16×16点阵LED室内电子显示屏的设计

目录1. 前言................................................... 错误！未定义书签。

2. 方案设计............................................... 错误！未定义书签。

2.1. 系统功能要求...................................... 错误！未定义书签。

2.2. 硬件设计.......................................... 错误！未定义书签。

2.2.1. 8255A芯片................................... 错误！未定义书签。

2.3. 设计框图.......................................... 错误！未定义书签。

2.4. LED点阵介绍 ...................................... 错误！未定义书签。

2.5. LED显示方式 ...................................... 错误！未定义书签。

3. 测试与调试............................................. 错误！未定义书签。

4. 总结与体会............................................. 错误！未定义书签。

5. 程序清单............................................... 错误！未定义书签。

6. 参考文献............................................... 错误！未定义书签。

1.前言LED 电子显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。

它发布信息灵活多变，易于控制。

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屏显示信息。

单片机课程设计16×16点阵LED电子显示屏的设计题目：16×16点阵LED电子显示屏的设计姓名：学号：专业班级：指导老师：摘要：LED显示屏作为一种新型的显示器件，是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成，通常用来显示时间、图文等信息。

本设计是基于MCS-51单片机的16x16显示屏，其中包含了硬件、软件、调试等方案的设计。

此外、该设计只需简单的级联就能实现显示屏的拓展，但级联时要注意不要超过驱动负载范围。

关键词：MCS-51；LED；单片机一、概述当今社会在飞速发展无疑能源、健康、空间的利用，成了人们着重关注的对象。

而在这个信息传递极速的社会，LED的出现给人们带来了希望之光。

LED的特色之处一是节能（直接功耗，间接耗能），二是基本无电离辐射，三提高空间利用率。

而这些特色又恰好解决了上述的三种问题。

然而LED点阵显示屏的特点不仅仅于此LED点阵显示屏用的是数码管，而数码管具有实用,便宜等优点。

做出来的LED点阵显示很耐用。

LED点阵显示屏之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与LED显示屏本身所具有的优点分不开的。

LED点阵显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。

二、简介组合型led点阵显示器以发光二极体为图素,它用高亮度LED晶粒进行阵列组合后,再透过环氧树脂和塑模封装而成。

具有高亮度、功耗低、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。

点阵显示器有单色和双色两类,可显示红,黄,绿,橙等。

LED点阵有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16、24×24、40×40等多种;根据图素的数目分为等,双原色、三原色等,根据图素顏色的不同所显示的文字、图像等内容的顏色也不同,单原色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色,双原色和三原色点阵显示内容的顏色由图素内不同顏色发光二极体点亮组合方式决定,如红绿都亮时可显示黄色,如果按照脉冲方式控制二极体的点亮时间,则可实现256或更高级灰度显示,即可实现真彩色显示。

16×16 LED点阵设计学生：指导教师：内容摘要：LED点阵电子显示屏的发展越来越好广泛，它成为一个宣传信息的重要平台，已经得到了社会的普遍认同。

LED点阵显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。

它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。

该设计是一个16×16LED点阵电子显示屏显示数字的设计。

整块电子显示屏的控制核心是40引脚的单片机AT89S51，说明了LED点阵电子显示屏用AT89S51为控制系统的动态的设计和开发的具体过程。

通过该芯片控制两个列驱动器74HC595来驱动显示屏显示，本设计就是使用4块8×8点阵显示模块来组成16×16点阵显示屏，采用动态扫描显示，程序编写的实现是使用简单流通性强的C语言，该设计的结果证明，系统显示清晰，结构合理，误差小，扩展能力强，性能稳定。

关键词：AT89S51 LED点阵数字显示Design of 16*16 LED dot matrixAbstract：LED electronic display found the screen better and better.It has become an important platform of a promotional information,it has been widely accepted by the society,LED dot matrix display is the use of plane composition LED lattice module or pixel unit display screen ,It has the advantages of high light efficiency ,long.The designed is a digital design of a 16*16 LED dot matrix display ,control the core piece of electronic display is the 40 pin of the microcontroller AT89S51.Describes the specific process of the design and development of LED dot matrix display with AT89S51 as the control system dynamic.Through the control two columns drive chip 74HC595 are needed to drive the display shows that this design is to use 4 pieces of 8 x 8 dot matrix display module to form a 16 * 16 dot matrix display screen, a dynamic scans showed that the realization of the programming is simple to use strong liquidity of C language, and the design results show that the system shows clear, reasonable structure, little error and extension ability strong, stable performance.Keywords: AT89C51 dot matrix LED the digital display screen目录前言 (1)1 设计方案的论证与选择 (1)2 硬件电路设计 (3)2.1 系统的结构框图 (3)2.1.1 单片机控制模块 (3)2.1.2 时钟电路 (4)2.1.3 复位电路 (4)2.1.4 显示模块 (5)2.1.5 驱动模块 (7)2.2 单片机的最小系统图 (9)3 单片机系统 (10)3.1 8051引脚为40个的单片机芯片 (11)3.1.1 引脚为Vcc和Vss 的主电源 (11)3.1.2 外接晶体引脚XTAL1和XTAL2 (11)3.2 I/O口线的引脚排列及管脚的说明 (11)3.3 RST键 (13)3.4 PEROM阵列和锁定位 (13)4 系统软件设计 (13)4.1 主程序的设计及流程图 (13)4.2 显示程序的设计 (14)5 硬件的制作与调试 (15)5.1 系统的组装 (15)5.2 程序的调试 (16)6 结束语 (17)附录 (18)附录1：程序清单 (18)附录2：仿真结果图 (22)附录3：Protel原理图 (23)附录4：4个8*8LED组成的显示屏 (24)附录5：PCB图 (25)参考文献 (26)16×16 LED点阵电子显示屏的设计前言LED点阵电子显示屏的制作简单，并且便于安装，被广泛的应用于各个公共场合，但是LED 电子显示屏也只能用于单一的图像数字汉字的显示，如果要改变显示的内容，必须要在上位机上进行实现。

一．课程设计意义二．课程设计任务书三、课程设计进度计划及检查情况记录表四、成绩评定与评语目录一．课程设计意义 (1)二．课程设计任务书 (2)三、课程设计进度计划及检查情况记录表 (3)四、成绩评定与评语 (3)一、总体设计方案 (5)1.1 总体设计 (5)1.2 硬件设计 (6)1.3 软件设计 (13)二、设计内容 (15)2.1 系统硬件原理图与仿真 (15)2.2 程序清单 (17)三．结论、建议及课程设计体会 (21)四．参考文献 (21)一、总体设计方案1.1 总体设计1.1.1 工作原根据功能要求，应采用动态显示的设计方法，同时为简化设计，减少硬件数量，显示数据的传输采用串行传输方式。

（1）熟悉AT89S51单片机系统的使用方法。

（2）掌握动态显示原理及实现方法。

（3）初步掌握AT89S51单片机编程方法。

（4）掌握串行数据传输方式的应用。

（5）实现利用AT89S51单片机控制的LED图文屏正常工作。

1.1.2 硬件部分总体设计根据功能要求，采用AT89C51单片机，动态显示的设计方法，同时为简化设计，减少硬件数量，显示数据的传输采用串行传输方式，列扫描地址用P1口控制，总体结构框图如下：图1-1 系统总体结构框图1.2 硬件设计系统的组成，硬件的选用，芯片的特点1.2.1 8051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：图 1-2 89C51管脚图（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。

16×16点阵LED电子显示屏的设计摘要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。

本设计是1616××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和两个列驱动器74L373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，采用4块8 x 8点阵LED显示模块来组成一个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 点阵显示动态显示AbstractAs a popular display device component, LED dot-matrix display board consists of several independent LED (Light Emitting Diode).The LED dot-matrix display board can display the number or sign,and it is usually used to show time, speed, the state of system etc.This design is 1 16 ×16 lattice LED electron display monitor design.The whole equipment is with the 40-pin AT89C51 MCU (Micro Controller Unit) produced by the American ATMEL company at thecore, introduced take it as the control system LED lattice electron display monitor dynamic design and the development process. Controls good driver 74LS154 an two row driver 74L373 through thischip actuates the display monitor demonstration. The electronic screen can show all kinds of written or monochrome images, one full screen display Chinese characters, four pieces of 8 x 8 dot-matrix LEDdisplay modules to form the 16x16 dot matrix display mode. Show dynamic show that makes static graphic or text can be achieved, shifted out of various formats. This paper describes the of the LEDdot matrix display, and the principle function of the various parts ofthe circuit, the corresponding software program design and the use of some such. Key words: AT89C51 Micro Controller U nitUnit； LED； LatticeDisplay；Dynamic Display目录第1章绪论1.1 选题背景LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，显示屏由几万……几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。

#include<reg51.h>#define uint unsigned int#define uchar unsigned char //宏定义sbit shcp=P0^0; // 74HC595芯片的引脚sbit ds1=P0^1;sbit ds2=P0^2;sbit stcp=P0^3;sbit oe=P0^4;sbit zdxh=P1^0; // 控制循环按钮（控制左右上下自动循环）sbit zdzy=P1^1; // 控制自动循环坐移sbit zdyy=P1^2; // 控制自动循环右移sbit zdsy=P1^3; // 控制自动循环上移sbit zdxy=P1^4; // 控制自动循环下移unsigned char t;//用于同步扫的数据uchar code sz[1][32]={{0xff,0xfe,0xff,0xfd,0xff,0xfb,0xff,0xf7,0xff,0xef,0xff,0xdf,0xff,0xbf,0xff,0x7f,0xfe,0xff,0xfd,0xff,0xfb,0xff,0xf7,0xff,0xef,0xff,0xdf,0xff,0xbf,0xff,0x7f,0xff}};//要显示的汉字字码（高位在下，低位在上）uchar code hz[10][32]={{0x00,0x40,0x00,0x40,0x00,0x42,0x7F,0xCC,0x20,0x00,0x10,0x20,0x00,0x10,0xFF,0xFC,0x22,0x4B,0x22,0x48,0x22,0x4A,0x3F,0xFC,0x22,0x48,0x32,0x4C,0x20,0x08,0x00,0x00}, // 谁{0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x04,0xFC,0xA4,0x44,0xA4,0x44,0xA4,0x44,0xA5,0x44,0xA6,0x44,0xA4,0x44,0xA4,0x44,0xB4,0xFE,0xA4,0x04,0x04,0x00,0x06,0x00,0x04,0x00,0x00}, // 言{0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x90,0x03,0x10,0x00,0x10,0x40,0x10,0x80,0x10,0x7F,0xFF,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x18,0x00,0x10,0x00,0x00}, // 寸{0x08,0x00,0x08,0x04,0x08,0x04,0x0B,0xE4,0x0A,0xAF,0x0A,0xA4,0x0A,0xA4,0xFE,0xA4,0x0A,0xA4,0x0A,0xA4,0x0A,0xAF,0x0B,0xF4,0x08,0x26,0x0C,0x04,0x08,0x00,0x00,0x00}, // 草{0x04,0x00,0x02,0x00,0x01,0xC0,0x00,0x00,0x3F,0xF0,0x40,0x00,0x40,0x01,0x40,0x02,0x40,0x1C,0x40,0x08,0x40,0x00,0x70,0x00,0x00,0x40,0x00,0x80,0x07,0x00,0x00,0x00},// 心{0x02,0x10,0x42,0x10,0x81,0x10,0x7F,0xFF,0x00,0x90,0x00,0x50,0x00,0x00,0xFF,0xFE,0x22,0x82,0x14,0x82,0x08,0x92,0x16,0xA2,0x21,0x9F,0x60,0x02,0x20,0x00,0x00,0x00}, // 报{0x04,0x40,0x02,0x20,0x01,0x10,0xFF,0x8C,0x04,0x63,0x04,0x80,0x0C,0xBE,0x34,0xAA,0x04,0xAA,0x44,0xAA,0x84,0xAA,0x7F,0xAA,0x04,0xBF,0x06,0x82,0x04,0x00,0x00,0x00}, // 得{0x20,0x00,0x20,0x04,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0xC4,0x20,0x86,0x30,0x04,0x20,0x00,0x00,0x00}, // 三{0x04,0x20,0x04,0x22,0x02,0x2A,0x01,0x2A,0xFF,0xAA,0x49,0x6A,0x49,0x3A,0x49,0x2F,0x49,0x2A,0x49,0x6A,0xFF,0xAA,0x01,0x2A,0x02,0x2A,0x06,0x22,0x02,0x20,0x00,0x00}, // 春{0x00,0x00,0x3F,0xFC,0x10,0x84,0x10,0x84,0x3F,0xFC,0x00,0x00,0x09,0x2E,0x09,0xA2,0x09,0x62,0x09,0x3A,0xFF,0xA2,0x09,0x22,0x09,0xA2,0x0D,0x2A,0x08,0x06,0x00,0x00} // 晖};uchar code m[10][32]={{0x00,0x00,0x3F,0xFC,0x10,0x84,0x10,0x84,0x3F,0xFC,0x00,0x00,0x09,0x2E,0x09,0xA2,0x09,0x62,0x09,0x3A,0xFF,0xA2,0x09,0x22,0x09,0xA2,0x0D,0x2A,0x08,0x06,0x00,0x00}, // 晖{0x04,0x20,0x04,0x22,0x02,0x2A,0x01,0x2A,0xFF,0xAA,0x49,0x6A,0x49,0x3A,0x49,0x2F,0x49,0x2A,0x49,0x6A,0xFF,0xAA,0x01,0x2A,0x02,0x2A,0x06,0x22,0x02,0x20,0x00,0x00}, // 春{0x20,0x00,0x20,0x04,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0x84,0x20,0xC4,0x20,0x86,0x30,0x04,0x20,0x00,0x00,0x00}, // 三{0x04,0x40,0x02,0x20,0x01,0x10,0xFF,0x8C,0x04,0x63,0x04,0x80,0x0C,0xBE,0x34,0xAA,0x04,0xAA,0x44,0xAA,0x84,0xAA,0x7F,0xAA,0x04,0xBF,0x06,0x82,0x04,0x00,0x00,0x00}, // 得{0x02,0x10,0x42,0x10,0x81,0x10,0x7F,0xFF,0x00,0x90,0x00,0x50,0x00,0x00,0xFF,0xFE,0x22,0x82,0x14,0x82,0x08,0x92,0x16,0xA2,0x21,0x9F,0x60,0x02,0x20,0x00,0x00,0x00}, // 报{0x04,0x00,0x02,0x00,0x01,0xC0,0x00,0x00,0x3F,0xF0,0x40,0x00,0x40,0x01,0x40,0x02,0x40,0x1C,0x40,0x08,0x40,0x00,0x70,0x00,0x00,0x40,0x00,0x80,0x07,0x00,0x00,0x00},// 心{0x08,0x00,0x08,0x04,0x08,0x04,0x0B,0xE4,0x0A,0xAF,0x0A,0xA4,0x0A,0xA4,0xFE,0xA4,0x0A,0xA4,0x0A,0xA4,0x0A,0xAF,0x0B,0xF4,0x08,0x26,0x0C,0x04,0x08,0x00,0x00,0x00}, // 草{0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x90,0x03,0x10,0x00,0x10,0x40,0x10,0x80,0x10,0x7F,0xFF,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x18,0x00,0x10,0x00,0x00}, // 寸{0x00,0x04,0x00,0x04,0x00,0x04,0xFC,0xA4,0x44,0xA4,0x44,0xA4,0x44,0xA5,0x44,0xA6,0x44,0xA4,0x44,0xA4,0x44,0xB4,0xFE,0xA4,0x04,0x04,0x00,0x06,0x00,0x04,0x00,0x00}, // 言{0x00,0x40,0x00,0x40,0x00,0x42,0x7F,0xCC,0x20,0x00,0x10,0x20,0x00,0x10,0xFF,0xFC,0x22,0x4B,0x22,0x48,0x22,0x4A,0x3F,0xFC,0x22,0x48,0x32,0x4C,0x20,0x08,0x00,0x00}, // 谁} ;//用于点阵的上移显示;void senddata1(uint k,uchar *str1) //k用于接收传入16位数据,str1接收用于列同步扫描的数据地址（即用于选通哪列，为0即选通）{uint h;uchar i, j=0;for(i=0;i<16;i++) //将16位数据通过ds1(用于行选)串行输出（为1则选通该行）{ h=k; //用于保存kif(((h=h<<i)&0x8000)==0) ds1=0; //取最高位else ds1=1;if(i<8) //每个数据有八位，通过串行口ds2逐位输入{if(((str1[j]=str1[j]<<i)&0x80)==0) ds2=0;else ds2=1;}if(i==8)j++; // 取下一数据if(i>=8) // 通过串行口输入{if(((str1[j]=str1[j]<<(i-8))&0x80)==0) ds2=0; //str1[][]的数据为8位(所以要i-8)else ds2=1;}shcp=0; //74hc595移位寄存器上升沿移入准备好的数据到寄存器shcp=1;}stcp=0; //存储寄存器上升沿，将移位后的数据放到输出到Q0—Q7并口stcp=1;}//行发送数据程序3：用于上移程序中void sendbanzi(uint g,uint k) //g用于调节上移速度，k为汉字数据在数组的行数;{uchar j,h,x,l;uint m,n;for(l=0;l<10;l++) //一个字扫10次，改变其数值可改变字的显示时间(即可以调节速度){for(j=0;j<32;j++,j++){h=hz[k][j]; //将前一个字的每两个数据组合，m=(uint)h;m=m<<8;x=hz[k][j+1];m=m|(uint)x;h=hz[k+1][j]; //将后一个字对应前一个字列的两个数据组合n=(uint)h;n=n<<8;x=hz[k+1][j+1];n=n|(uint)x;m=m>>g; //将前后两个字移位后的数据组合为新数据n=n<<(16-g);m=m|n;senddata1(m,&sz[0][j]);}}}//上移程序void sy(uchar m){uchar k,i; //k为汉字数据在数组的行数，即第k个数for(k=0;k<m;k++){//if(k+1==m) {sendbanzi(0,i); break;}for(i=0;i<16;i=i+4) //每次上移的行数为i;{sendbanzi(i, k);if(k+1==m) break;}if(k+1==m) break;}}//行发送数据程序4：用于下移程序中void xsendbanzi(uint g,uint k) //g用于调节上移速度，k为汉字数据在数组的行数; {uchar j,h,x,l;uint m,n;for(l=0;l<10;l++) //一个字扫10次，改变其数值可改变字的显示时间{for(j=0;j<32;j++,j++){h=hz[k][j]; //将前一个字的每两位数据组合m=(uint)h;m=m<<8;x=hz[k][j+1];m=m|(uint)x;h=hz[k+1][j]; //将后一个字对应前一个字列的两位数据组合n=(uint)h;n=n<<8;x=hz[k+1][j+1];n=n|(uint)x;m=m<<g; //将前后两个字移位后的数据组合为新数据n=n>>(16-g);m=m|n;senddata1(m,&sz[0][j]);}}}//下移程序void xy(uchar m){uchar k,i; //k为汉字数据在数组的行数for(k=0;k<m;k++){for(i=0;i<16;i=i+4) //上移的行数为i;{xsendbanzi(i, k);if(k+1==m) break;}if(k+1==m) break;}}//行发送数据程序2:str接收汉字数据存放地址，str1用于列同步扫描(用于左右移动)void senddata2(uchar*str,uchar *str1){uchar i, k,j=0,l,g;for(l=0;l<10;l++) //一个字扫10次，改变其数值可改变字的显示时间{for(g=0;g<16;g++) //扫描的列数{for(k=0;k<2;k++) //二维数组一行为32个数据，每两个数据转换为16二进制放在行线上，高位在下，低位在上{for(i=0;i<8;i++){if(((str[j]=str[j]<<i)&0x80)==0) //ROM数据不会改变，ds1=0;else ds1=1;if(((str1[j]=str1[j]<<i)&0x80)==0) ds2=0;else ds2=1;shcp=0;shcp=1;}j++;if(j==32) j=0;//防越界}stcp=0;stcp=1;}}}//左移程序void zy(uchar k) //k设置显示的字数{uchar i,j,e=0,z=0;for(i=0;i<k;i++){for(j=0;j<32;j=j+8) //每2位数据构成行线数据，j每次应加2的倍数，设置j自加的步数可调节每次移动的列数{senddata2(&hz[i][j],sz[0]);if(i==(k-1)) break;}}}//右移void yy(uchar n){ uchar i,j;for(i=0;i<n;i++){for(j=0;j<32;j=j+4){if(i==(n-1)){if(j==0)senddata2(&m[n-i-1][0],sz[0]);break;}else{if(j==0) senddata2(&m[n-1-i][0],sz[0]);else senddata2(&m[n-2-i][32-j],sz[0]);}}}}//void clear() //清屏//{// en//}//主程序void main(){oe=0;/*if (zdxh==0&&zdzy==1&&zdyy==1&&zdsy==1&&zdxy==1) t=1;if (zdxh==1&&zdzy==0&&zdyy==1&&zdsy==1&&zdxy==1) t=2;if (zdxh==1&&zdzy==1&&zdyy==0&&zdsy==1&&zdxy==1) t=3;if (zdxh==1&&zdzy==1&&zdyy==1&&zdsy==0&&zdxy==1) t=4;if (zdxh==1&&zdzy==1&&zdyy==1&&zdsy==1&&zdxy==0) t=5;switch(t){case 1: { zy(10); yy(10); sy(10);xy(10);} break;case 2: { zy(10);} break;case 3: { yy(10);} break;case 4: { sy(10);} break;case 5: { xy(10);} break;} */while(1){ if(zdxh==0)//while(1){zy(10);yy(10);sy(10);xy(10);}if(zdzy==0)//while(1)zy(10);if(zdyy==0)//while(1)yy(10);if(zdsy==0)//while(1)sy(10);if(zdxy==0) // while(1)xy(10);}}电路图：。

西安航空职业技术学院毕业设计（论文）论文题目：16×16点阵LED电子显示屏的设计所属系部：指导老师：职称：学生姓名：班级、学号：专业：西安航空职业技术学院制2012年 12月 15日西安航空职业技术学院毕业设计（论文）任务书题目：16×16点阵LED电子显示屏的设计任务与要求：利用AT89C51单片机控制整个电路，设计16×16点阵LED电子显示屏，在目测条件下16×16点阵LED显示屏各点亮度均匀、充足，可以显示文字。

文字应稳定，清晰无串扰。

时间 2012 年 10 月 15 日至 2012 年 12 月 15 日共 8 周所属系部：电子工程系学生姓名：学号：专业：指导单位或教研室：指导教师：职称：西安航空职业技术学院制2012年 12 月 15日毕业设计(论文)进度计划表本表作评定学生平时成绩的依据之一。

16×16点阵LED电子显示屏【摘要】本设计是一16×16点阵LED电子显示屏的设计。

单片机控制系统程序采用单片机汇编语言进行编辑，通过编程控制各显示点对应LED阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。

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、成本低廉等特点在车站、证券所、运动场馆、交通干道及各种室内/外显示场合的信息发布，公益宣传，环境参数实时，重大活动倒计时等等得到广泛的应用。

经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强。

关键词：AT89C51单片机； LED；点阵显示；动态显示；汇编语言。

【Abstract】This design is a 16 ×16 lattice LED electron display monitor design. SCM process control system used for editing MCU assembly language, Programming control points indicated by the corresponding LED anode and overcast extreme level. We can effectively control the defense showed bright spots. LED display with fabric means flexibility, stability, low power consumption, long life, mature technology, low-cost features at the station, securities, sports venues, transportation corridors and various indoor / dissemination of information on foreign shows occasions, good publicity, real-time environmental parameters, etc. countdown major activities are widely used.As the practice proves, the system possesses advantages in low shows errors, stable, rational structure and strong extensible abilities.Key words: AT89C51 Micro Controller Unit；LED；Lattice display；Dynamic display； Assembly language.目录1引言 (7)1.1研究背景 (7)2系统整体设计方案 (9)2.1 需要实现的功能 (9)2.2 LED显示特点 (9)2.3 设计方案论证 (10)2.3.1显示模式方案 (10)2.3.2数据传输方案 (11)3系统硬件部分设计 (13)3.1单片机系统及外围电路 (13)3.1.1单片机的选择 (13)3.1.2 AT89C51单片机的主要特性 (14)3.1.3 引脚功能及管脚电压 (14)3.2列驱动电路 (16)3.3 行驱动电路 (18)3.3.1行驱动芯片74HC154 介绍 (18)3.3.2 行驱动电路 (20)3.4 LED显示屏电路 (21)4系统软件部分设计 (23)4.1 系统主程序 (23)4.2 显示驱动程序 (24)5调试及性能分析 (26)5.1软件调试 (26)5.2 性能分析 (26)结束语 (28)参考文献 (29)附录一 (30)附录二 (31)1引言单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。

封面作者：Pan Hongliang仅供个人学习题 目：16×16点阵LED 电子显示屏的设计姓 名：单片机原理及应用课程设计报告书学号：专业：电气工程及其自动化指导老师：徐武雄设计时间：2010年 6 月目录1. 引言 (5)1.1. 设计意义 (5)1.2. 系统功能要求 (5)1.3. 本组成员所做的工作 (5)2. 方案设计............................. 错误！未定义书签。

3. 硬件设计 (7)4. 软件设计 (8)5. 系统调试 (10)6. 设计总结 (10)7. 附录A；源程序 (10)8. 附录B；作品实物图片 (15)9. 参考文献............................. 错误！未定义书签。

16×16点阵LED室内电子显示屏的设计摘要：LED显示屏作为一种新型的显示器件，是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成，通常用来显示时间、图文等信息。

本设计是基于ATS52单片机的16x16显示屏，其中包含了硬件、软件、调试等方案的设计。

此外、该设计只需简单的级联就能实现显示屏的拓展，但级联时要注意不要超过驱动负载范围。

关键词：Ats52；LED；单片机1引言1.1. 设计意义LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。

图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。

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。

它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。

16乘16点阵LED电子显示屏的设计概述本文将讨论16乘16点阵LED电子显示屏的设计。

这是一个可以显示图形和文字的电子屏幕，使用16列和16行LED灯来组成一个点阵，可以显示256个像素。

这样的屏幕可以广泛应用于科技展示、娱乐游戏和家庭电子设备等领域。

设计硬件LED灯基本的LED操作和驱动电路在这里不再赘述。

需要注意的是，对于16行LED 灯和16列LED灯，需要使用合适的电流控制电路并且保证它们可以受到足够的电流。

此外，将需要16个NPN晶体管来控制16列LED灯，和16个PNP晶体管来控制16行LED灯。

控制器在控制器的选择上推荐使用ATmega328p微控制器。

这个控制器也是Arduino Uno的基础。

软件代码结构代码文件应当按照以下结构进行组织：Libraries/SevSeg/SevSeg.hLedControl/LedControl.hLedControl.cppMAX7219.hMAX7219.cppSPI.hSPI.cpp16x16LEDMatrix/16x16LEDMatrix.inoREADME.md这里我们使用SevSeg和LedControl库。

打包由于ATmega328p微控制器的内存限制，将需要对代码进行压缩，以减小程序的尺寸，使它适合在所预算的存储设备中运行。

可以通过使用压缩工具完成这个任务。

推荐使用zip或tar。

结论在这篇文档中，我们讨论了16乘16点阵LED电子显示屏的设计。

我们详细介绍了硬件和软件方面的设计需求以及代码结构的组织。

通过对这些内容的了解，你可以开始创建你自己的16乘16点阵LED电子显示屏!。

单片机技术课程设计说明书设计课题：16×16点阵LED显示屏专业（系）：电气工程系班级：检测电子班学生姓名：学号：指导老师：20**年4月24日目录1、绪论 (3)1.1 MCS-51系列单片机简介 (3)1.2 单片机的应用模式和应用领域 (4)1.3 主要工作任务 (5)2、硬件设计 (6)2.1系统硬件电路的设计 (6)3、软件设计 (9)3.1系统程序的设计 (9)3.2显示驱动程序 (10)3.3系统主程序设计 (11)3.4调试及性能分析 (11)3.5控制程序清单 (12)4、点阵字模软件的使用 (20)5、结论 (25)1绪论单片机（Single-Chip-Microcomputer）又称微控制器（Microcontroller），最基本的结构是将CPU和计算机外围功能单元，如存储器、I/O口、定时器/计数器、中断系统等集成在一个芯片上构成的。

虽然单片机只是一个芯片，但无论从成还是功能上来看，它都具有了微机系统的特征。

1.1MCS-51系列单片机简介1971年微处理器研制成功。

1974年，美国仙童（Fairchild）公司研制出世界上第一台单片机微型计算机F8。

该机由两块集成电路芯片构成，具有与众不同的指令系统，深受民用电器及仪器仪表领域的欢迎和重视。

从此单片机开始迅速发展，应用领域也不断扩大。

1976年Intel公司推出MCS-48系列8位单片微型计算机，它以体积小、功能全、价格低等优点，赢得了广泛的应用，为单片机的发展奠定了基础。

成为单片机发展过程中的一个重要阶段。

在MCS-48成功应用的推动下，许多半导体公司和计算机公司也竞相研制和开发自己的单片机系列。

到目前为止，世界各地厂商也相继研制出大约50个系列300多个品种的单片机产品，可以满足不同领域的需要。

代表产品有Intel公司的MCS-51单片机，Motorola公司的MC6081、MC6082系列机，Zilog公司的Z-8系列机，TI公司的TMS7000系列机等，此外Rockwell、NS、GI和日本的NEC、松下、日立等公司也先后生产了自己的单片机系列。

三、16×16点阵LED电子显示屏的设计1．功能要求设计一个室内用16×16点阵LED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。

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得多，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，把所有同1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了。

采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。

显示数据通常存储在单片机的存储器中，按8位一个字节的形式顺序排放。

显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。

从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并行方式或串行方式。

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。

目录1任务和要求 (1)2设计思想与原理 (1)2．1设计思想 (1)2．2 设计原理 (1)3 流程图 (3)4硬件电路图 (4)5仿真图 (5)6课程设计心得 (8)7参考文献 (8)8致谢 (8)9附录： (9)1任务和要求1．设计一个可供6-8组参赛队的智力竞赛抢答器，每组设置一个抢答按钮。

2．电路具有第一抢答信号的鉴别和锁存功能。

即保持该信号不变，同时使后输入的信号无效。

3．在发出“抢答开始”命令后计时，规定的抢答时间到后无人抢答，发出“抢答时间到”信号，并锁定输入电路，使各路抢答信号无法再输入。

4．设置计分电路，每组预置为100分或其他，答对一次加10分，答错减10分（此项可选）。

2设计思想与原理2．1设计思想我的设计思路是竞赛抢答器要有报警系统，要是在规定时间内还没有参赛者抢答或回答出问题时就会发出报警声，倒计时为设定为30S。

并且如果出现犯规抢答时也会发出报警并且显示该犯规选手的编号。

这个抢答器可同时供不大于8名选手或8个代表队参加比赛，各用一个抢答按钮，按钮的编号与选手的编号是相对应的，分别是S1、S2、S3、S4、S5、S6、S7、S8；给节目主持人设置二个控制按钮开关，用来控制系统的清零和抢答的开始；该八路抢答器具有程序存储、数据锁存和显示功能，抢答开始后，若有选手按动抢答按钮，编号立即锁存，并在数码管上显示出选手的编号，参赛选手在设定的时间内抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答时刻的时间，并保持到主持人将系统清零；如果定时抢答30S后，却没有选手抢答时，系统持续报警，直到定时抢答的时间为零，本次抢答无效，并封锁输入电路，禁止选手超时后抢答，时间显示器上显示FFF 犯规处理：如果主持人没按"开始"键，就有选手抢答，则显示选手编码，并持续报警。

如果已经有选手抢答了，别的选手则按键无效。

直到主持人重新复位按下开始键为止。

主持人可以根据不同的问答方式设定不同的抢答时间和回答时间。

嵌入式系统原理课程设计目录一、课程设计的目的： ............................................ 错误!未定义书签。

二、课程设计的任务 (1)三：课程设计实验原理及步骤 (1)3.1系统硬件总体设计 (2)3.2系统的软件设计 (5)四、调试 (6)五、课程设计代码 (7)六、总结 (11)七、人员分配 (11)一、课程设计的目的：通过本次课程设计实践，熟悉和掌握嵌入式系统的软件、硬件设计方法，设计步骤，提高综合应用所学知识及动手和分析问题，解决问题的能力；同时还应达到以下目的：1、了解点阵LED显示的基本工作原理和工作过程；2、熟悉cortex-M3的GPIO使用及其相关API函数；3、熟悉混合总线通信编程方法及通信格式；4、学习HD7279键盘、显示接口芯片的工作方式及应用编程；5、学习16*16LED点阵显示汉字的控制方法及应用编程。

二、课程设计的任务：设计一个波形发生器电路，通过键盘的按键，控制产生不同的波形输出；1、采用DA转换器进行数/模转换，产生连续的正弦波和锯齿波输出。

2、通过键盘的按键控制输出的波形；如：按一下一个键，输出正弦波；再按一下另一个键，输出锯齿波，如此循环。

3、使用cortex-M3的SSI模块，通过SPI模式，控制DA转换器完成转换。

提示：1）、用LM3S9B96的SSI模块，通过SPI模式，控制DA转换器完成转换。

2）、由TLV5616DA转换器芯片，实现正弦波和锯齿波输出。

3）、由HD7929键盘、显示接口芯片，进行键盘按键值的输入。

三：课程设计实验原理及步骤3.1系统硬件部分设计系统硬件部分电路大致上可以分成电源电路、单片机最小系统电路及外围电路、列扫描电路、行扫描电路和LED显示屏电路五部分。

3.1.1整体模块设计本设计行、列驱动电路，显示屏电路，运用单片机的智能化，系统的将每个功能电路模块连接在一起，总体结构设计如下图2.1所示：图2.1 系统结构设计总图总体硬件电路设计在整个电路设计中，用两片8位输出锁存移位寄存器74HC595作为列扫描，用两片74LS164芯片作为行扫描，用单片机AT89S52对74HC595和74HC164进行控制和驱动。

功能要求：设计一个用16×16点阵LED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，显示图形和文字应稳定、清晰无串扰。

图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。

/*24MHZ的晶振，点线扫描地址为：0xFFFF*/#include <reg51.h>#include <stdio.h>#include <intrins.h>#include <ABSACC.h>#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define SPEED 6uchar col, disrow;uint word;uchar code HZ[];uchar BUFF[6];void loadoneline(void); //装载某行一线点阵数据void sendoneline(void); //串行发送一行线点阵数据/****************************主函数***************************/void main(void){uchar i;col = 0;word = 0;while(1){while(col <16) // 循环16次，点亮并移动一个汉字{for(i=0; i <SPEED; i++) //汉字在屏幕上的停留时间（即移动速度快慢）{for(disrow=0;disrow <16;disrow++)//扫描16行{loadoneline(); //装载一线点阵数据sendoneline(); //发送一线点阵数据XBYTE[0xFFFF]= 0x10 + disrow; // 点亮屏幕XBYTE[0xFFFF] = 0x20 + disrow; //锁住74LS595}}col++; //列指针递增}col = 0;word= word + 32; // 一个汉字移动后，指向下一个汉字if(word >= 1600)word = 0; // 移动50个汉字后，重新开始}}/****************用"字模"等软件提出要显示的字符汉字点阵码*************************/uchar code HZ[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00 ,//0x08,0x20,0x06,0x30,0x04,0x40,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x21,0x 08,0x3F,0xF8,0x21,0x08,0x01,0x00,0xFF,0xFE,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00 ,/*"单",0*/0x00,0x40,0x10,0x40,0x10,0x40,0x10,0x44,0x1F,0xFE,0x10,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00 ,0x1F,0xF0,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x10,0x20,0x10,0x20,0x10,0x40,0x10,0x80,0x10 ,/*"片",1*/0x10,0x00,0x10,0xF8,0x10,0x88,0xFE,0x88,0x10,0x88,0x10,0x88,0x38,0x88,0x34,0x88 ,0x54,0x88,0x50,0x88,0x91,0x08,0x11,0x0A,0x12,0x0A,0x12,0x0A,0x14,0x06,0x10,0x00 ,/*"机",2*/0x00,0x00,0x0F,0xF0,0x08,0x10,0x0F,0xF0,0x08,0x10,0x0F,0xF0,0x08,0x10,0x0F,0xF0 ,0x}另一个程序第一章前言单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。