1、項目11 點陣LED顯示(xinsh)設計 知識目標：1. 掌握88矩陣式LED的工作原理和字符的顯示方法；2. 掌握 1616矩陣式LED的工作原理和字符的顯示方法；3. 學會電子元器件74LS164、74HC573的原理和使用方法。 能力目標：1. 能根據設計任務要求正確(zhngqu)選用元器件，并繪制電路原理圖；2. 能夠編寫驅動矩陣式LED的字符和漢字顯示程序；3. 會用keil C51軟件對源程序進行編譯調試及與protues軟件聯調，實現電路仿真。 共四十八頁任務1 單個字符(z f)顯示設計 單個LED或者是數碼管作為(zuwi)顯示器件，只能顯示簡單的幾個有限的簡單字符，對于

2、復雜的字符（比如漢字）以及圖形等則無法顯示。矩陣式LED將諸多個LED按矩陣的方式組合一起，通過控制每個LED的工作，可完成各種字符和圖形的顯示。有關點矩陣顯示器的商品，市面上有很多，例如活動字幕機廣告、汽車站與火車站的車次顯示板、活動布告板、股票顯示板等。本任務利用AT89S51單片機來實現單個字符這一功能。 共四十八頁任務1 單個字符(z f)顯示設計 1.提出(t ch)任務 用AT89S51作為控制核心，外接88矩陣式LED，編寫程序，使88矩陣式LED循環點亮09這十個數字，時間間隔為1s。共四十八頁2.分析(fnx)任務 任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 （1）硬件電路設計電

3、路組成。這里選擇具有內部程序存儲器的AT89S51單片機作為控制電路，其P0接88矩陣式LED的陽極，由于P0口沒有上拉能力，所以采用接8個限流電阻后上接電源提供上拉電流，P2接矩陣式LED的陰極，硬件電路原理圖如圖11-1所示。 共四十八頁任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 共四十八頁任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 （2）軟件設計思路為了能LED正常的顯示0-9等數字，首先要了解0-9這十個數字的具體顯示代碼。具體代碼可以(ky)通過軟件轉換得到，也可以(ky)采用繪制方法得到，然后寫出相應的代碼。因此0-9等十個數字的代碼可以(ky)由由如下方法取得。共四十八頁任務1 單個字符

4、(z f)顯示設計 假設顯示數字“0”，如下圖所示：因此，形成的列代碼為00H，00H，3EH，41H，41H，3EH，00H，00H；只要把這些代碼分別送到相應(xingyng)的列線上面，即可實現“0”的數字顯示。共四十八頁數字“1”代碼(di m)建立如下圖所示： 其顯示代碼為00H，00H，00H，00H，21H，7FH，01H，00H任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 共四十八頁任務1 單個字符(z f)顯示設計 數字“2”代碼(di m)建立如下圖所示：其顯示代碼為 00H，00H，27H，45H，45H，45H，39H，00H共四十八頁數字“3”代碼建立如下(rxi)圖所示：

5、其顯示代碼為 00H，00H，22H，49H，49H，49H，36H，00H任務1 單個字符(z f)顯示設計 共四十八頁任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 數字“4”代碼(di m)建立如下圖所示：其顯示代碼為 00H，00H，0CH，14H，24H，7FH，04H，00H共四十八頁數字“5”代碼建立(jinl)如下圖所示：其顯示代碼為 00H，00H，72H，51H，51H，51H，4EH，00H任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 共四十八頁數字“6”代碼建立如下(rxi)圖所示：其顯示代碼為 00H，00H，3EH，49H，49H，49H，26H，00H任務1 單個字符(z f)

6、顯示設計 共四十八頁數字“7”代碼建立(jinl)如下圖所示：其顯示代碼為 00H，00H，40H，40H，40H，4FH，70H，00H任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 共四十八頁數字“8”代碼建立如下(rxi)所示：其顯示代碼為 00H，00H，36H，49H，49H，49H，36H，00H任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 共四十八頁數字“9”代碼建立如下(rxi)所示：其顯示代碼為 00H，00H，32H，49H，49H，49H，3EH，00H任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 共四十八頁要想在88的LED點陣上顯示一個數字，因為點陣的公共端是連接在一起(yq)的，就像我

7、們在前面講過的數碼管的動態顯示類似，是不能同時將這些LED進行點亮的。只能采用按行或者是按列進行控制。那么，怎么樣去控制LED顯示一個字符的呢？送顯示代碼過程簡單如下：送第一列線代碼到P0端口，同時置第一行線為“0”，其它行線為“1”，延時2ms左右，送第二列線代碼到P0端口，同時置第二行線為“0”，其它行線為“1”，延時2ms左右，如此下去，直到送完最后一列代碼，又從頭開始送。以顯示字符“0”為例：任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 共四十八頁首先在P0送首個行碼00H，在P2口首個列碼FEH；接著在P0送第二個行碼00H，在P2口第二個列碼FDH；再在在P0送第三個行碼3EH，在P2口

8、第三個列碼FBH；再在在P0送第四個行碼3EH，在P2口第四個列碼F7H；依次把所在的行碼送完，這樣就可以顯示一個(y )“0”字了，接著再重復上述過程，把所有的數字都顯示完就可以達到效果了。任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 共四十八頁思考： 如果(rgu)要顯示AF等字符，該怎樣修改程序呢？任務1 單個字符(z f)顯示設計 共四十八頁3. 源程序編寫(binxi)根據程序流程圖編寫的源程序如下：/文件名dz11-1.c #include “reg51.h”#define uchar unsigned charunsigned char code tab=0 xfe,0 xfd,0 x

9、fb,0 xf7,0 xef,0 xdf,0 xbf,0 x7f;unsigned char code dispcode108= 0 x00,0 x00,0 x3e,0 x41,0 x41,0 x41,0 x3e,0 x00,/定義0的代碼 0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x21,0 x7f,0 x01,0 x00,/定義1的代碼 0 x00,0 x00,0 x27,0 x45,0 x45,0 x45,0 x39,0 x00,/定義2的代碼 0 x00,0 x00,0 x22,0 x49,0 x49,0 x49,0 x36,0 x00,/定義3的代碼 0 x00,0 x00

10、,0 x0c,0 x14,0 x24,0 x7f,0 x04,0 x00,/定義4的代碼 0 x00,0 x00,0 x72,0 x51,0 x51,0 x51,0 x4e,0 x00,/定義5的代碼 0 x00,0 x00,0 x3e,0 x49,0 x49,0 x49,0 x26,0 x00,/定義6的代碼 0 x00,0 x00,0 x40,0 x40,0 x40,0 x4f,0 x70,0 x00,/定義7的代碼 0 x00,0 x00,0 x36,0 x49,0 x49,0 x49,0 x36,0 x00,/定義8的代碼 0 x00,0 x00,0 x32,0 x49,0 x49,0

11、 x49,0 x3e,0 x00/定義9的代碼 ;unsigned int count; / 定義計數變量uchar ta, tb; 任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 共四十八頁void main(void) TMOD=0 x01; / 設定定時器0工作方式1, 處于定時狀態 TH0=(65536-2000)/256; / 延時20ms TL0=(65536-2000)%256; TR0=1; / 啟動定時器0 ET0=1; / 開放定時器0 中斷 EA=1; / 允許全局(qunj)中斷 while(1) ; void t0(void) interrupt 1 using 0 TH0=

12、(65536-3000)/256; TL0=(65536-3000)%256; P2=tabta; / 送列碼 P1=dispcodetbta; / 顯示字符內容 ta+; if(ta=8)任務1 單個字符(z f)顯示設計 ta=0; count+; if(count=500) / 判斷是否到1s count=0; / 計時到，將計數變量清0，以便重新計數 tb+; if(tb=10) tb=0; 共四十八頁4.程序調試與電路仿真運行C語言編輯軟件，在編輯區中輸入上面的源程序，并以“dz11-1.c”為文件名存盤。運行Keil C51，然后建立一個“dz11-1.uv2”的工程項目。把源程序

13、文件(wnjin)“dz11-1.c”添加到工程項目中，進行編譯，得到目標代碼文件(wnjin)“dz11-1.hex”。運行Proteus，在編輯窗口中繪制如圖11-1所示的電路圖并存盤。然后選中單片機AT89s51，左鍵點擊AT89s51，出現如圖11-2所示的對話框，在Program File后面的 “ ”按鈕，找到剛才編譯好的“dz11-1.hex”文件，然后點擊“OK”就可以進行仿真了。點擊模擬調試按鈕的運行按鈕“ ”，進入調試狀態。此時可看到從0開始顯示一直到9，重復循環。任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 共四十八頁任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 共四十八頁 知識鏈接

14、(lin ji) 1. 點矩陣的結構與種類LED點陣顯示器件是將要顯示的字符（包括漢字），主要適用于漢字顯示。點矩陣顯示器的種類，按大小分，可分為57，58，68，88等4種；按LED發光變化顏色分，可分為單色、雙色、三色；按LED 的極性排列方式又可分為共陽極與共陰極。 任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 共四十八頁下面簡單介紹幾種常見的類型。單色57的外觀，即共陽極(yngj)LED結構如圖11-3所示。單色57的內部結構，即共陰與共陽LED陣列圖如圖11-4所示。 任務1 單個字符(z f)顯示設計 共四十八頁任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 共四十八頁單色57點陣(din z

15、hn)引腳圖如圖11-5所示。任務1 單個字符(z f)顯示設計 共四十八頁單色88點陣(din zhn)引腳圖如圖11-6所示。任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 共四十八頁雙色88點陣(din zhn)引腳圖如圖11-7所示。任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 共四十八頁2. 點矩陣(j zhn)的工作原理由于點矩陣的種類很多，不能一一說明其工作原理，不過所有的點矩陣的工作原理都差不多相同。下面就以8X8點陣LED工作原理作說明。其它類型的點矩陣工作原理，讀書可以觸類旁通。圖11-8是88點矩陣的內部結構圖。任務(rn wu)1 單個字符顯示設計 共四十八頁任務1 單個字符顯示(x

16、insh)設計 共四十八頁從圖中可以看出，8X8點陣共需要64個發光二極管組成，且每個發光二極管是放置在行線和列線的交叉點上，當對應的某一行置1 電平，某一列(y li)置0電平，則相應的二極管就亮。若要使某一行亮，則對應的行置1，而列則采用掃描依次輸出0來實現。若要使某一列(y li)亮，則對應的列置0，而列則采用掃描依次輸出1來實現。任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 共四十八頁任務(rn wu)小結LED點陣的應用很廣，對于不同的應用環境和應用要求，可以有各種各樣的應用方式。通過本任務的學習，了解88矩陣式LED的工作原理和字符的顯示方法，掌握了88矩陣式LED與單片機接口技術、掌握

17、了單片機是如何控制矩陣式LED的字符的顯示程序。任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 共四十八頁思考與練習 修改程序dz10-2.c，使之循環點亮0F。編寫程序實現88點陣(din zhn)中的一列或一行依次點亮。編寫程序實現在88點陣顯示“”圖案。任務1 單個字符顯示(xinsh)設計 共四十八頁57、88點矩陣由于太小，不能良好地顯示漢字。在實際的應用中，要能良好地顯示一個漢字，則至少(zhsho)需要1616點陣，所以顯示一個漢字則采用4塊88點陣來組成，顯示漢字的原理與88點陣顯示字符一樣。以“歡迎”二字為例，字符的點陣圖如圖11-9和圖11-10所示。 任務(rn wu)2 移動漢

18、字顯示設計共四十八頁任務2 移動漢字(Hnz)顯示設計共四十八頁用AT89S51作為控制核心(hxn)，在1616點陣式LED上編寫程序實現移動漢字的顯示，顯示的漢字為“柳州歡迎您！”。任務(rn wu)2 移動漢字顯示設計1.提出任務 共四十八頁（1）硬件(yn jin)電路設計電路組成。電路包括單片機、電源電路、時鐘電路、復位電路、驅動電路和LED點陣電路等。由于在Proteus軟件目前版本中還沒有1616點陣模塊，因此采用現有的88點陣模塊組合成一個1616點陣模塊。本設計中需要四片74HC138譯碼器，循環掃描各列，顯示一個完整的漢字需要掃描32次。硬件電路原理圖如圖11-11所示。2

19、.任務分析 任務(rn wu)2 移動漢字顯示設計共四十八頁任務2 移動(ydng)漢字顯示設計共四十八頁（2）軟件設計思路由于單片機總線為8位，一個字需要拆分為2個部分首先通過列掃描方法獲取漢字代碼。漢字可拆分為上部和下部，上部由816點陣組成，下部也由816點陣組成，也可以分為左部分和右部分，左部分是168點陣組成，右部分也由168點陣組成，因此一個漢字要用16232個字節來表示。漢字點陣顯示一般有點掃描、行掃描和列掃描3種。為了符合視覺暫留要求(yoqi)，點掃描方法掃描頻率必須大于1664=1024 Hz，周期小于1 ms即可。行掃描和列掃描方法掃描頻率必須大于168=128 Hz，周

20、期小于7.8 ms即可，但是一次驅動一列或一行(8顆LED)時需外加驅動電路提高電流，否則LED亮度會不足。由以上掃描方法原理，逐個掃描然后求出相應的代碼。任務2 移動(ydng)漢字顯示設計共四十八頁3. 源程序編寫根據程序(chngx)流程圖編寫的源程序(chngx)如下：/ 文件名dz11-2.c#include #define int8 unsigned char#define int16 unsigned int#define int32 unsigned longint8 flag, n;void delay(void);int16 offset;int8 code table32

21、=0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00, /* */0 x00,0 x20,0 x04,0 x40,0 x40,0 x80,0 x05,0 x00,0 x7f,0 xf8,0 x09,0 x00,0 x00,0 x08,0 x1f,0 x90,0 x11

22、,0 x20,0 x27,0 xc0,0 x08,0 x00,0 x0f,0 xfe,0 x10,0 x80,0 x10,0 x40,0 x1f,0 x80,0 x00,0 x00, /* 柳 */0 x00,0 x00,0 x00,0 x84,0 x07,0 x08,0 x00,0 x30,0 x3f,0 xc0,0 x00,0 x00,0 x07,0 x00,0 x00,0 x00,0 x3f,0 xf0,0 x40,0 x00,0 x03,0 x00,0 x00,0 x00,0 x7f,0 xfd,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00, /* 州 */0

23、 x28,0 x04,0 x24,0 x08,0 x22,0 x32,0 x21,0 xC2,0 x26,0 xC2,0 x38,0 x34,0 x04,0 x04,0 x18,0 x08,0 xF0, 任務(rn wu)2 移動漢字顯示設計共四十八頁0 x30,0 x17,0 xC0,0 x10,0 x60,0 x10,0 x18,0 x14,0 x0C,0 x18,0 x06,0 x10,0 x04,0 x00,0 x00, /* 歡 */0 x02,0 x02,0 x82,0 x04,0 x73,0 xF8,0 x20,0 x04,0 x00,0 x02,0 x3F,0 xE2,0 x2

24、0,0 x42,0 x40,0 x82,0 x40,0 x02,0 x3F,0 xFA,0 x20,0 x02,0 x20,0 x42,0 x20,0 x22,0 x3F,0 xC2,0 x00,0 x02,0 x00,0 x00, /* 迎 */0 x01,0 x00,0 x02,0 x04,0 x0C,0 x1C,0 x3F,0 xC0,0 xC0,0 x1C,0 x09,0 x02,0 x16,0 x02,0 x60,0 x92,0 x20,0 x4A,0 x2F,0 x82,0 x20,0 x02,0 x24,0 x0E,0 x22,0 x00,0 x31,0 x90,0 x20,0

25、x0C,0 x00,0 x00,/* 您 */0 x00,0 x00,0 x00,0 x08,0 x1F,0 xDC,0 x3F,0 x08,0 x3C,0 x00,0 x30,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00, /* ！ */0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00

26、,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00,0 x00 /* */;void main(void) int8 i; int8 *p; flag=0 x10; n=0; TMOD=0 x01; TH0=0 xb1; TL0=0 xe0;任務2 移動漢字(Hnz)顯示設計共四十八頁ET0=1; EA=1; TR0=1; p=&table00; while (1) for (i=0;i8;i+) /顯示左半邊(bnbin)屏幕

27、P3=*(p+offset+2*i); P2=i|0 x90; /P2.4=1,P2.3=0 選中U3, 輸出掃描碼給U7 delay(); P3=*(p+offset+2*i+1); P2=i|0 x08; /P2.4=0,P2.3=1 選中U2, 輸出掃描碼給U6 delay(); for (i=8;i16;i+) /顯示右半邊屏幕 P3=*(p+offset+2*i); P2=(i-8)|0 xC0; /P2.6=1 P2.5=0, P2.4=0 選中U5,輸出掃描碼U9delay(); P3=*(p+offset+2*i+1);P2=(i-8)|0 x20; /P2.5=1 P2.4=0, P2.3=0 選中U4,輸出掃描碼U8 delay(); void delay(void) int16 i; for (i=0;i50;i+) ;void timer0() interrupt 1 using 3 TF0=0; TH0=0 xb1; TL0=0 xe0; if (n210) offset=0; n=0; 任務2 移動漢字顯示(xinsh)設計共四十八頁4.程序調試與電路仿真運行