154还可作1线-16线数据分配器。

附录2 74LS154管脚图（2）引脚功能介绍A、B、C、D 译码地址输入端(低电平有效)G1、G2 选通端(低电平有效)0－15 输出端(低电平有效)（3）74ls154真值表:1.3、DS1302时钟芯片DS1302时钟芯片是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗是实时芯片，附加31字节静态RAM，采用SPI三线接口，与CPU进行同步通信，实时时钟可以提供秒、分、时、日、星期、月和年。

工作电压 2.5~5.5V，采用双电源供电，可设置备用电源从电方式，提供了对备电源进行涓细电流进行充电能力。

DS1302用于重要的数据记录，能实现数据与出现该数据的时间同时记录，各引脚功能：VCC1：备用电源；VCC2主电源；在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行。

DS1302由Vcc1或Vcc2两者中的较大者供电。

当Vcc2大于Vcc1+0.2V时，Vcc2给DS1302供电。

当Vcc2小于Vcc1时，DS1302由Vcc1供电SCLK：串行时钟，输入；I\O：三线接口时候的双向数据线；CE：输入信号，在读写时候必为高电平，功能有：CE开始控制字访问移位寄存器的控制逻辑；其次，CE提供结束单字节或多字节传输的访问。

X1和X2是振荡源，外接32.768kHz晶振。

RST是复位/片选线，通过把RST输入驱动置高电平来启动所有的数据传送。

RST 输入有两种功能：首先，RST接通控制逻辑，允许地址/命令序列送入移位寄存器；其次，RST提供终止单字节或多字节数据的传送手段。

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16×16点阵LED显示屏整个过程及C语言程序

16×16点阵LED显示屏整个过程及C语言程序

16×16点阵L‎E D显示屏‎整个过程及‎C语言程序‎7.1功能要求‎设计一个室‎内用16×16点阵L‎E D图文显‎示屏，要求在目测‎条件下LE‎D显示屏各‎点亮度均匀‎、充足，可显示图形‎和文字，显示图形或‎文字应稳定‎、清晰无串扰‎。

图形或文字‎显示有静止‎、移入移出等‎显示方式。

7.2方案论证‎从理论上说‎，不论显示图‎形还是文字‎，只要控制与‎组成这些图‎形或文字的‎各个点所在‎位置相对应‎的LED器‎件发光，就可以得到‎我们想要的‎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的点阵‎共有256‎个发光二极‎管，显然单片机‎没有这么多‎端口，如果我们采‎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‎庞大，因为我们仅‎仅是16×16的点阵‎，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‎本将是一个‎很庞大的数‎字。

因此在实际‎应用中的显‎示屏几乎都‎不采用这种‎设计，而采用另一‎种称为动态‎扫描的显示‎方法。

动态扫描的‎意思简单地‎说就是逐行‎轮流点亮，这样扫描驱‎动电路就可‎以实现多行‎（比如16行‎）的同名列共‎用一套列驱‎动器。

具体就16‎×16的点阵‎来说，我们把所有‎同一行的发‎光管的阳极‎连在一起，把所有同一‎列的发光管‎的阴极连在‎一起（共阳的接法‎），先送出对应‎第一行发光‎管亮灭的数‎据并锁存，然后选通第‎一行使其燃‎亮一定的时‎间，然后熄灭；再送出第二‎行的数据并‎锁存，然后选通第‎二行使其燃‎亮相同的时‎间，然后熄灭；……第十六行之‎后又重新燃‎亮第一行，这样反复轮‎回。

当这样轮回‎的速度足够‎快（每秒24次‎以上），由于人眼的‎视觉暂留现‎象，我们就能看‎到显示屏上‎稳定的图形‎了。

16×16点阵字库

16×16点阵字库

16×16点阵字库2007-06-25 09:07 分类：单片机一般我们使用16*16的点阵宋体字库,所谓16*16,是每一个汉字在纵、横各16点的区域内显示的.不过后来又有了HZK12、HZK24,HZK32和HZK48字库及黑体、楷体和隶书字库.虽然汉字库种类繁多,但都是按照区位的顺序排列的.前一个字节为该汉字的区号,后一个字节为该字的位号.每一个区记录94个汉字,位号则为该字在该区中的位置.因此,汉字在汉字库中的具体位置计算公式为:94*(区号-1)+位号-1.减1是因为数组是以0为开始而区号位号是以1为开始的.这仅为以汉字为单位该汉字在汉字库中的位置,那么,如何得到以字节为单位得到该汉字在汉字库中的位置呢?只需乘上一个汉字字模占用的字节数即可,即:(94*(区号-1)+位号-1)*一个汉字字模占用字节数,而按每种汉字库的汉字大小不同又会得到不同的结果.以16*16点阵字库为例,计算公式则为:(94*(区号-1)+(位号-1))*32.汉字库文该从该位置起的32字节信息即记录了该字的字模信息.了解点阵汉字及汉字库的构成原理后,显示汉字就变得简单.以16*16点阵字库为例, 通常的方法是:将文件工作指针移到需要的汉字字模处、将汉字库文件读入一2*16数组再用for循环一位位地显示.#include "graphics.h"#include "stdio.h"main(){ int i=VGA,j=VGAHI,k;unsigned char mat[16][2],chinease[3]="我";FILE *HZK;if((HZK=fopen("hzk16","rb"))==NULL)exit(0);initgraph(&i,&j,"");i=chinease[0]-0xa0;j=chinease[1]-0xa0; /*获得区码与位码*/fseek(HZK,(94*(i-1)+(j-1))*32l,SEEK_SET);fread(mat,32,1,HZK);for(j=0;j<16;j++)for(i=0;i<2;i++)for(k=0;k<8;k++)if(mat[j][i]&(0x80>>k)) /*测试为1的位则显示*/putpixel(i*8+k,j,WHITE);getch();closegraph(); fclose(HZK);。

单片机课程设计16×16led点阵显示

单片机课程设计16×16led点阵显示

16×16LED点阵显示摘要单片微型计算机（single chip microcomputer）简称单片机，它是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。

单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性价比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。

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。

在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字，汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器，广告屏等。

所以研究LED显示有实用的意义。

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。

本设计是4个16×16点阵LED电子显示屏的设计。

整机以美国ATMEL公司生产的40脚单片机AT89C51为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。

通过该芯片控制一个行驱动器74LS154和八个列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。

该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，全屏能显示4个汉字，采用16块8 x 8点阵LED显示模块来组成4个16x16点阵显示模式。

显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。

文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。

关键词：AT89C51单片机 LED 16*16点阵显示动态显示目录第一章绪论 (1)1.1 设计课题背景知识 (1)1.2 问题提出 (3)1.3 LED显示屏的发展 (4)第二章功能要求及方案论证 (6)2.1 功能要求 (6)2.1 功能要求 (6)第三章系统电路的设计 (9)3.1 设计框图及介绍 (9)3.2 51系列单片机简介 (9)3.3 单片机最小应用系统电路设计 (13)3.4 LED点阵介绍 (14)3.5 LED显示方式 (14)3.6 点阵的移动 (17)3.7 点阵的颜色 (21)3.8 LED阵列驱动电路 (21)3.9 单片机延时子程序 (22)第四章系统程序的设计 (24)4.1 显示驱动程序 (24)4.2 系统主程序 (25)第五章调试及性能分析 (32)5.1 开发环境介绍 (32)5.2 理论性能分析 (32)5.3 系统调试 (33)第六章总结 (34)致谢 (35)附录 (36)一. 程序代码 (36)系统主程序 (37)二．主要芯片介绍 (42)三．点阵左移显示的流程图 (46)四．元件清单 (47)五．参考文献 (47)六．仿真电路图 (48)第一章绪论1.1 设计课题背景知识单片微型计算机（single chip microcomputer）简称单片机，它是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。

单片机课程设计--+16x16点阵LED电子显示屏的设计

单片机课程设计--+16x16点阵LED电子显示屏的设计

单片机课程设计-- 16ｘ16点阵LED电子显示屏的设计第一章系统总体方案设计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16×16点阵为例, 把所有同一行的发光管的阳极连在一起, 把所有同一列的发光管的阴极连在一起（共阳的接法）, 先送出对应第1行发光管亮灭的数据并锁存, 然后选通第1行使其燃亮一定的时间, 然后熄灭；再送出第2行的数据并锁存, 然后选通第2行使其燃亮相同的时间, 然后熄灭；…第16行之后, 又重新燃亮第1行, 反复轮回。

当这样轮回的速度足够快（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。

该方法能驱动较多的LED, 控制方式较灵活, 而且节省单片机的资源。

显示数据传输采用串行传输的方法, 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, 在硬件方面无疑是十分经济的。

但串行传输过程较长, 数据按顺序一位一位地输出给列驱动器, 只有当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。

对于串行传输方式来说, 列数据准备时间可能相当长, 在行扫描周期确定的情况下, 留给行显示的时间就太少了, 以致影响到LED的亮度。

采用串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾, 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。

为了达到重叠处理的目的, 列数据的显示就需要有锁存功能。

对于列数据准备来说, 它应能实现串入并出的移位功能。

这样, 本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时, 串行移位寄存器就可以准备下一行的列数据, 而不会影响本行的显示。

系统框图如图一图一点阵显示器硬件系统框图第二章系统硬件电路的设计硬件电路大致上可以分为单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。

一. 单片机系统及外围电路单片机采用89C51或更高频率的晶振, 以获得较高的刷新频率, 使得显示更稳定。