单片机课程设LED
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《单片机课程设计》设计报告
设计题目：LED点阵显示控制系统设计
系 别：自动化工程系
专 业：测控技术与仪器
班级学号：
姓 名：
指导教师：张宝健 吕江涛
设计时间：2011年12月26日--2011年12月30日
一．前言
二．LED点阵显示控制系统设计
1
、系统设计总体结构
2、芯片选择
3、8255A主要特性
三．
硬件电路设计
1、AT89S52最小系统
2、8255A与AT89S52单片机接口电路
3、8255A驱动16X16 LED点阵电路设计
四．软件设计
1、
主程序设计
2、延时程序设计
3、8255A输出框图
五．调试与测试结果分析
1、实验连线
2、程序调试
3、结果分析
六．设计原理阐述
七．参考文献
八、设计总结及心得体会
附录：程序清单
一．前言
LED点阵显示屏的设计
设计背景：
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、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7
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、机场、商场、医院、宾馆、银行、建
筑市场、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。
设计要求：
实现16×16 LED点阵上轮流显示8个汉字“东北大学自动化系”，
要求显示汉字应稳定清晰，显示的方式自行设定
。
系统的总体方案设计：
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
AT89S52单片机的16x16显示屏，其中包含了硬件、软件、调试、分析
等方案的设计。图文显示一般有静态和动态显示两种方案，静态方案虽
然设计简单，但其使用的管脚太多，如本设计中16ｘ16的点阵共有256
个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩
展端口，按8位的锁存器来计算，16ｘ16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16ｘ16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，而采用另外一种称
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）的同名列共用一套驱动
器。具体就16ｘ16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1列的发光管的阴极连在一起（共阳极的接法），先送出对应
第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定时间，
然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第2行使其燃亮相同
的时间，然后熄灭；以此类推，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，就能够看到显示屏上稳定的图形了。
二．LED 点阵显示控制系统设计
1、系统的总体结构：
2、芯片的选择：
根据实验要求和实验室实验仪器的配备，我们选择了8255A
列驱动
行
驱
动
1
6X16LED显示
点阵
电源
单
片
机
74LS244、74LS07、 80C51单片机、MATRIX-8*8-GREE、
3、8255A芯片的主要技术特性：
1）如图所示是8255A芯片的引脚图：
2）8255A与CPU连接部分：
根据定义，8255能并行传送8位数据，所以其数据线为8根D0～D7。
由于8255具有3个通道A、B、C，所以只要两根地址线就能寻址A、B、
C口及控制寄存器，故地址线为两根A0～A1。此外CPU要对8255进行读、
写与片选操作，所以控制线为片选、复位、读、写信号。各信号的引脚
编号如下：
DB：编号为D0～D7，用于8255与CPU传送
8位数据。
AB：编号为A0～A1，用于选择A、B、C口与
控制寄存器。
CB：片选信号、复位信号RST、写信
号、读信号。当CPU要对8255进行读、写操
作时，必须先向8255发片 选信号选中8255芯片，然后发读信号或写信
号对8255进行读或写数据的操作。
3）与外设接口部分：
根据定义，8255有3个通道A、B、C与外设连接，每个通道又有8
根线与外设连接，所以8255可以用24根线与外设连接，若进行开关量
控制，则8255可同时控制24路开关。各通道的引脚编号如下：
A口：编号为PA0～PA7，用于8255向外设输入输出8位并行数据。
B口：编号为PB0～PB7，用于8255向外设输入输出8位并行数据。
C口： 编号为PC0～PC7，用于8255向外设输入输出8位并行数据，当
8255工作于应答I/O方式时，C口用于应答信号的通信。
4）8255的工作方式：
8255有3种工作方式，这3种工作方式如表1所示。方式0为基本
I/O输入/输出方式，这是8255最常用，也是最基本的工作方式。方式1
为应答I/O方式，当8255工作于应答I/O方式时，上C口作为A口的通
信线，下C口作为B口的通信线。方式2为双向应答I/O方式，此方式
仅A口使用，B口无双向I/O应答方式。8255的3种工作方式的选择由
8255工作方式选择字决定。
表1 8255的工作方式
5）工作方式选择字：
8255工作方式选择字共8位，如图所示，存放在8255控制寄存器
中。最高位D7为标志位，D7=1表示控制寄存器中存放的是工作方式选
择字，D7 = 0表示控制寄存器中存放的是C口置位/复位控制字。
6）C口置/复位控制字：
8255的C口可进行位操作，即可对8255C口的每一位进行置位或清0
操作，该操作是通过设置C口置/复位字实现的。C口置/复位字共8位，
各位含义如图所示。
三、硬件电路设计：
1、AT89S52单片机最小系统：
2、8255A与AT89S52单片机接口电路设计：
3、8255A驱动16×16 LED点阵电路设计：
8255A的控制口由A1、A0方式字选择，扩展口的0FF28H用于8255A的
PA口，0FF29H用于PB口，0FF2AH用于PC口,0FF2BH用于控制口输出字
选择。
四、软件设计：
1、主程序框图：
2、延时程序框图：
3、8255A输出程序框图：
五、调试与测试结果分析：
1、实验系统连线图：
2、程序调试：
软件为老师所提供提供，其原理在上一模块以作说明，在这里再作
说明，软件经调试无误，直接将其下再到单片机中，看是否达到所要的
效果软件部分是先参考书上的例子，然后自己根据硬件电路写程序，由
于以前所学的是c语言，所以这个系统在编写程序过程中都采用c语言
编写。刚刚开始，编写不会一次性通过，经过仔细分析修改最后编译成
功。但是，在实际写如S52中，LED显示屏出现各种各样的乱码，通过
再次认真仔细分析多次修改程序后，程序能够正常运行。
3、实验结果分析：
通过PC，P1口依次送入汉字的列点阵码，再通过PB/PA对行依次进
行循环扫描，满足行扫描为高电平，列扫描为低电平的交叉处，相对应
的LED灯点亮，否则不亮，由此扫描后所有被点亮的LED灯显示出不同
的“字样”，它们依次循环变现为“东北大学自动化系”八个字样。
六．设计原理阐述
七、参考文献：
1、《单片机原理与接口技术》 马淑华、王凤文、张美金编著，北京
邮电大学出版社；
2、《微型计算机原理与接口技术》 冯博琴、吴宁主编，清华大学出
版社；
3、《单片机原理与接口技术课程设计指导书》东北大学秦皇岛分校自
动化系实验室编著；
4、《单片机原理课程设计指导书—硬件部分》东北大学秦皇岛分校自
动化系实验室编著。
八、设计总结及心得体会
通过这次制作LED点阵屏的学习让我们更加了解单片机AT89S52
的应用，巩固了焊接技术，充分发挥了组员的动手能力，让我们深刻的
体会到团结的力量是无穷的。从老师告诉我们基本方案的制定时，再到
制作电路焊接，最后进行程序调试。在此期间我们遇到很多困难，组员
相互讨论，有些不懂的问老师。我们各自分工，相互协作，一次又一次
品尝到了解决问题的喜悦,最终完成了要求的全部功能，我们学到了很多
东西，最重要的是我们学会了一种精神————永不放弃。还有就是做
什么事都不能急。在以后的时间里面我们会用这种精神去学习。虽然在
制作的过程中有过很多的问题，如、接线错误、程序问题。但是组员都
没有互相指责而是耐心的一起解决问题。当看到产品制作成功时，大家
都很有成就感
