51单片机16,16点阵led

篇一：基于AT89C51单片机的16x16点阵LED显示器设计

单片机课程设计报告书

设计题目：

基于AT89C51单片机的16*16点阵LED显示器设计

姓 名：

院 系：

专 业：

学 号：

指导教师：

教师职称：

2012年11月25日

目录

摘要 ??????????????????????????????1

第1章 引言 ???????????????????????????1

1.1 LED及LED显示屏 ???????????????????????1

1.2 功能要求 ???????????????????????????2

1.3 方案论证 ???????????????????????????2

第2章 系统总体方案及硬件设计 ??????????????????3

2.1 AT89C51的原理及说明 ??????????????????????3

2.2 显示屏总体设计方案 ??????????????????????3

2.3 列驱动电路 ??????????????????????????4

2.4 行驱动部分 ??????????????????????????4

第 3 章 系统硬件电路的设计 ???????????????????8

3.1 单片机系统及外围电路 ?????????????????????8

3.2 列驱动电路 ??????????????????????????8

3.3 行驱动电路 ??????????????????????????9

第 4 章 系统程序的设计 ?????????????????????10

4.1显示驱动程序 ?????????????????????????10

4.2系统主程序 ??????????????????????????11

4.3单片机汇编程序 ?????????????????????????11

第5章 系统调试 ????????????????????????22

第6章 设计心得 ????????????????????????22

参考文献 ???????????????????????????22

附录 ???????????????????????????? 23

摘要：本设计使用简单单片机AT89C51作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动16×16的点阵LED显示屏。在本设计中主要用两个74HC595来驱动16×16点阵显示屏的列，用AT89C51来驱动16×16点阵显示屏的行，可以最终实现——“十六乘十六点阵可调速显示屏设计” 十五个汉字的自动左移，而且它们的“进”和“出”是以滚动形式设计的。也就是说，硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。从而可以实现一个室内用的16×16点阵LED图文显示屏，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。最后，利用烧录器可以很方便的实现单片机与PC机等外围存储设备的数据传输，并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化，另一方面，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。进行了单片机AT89C51的软件仿真并成功完成了仿真验证。结果表明包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分C语言程序等方面。具有在负载范围内, 只需通过简单的级连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意义。它在实际生活中具有广泛的应用。

关键词：单片机、16*16点阵、滚动显示

第1章 引言

1.1 LED及LED显示屏

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。LED 就是Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。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。

LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。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。

1.2 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。

1.3 方案论证

16×16的点阵显示屏共有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。

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。但是，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。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数据准备（传输）和列数据显示两个部分。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，以至影响到LED的亮度。

解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题，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具有锁存功能。经过上述分析，可以归纳出列驱动器电路应具备的主要功能。对于列数据准备来说，它应能实现串入并出的移位功能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串并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。

第2章 系统总体方案及硬件设计

2.1 AT89C51的原理及说明

AT89C51是美国Intel公司生产的低电压，高性能CHMOS8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和蔼可亲128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Intel公司的高密度、非易失性存储技术生产，片内置通用4位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

AT89C51引脚图

2.2 显示屏总体设计方案

2.3 列驱动电路

列驱动电路有集成电路74HC595构成。它具有一个8位串入并出的移位寄存器和一个8位输出锁存器的结构，而且移位寄存器和输出锁存器的控制是各自独立的，可以实现在显示本行列数据的同时，传送下一行的列数据，既达到重叠处理的目的。

篇二：基于51单片机16LED点阵的设计

南华大学

《单片机》设计报告

16×16点阵显示屏的设计

姓 名：

学 号：专业班级：指导老师： 朱卫华 所在学院： 电气工程学院

2014年6月 15 日

摘要

本设计使用简单单片机AT98C52作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动16×16的点阵LED显示屏。在本设计中主要用两个74HC595来驱动16×16点阵显示屏的列，用一个74HC154来驱动16×16点阵显示屏的行，可以最终实现字符的上下左右移动。也就是说，硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。从而可以实现一个室内用的16×16点阵LED图文显示屏，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。最后，利用烧录器可以很方便的实现单片机与PC机等外围存储设备的数据传输，并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化，另一方面，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C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。

目录

摘要................................................................................................................................ 2

1 概述............................................................................................................................ 4

1.1 LED及LED显示屏 ............................................................................................ 4

1.2 功能要求 ........................................................................................................... 4

1.3 方案论证 ........................................................................................................... 4

1.4 LED点阵的选取 ................................................................................................ 5

1.5 LED点阵引脚说明 .......................................................................................... 6

1.6 LED点阵拼接方式 .......................................................................................... 6

2 系统总体方案及硬件设计 ....................................................................................... 7

2.1 显示屏总体设计方案 ....................................................................................... 7

2.2 列驱动电路 ....................................................................................................... 7

2.2.1 74HC595引脚图 ........................................................................................ 7

2.2.2 74HC595管脚说明 .................................................................................... 7

2.2.3 74HC595在电路中的连接 ........................................................................ 7

2.3 行驱动电路 ....................................................................................................... 9

2.3.1 74HC154概述 ............................................................................................ 9

2.3.2 74HC154引脚图 ...................................................................................... 10

2.3.3 74HC154管脚说明 .................................................................................. 10

2.3.4 74HC154在电路中的连接 ...................................................................... 10

2.4 点阵恒流驱动电路 ......................................................................................... 11

2.5 单片机系统及外围电路 ................................................................................. 11

3 软件设计 ............................................................................................................... 12

3.1 显示驱动程序 ................................................................................................. 12

3.2 系统主程序 ..................................................................................................... 13

4 PROTEUS软件仿真 ................................................................................................ 14

4.1 PROTEUS软件简介 ............................................................................................ 14

4.1 PROTEUS仿真过程 ............................................................................................. 15

4.3 PROTEUS仿真效果图 ......................................................................................... 15

5 课程设计体会 ......................................................................................................... 16

参考文献 ..................................................................................................................... 17

附1 源程序代码 ...................................................................................................... 18

附2 系统原理图 .................................................................................................... 27

附3 实物图 ............................................................................................................ 28

1 概述

1.1 LED及LED显示屏

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。LED 就是Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。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。

LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。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。

1.2 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。

1.3 方案论证

16×16的点阵显示屏共有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。

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。但是，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。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数据准备（传输）和列数据显示两个部分。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，以至影响到LED的亮度。

解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题，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具有锁存功能。经过上述分析，可以归纳出列驱动器电路应具备的主要功能。对于列数据准备来说，它应能实现串入并出的移位功能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串并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。

1.4 LED点阵的选取

本次设计LED点阵采用的是4个8*8LED点阵拼接成16*16点阵的形式，其中8*8LED点阵分为两类：分别为共阳极点阵和共阴极点阵。其内部电路形式如下图：其中AX为共阴极点阵，BX为共阳极点阵。本设计采用共阳极点阵。

篇三：基于AT89C51单片机的16x16点阵LED显示器设计

单片机课程设计报告书

题目：16x16LED点阵电子显示屏的设计

姓 名：

班 级：电气普招1班 学 号： 指导老师：

时 间：2014-12-26

目录

摘要 ??????????????????????????????1

第1章 引言 ???????????????????????????2 1.1 LED及LED显示屏 ???????????????????????2 1.2 功能要求 ???????????????????????????2

第2章 系统总体方案及硬件设计 ??????????????????3 2.1 AT89C51的原理及说明 ??????????????????????3 2.2 显示屏总体设计方案 ??????????????????????4 2.3 列驱动电路 ??????????????????????????4 2.4 行驱动部分 ??????????????????????????5

第 3 章 系统硬件电路的设计 ???????????????????6

3.1软件设计流程图 ?????????????????????6 3.2系统硬件原理图??????????????????????????6 3.3系统程序 ??????????????????????????7

第 4 章 系统调试 ?????????????????????16

第5章 设计心得 ????????????????????????16

参考文献 ???????????????????????????16

摘要

本设计使用简单单片机AT89C51作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动16×16的点阵LED显示屏。在本设计中主要用两个74HC595来驱动16×16点阵显示屏的列，用AT89C51来驱动16×16点阵显示屏的行，可以最终实现——“十六乘十六点阵可调速显示屏设计” 十五个汉字的自动左移，而且它们的“进”和“出”是以滚动形式设计的。也就是说，硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。从而可以实现一个室内用的16×16点阵LED图文显示屏，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。最后，利用烧录器可以很方便的实现单片机与PC机等外围存储设备的数据传输，并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化，另一方面，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。进行了单片机AT89C51的软件仿真并成功完成了仿真验证。结果表明包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分C语言程序等方面。具有在负载范围内, 只需通过简单的级连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意义。它在实际生活中具有广泛的应用。

关键词：单片机、16*16点阵、滚动显示

第1章 引言

1.1 LED及LED显示屏

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。

1.2 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。

第2章 系统总体方案及硬件设计

2.1 AT89C51的原理及说明

（1）AT89C51简介

AT89C51是美国Intel公司生产的低电压，高性能CHMOS8位单片机，片内含4k bytes的可反复擦写的只读程序存储器（PEROM）和蔼可亲128 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用Intel公司的高密度、非易失性存储技术生产，片内置通用4位中央处理器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C51单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。

AT89C51引脚图

（2）AT89C51单片机P口的特点：

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

篇四：51单片机的16X16LED点阵式汉字电子显示屏的设计

课 程 设 计

题 目 4个8x8点阵LED电子显示屏的设计

学 院

专 业

班 级

姓 名

指导教师

物流学院 物流工程 物流ZY1001 宋金龙

朱宏辉

2013 年 6 月 25 日

摘 要

本设计是基于MCS-51的16ｘ16点阵LED电子显示屏的设计，16ｘ16的点阵共有256个发光二极管，我们采用动态扫描的显示方法，更节省锁存器也就节省了成本。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（即我们采用共阳极的接法）。采用扫描方式进行显示时，每一行和每一列都有一个行驱动器和列驱动器，各行的同名列和各列的同名行共用一个驱动器。我们采用四个74LS273锁存器。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。编写点阵显示程序，利用proteus画出电路原理图并装入程序仿真调试，仿真成功后完成电路焊接并装入程序完成实物设计。整个设计过程让我们学到许多实践知识!

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，由点阵LED组成的汉字显示屏在工工程所应用非常广泛。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。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扩展，但级联时要注意不要超过驱动负载范围。

关键字：LED，点阵式，显示屏，AT89C51

目录

摘 要 ........................................................... 2

第一章 ：绪论 .................................................... 1

1.1掌握单片机应用系统的一般过程和方法 ........................ 1

1.2：设计要求 ................................................. 1

第二章：硬件电路的设计 ........................................... 1

2.1设计思路 .................................................. 1

2.2实验器材 .................................................. 1

2.2.1 锁存器74LS273介绍 .................................. 2

2.3硬件电路设计框图 .......................................... 2

2.4 16*16点阵LED显示器汉字显示的工作原理..................... 3

2.5 如何将4片8x8的LED拼接成一片16x16的LED显示屏（显示屏的扩

展） .......................................................... 5

2.6 点阵LED显示器与单片机的接口 .............................. 6

第三章 ：系统软件设计 ............................................ 8

第四章：系统程序设计 ............................................. 9

ORG 0000H ....................................................... 10

总结： .......................................................... 24

参考文献： ...................................................... 26

附：元件清单及仿真图 ............................................ 27

第一章：绪论

1.1掌握单片机应用系统的一般过程和方法

综合运用单片机原理与接口技术课程和其它有关先修课程的理论及方法，分析和解决单片机应用系统的设计、分析和实验开发等相关问题，进一步巩固和加深对所学知识的理解。通过课程设计实践，掌握单片机应用系统的一般过程和方法，培养分析和解决实际问题的能力。

培养设计的基本技能

通过课程设计，学会运用相关技术资料和电子技术常用设备和工具，掌握有关的设计流程、硬件及软件技术平台的基本操作使用方法，培养分析和设计的基本技能。

1.2：设计要求

1、以MCS-51系列的单片机为核心器件，组成一个点阵式汉字显示屏。

2、显示屏由一块16x16 LED点阵显示器组成，可以依次显示10个汉字。

3、通过编程能够随时对汉字进行修改、调整。

第二章：硬件电路的设计

2.1设计思路

根据设计要求，初步确定设计方案如下：

1． 选择4片74LS273作为16*16点阵LED显示器的数据锁存器；

2． 1#、2#锁存器分别控制上八行和下八行，3#、4#锁存器分别控制左八列和右八列；

3． P0口作为I/O口，输出行数据和控制信号；

4． P2口作为I/O口，与“写”控制信号相配合，输出列控制信号；

5． 通过编程依次显示汉字“欢迎光临武汉理工大学”等十个汉字。

2.2实验器材

AT89C51芯片，锁存器74LS273，4片8x8的LED显示器组合而成的16x16LED显示屏，电阻、电容、晶振片、电源、门电路等。

2.2.1 锁存器74LS273介绍

74LS273是一种带清除功能的8D触发器， D0～D7为数据输入端，Q0～Q7为数据输出端，正脉冲触发，低电平清除，常用作8位地址锁存器。引脚介绍：1脚是复位CLR,低电平有效,当1脚是低电平时,输出脚2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)全部输出0,即全部复位;当1脚为高电平时, 11脚CP（CLK）触发端 ，锁存控制端,并且是上升沿触发锁存,当11脚有一个上升沿,立即锁存输入脚3、4、7、8、13、14、17、18的电平状态,并且立即呈现在输出脚2(Q0)、5(Q1)、6(Q2)、9(Q3)、12(Q4)、15(Q5)、16(Q6)、19(Q7)上。

2.3硬件电路设计框图

根据设计要求与设计思路，硬件电路框图如图2.2.1所示。硬件电路结构有六个部分组成：时钟电路、复位电路、点阵显示器阳极驱动电路、阴极驱动电路和16*16点阵显示器电路。

图2.2.1

图2.2.2为各部分硬件电路的原理图

篇五：基于51单片机的LED点阵显示屏16&16

基于51单片机的LED点阵显示屏系统设计

摘 要

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。该系统选用四块8×8点阵模块构建一个16×16的LED点阵屏，可实现中英文字符的显示及其动态特效显示。选定AT89S51单片机为核心控制器件，由串并转换器和锁存器为译码电路器件，三极管和驱动继电器为驱动电路器件，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。AT89S51单片机处理控制命令以及显示代码，将显示内容通过I/O口串行输出并且控制译码电路完成串并转换并行输出，最后由显示驱动电路模块驱动LED点阵显示屏的扫描显示。整个设计采用AT89S51做核心控制器，74LS164和74LS373组成译码电路，三极管8550和ULN2803做行和列驱动。

关键字：AT89S51；LED点阵显示屏；串并转换器；锁存器；驱动电路

Abstract

Abstract: This paper introduces a design of the LED lattice display system base on MCU AT89S51. This system chooses four 8 x 8 bitmap module to construct a 16 x 16 of LED dot matrix screen.The system can display in both Chinese and English characters of the show and from top to bottom and move around the magic show. Selected for the core control device AT89S51, the string and converter and latches to decode circuits, transistor and drive relays for driving circuit devices, through the ways to expand level even display screen size in order to achieve the purpose of increasing display content.AT89S51 processing control commands and display code will display content through the I/O port serial output and control of decode logic complete and transfer parallel output, finally by display driver circuit module driver destem scanning display. The whole design USES AT89S51 do core controller, 74LS164 and 74LS373 composition decode circuit, triode 8550 and ULN2803 do rows and columns driver.

Key words:AT89S51；lattice LED?s panel display；String and converter；Latches Driving circuit

目 录

Abstract ...................................................................................................................... 1 目 录 ..................................................................................................................... I 第1章 绪论 ............................................................................................................. 1 1.1 课题背景 ..................................................................................................... 1 1.1.1 选题背景 ........................................................................................... 1 1.1.2 研究现状及发展趋势 ......................................................................... 1 1.2 论文主要内容 ............................................................................................. 3 第2章 方案论证与选择 .......................................................................................... 4 2.1 系统硬件方案 ............................................................................................. 4 2.1.1 显示屏主控制器 ................................................................................ 4 2.1.2 通信系统 ........................................................................................... 6 2.1.3 LED点阵显示屏 ............................................................................... 6 2.1.4 硬件设计方案 .................................................................................... 8 2.2 系统软件方案 ............................................................................................. 8 2.2.1 单片机编程语言 ................................................................................ 9 2.2.2 系统软件编译器介绍 ......................................................................... 9 第3章 系统硬件设计............................................................................................ 10 3.1 硬件整体设计概述及功能分析 ................................................................. 10 3.2 控制单元设计 ............................................................................................ 11 3.2.1 AT89S51简介 ................................................................................... 11 3.2.2 控制系统设计 .................................................................................. 12 3.3 译码电路设计 ........................................................................................... 13 3.3.1 串并转换器74LS164 ....................................................................... 13 3.3.2 锁存器74L373 ................................................................................ 14 3.4 驱动电路设计 ........................................................................................... 15 3.4.1 行驱动电路设计 .............................................................................. 15 3.4.2 列驱动电路设计 .............................................................................. 16 3.5 通信系统硬件设计 .................................................................................... 16 3.6 电源设计 ................................................................................................... 17 3.7 级连大屏幕LED显示屏 ........................................................................... 18 第4章 系统软件设计............................................................................................ 19 4.1 程序设计 ................................................................................................... 19 4.2 显示程序的设计 ........................................................................................ 20 4.2.1 LED显示屏的显示方式 .................................................................. 20 4.2.2 点阵数据表达方式 .......................................................................... 21 4.2.3 显示程序的设计 .............................................................................. 22 4.3 通信程序的设计 ........................................................................................ 24 结 论 .................................................................................................................. 26 致 谢 .................................................................................................................. 27 参考文献 .................................................................................................................. 28 附录 1： 硬件原理图............................................................................................ 30 附录 2： 原器件清单............................................................................................ 31 附录 3： 系统PCB图............................................................................................ 33 附录 4： 程序清单 ............................................................................................... 34 附录 5： 外文参考资料翻译 ................................................................................ 44

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 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，显示屏由几万到几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点[1]。

在短短的十来年中，LED点阵显示屏就以亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。LED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。LED显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括证券交易、金融信息显示、机场航班动态信息显示、港口、车站旅客引导信息显示、体育场馆信息显示、道路交通信息显示、调度指挥中心信息显示、邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示、广告媒体新产品等。

1.1.2 研究现状及发展趋势

（1）我国LED产业发展现状

经历了多年的发展,我国LED产业已从购买芯片、外延片生产应用产品，逐步发展到自主生产外延片和芯片的阶段,并且已具备一定技术和产业基础。初步形成从外延片生产、芯片制备到器件封装、集成应用等比较完整的产业链。我国上游产业的现状，一是参与单位多，主要单位有中科院半导体所、中科院物理所、电子工业集团第十三电子研究所、北京大学、清华大学、南昌大学和一些企业；但是这些参与单位都想建立自己产能，起始阶段产能都不大，整个产业看起来资源分散，没有规模；而且科研院所都想建立自己的产能，在技术输出上排外，而实

际上各科研单位某一时间突破的可能仅是产业技术链的某一环节，整体上产业化条件还不具备，这样虽然每年看起来各个方面的技术都在突破，但产业化效率非常低。二是与国际先进水平比较,整体上一般芯片的亮度、发光效率、抗静电能力、抗漏电能力以及品质控制水平与国际厂家仍有差距。三是能满足市场需要且规模化生产的企业少，封装所需芯片尤其高档芯片主要靠进口。

值得一提的是,经过多年的发展,我国LED显示屏厂商已经具有了很强的实力，虽然拥有DAK、L ighthouse、Darco等知名显示屏厂商的竞争，但国内LED显示屏厂商还是占据了国内市场的大部分份额，国内已经涌现了一批如上海三思、北京利亚德、西安青松等优秀企业，国内显示屏市场吸收了很大一部分芯片产能，对促进国内上中游发展壮大起了重要作用。国内生产的显示屏、景观照明灯具等LED应用产品已经出口到美国、欧盟等国家和地区。

（2）LED显示屏的发展前景

从LED产业全球分工来看，在LED上游外延片、芯片生产上，美国、日本、欧盟仍拥有巨大的技术优势，中国台湾已经成为全球重要的LED生产基地。目前全球形成了以日、美、德为产业龙头，中国台湾、韩国紧跟其后，中国大陆、马来西亚等国家和地区积极跟进的梯队分布。虽然中国在LED外延片、芯片的生产技术上距离国际先进水平还有一定的差距，但是国内庞大的应用需求给LED下游厂商带来巨大的发展机会，这为我国LED产业的发展提供了良好的机遇。

现代信息社会中，作为人一机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。高亮度、全彩化蓝色及纯绿色LED产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业化条件。基础材料的产业化。使LED全彩色显示产品成本下降，应用加快。LED产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色LED显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色LED屏更会成为主流产品。全彩色LED显示屏的广泛应用会是LED显示屏产业发展的一个新的增长点。

未来LED显示屏会向着标准化、规范化，产品结构多样化的方向发展[2]。

（3）选题意义

该设计课题使我们能够掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法，对LED显示屏这个行业有了较为深刻的了解和认识。并且对大学期间所学习的一些理论

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