大作业报告
课程：单片机系统项目设计
题目：16X64LED点阵屏设计与制作
系 别
信息工程系
专 业
电子应用技术
学 号
123242****
学生姓名
lsxc晓
任课教师 完成日期 2014/6/22
目录
1．设计内容及要求………………………………………………………………..3 2．设计方法…………………………………………………………………………..4 3．16X64LED点阵屏PCB板图设计图…………………………………………..5 4．显示字符（汉字）程序设计……………………………………………….7 5．显示汉字图片…………………………………………………………………………..9 6．总结……………………………………………………………………..9
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设计题目：16X64点阵屏设计与制作
设计一个16X64 LED点阵屏，并用所设计的LED点阵屏静态或滚动显示汉字。 要求完成电路原图、PCB板图的设计及制作（工厂打板），器件焊接及电路调试、汉字显示程序的编写等工作。
2．1
8X8LED点阵的结构及显示字符原理
利用PC上的8*8点阵汉字库，提取后将点阵文件存入ROM，直接利用PC中汉字内码作为单片机系统的编码。并使用外部中断和定时中断，采用74LS373作为地址锁存器。
LED阵列是将多个LED以矩阵方式排列成一个器件，其中各LED的引脚有规律的连接。我们以最常见的8×8单色LED点阵显示器为例。8×8 LED的内部电路结构和外型规格
如图1所示
图1 8X8LED点阵的结构及显示
2．2 16X16LED点阵的结构及显示汉字原理
16×16的点阵显示屏共有256个发光二极管（如图2），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。
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，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。
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图2 16X16LED点阵的结构
2．3
16X64LED点阵设计
本系统采用AT89C51单片机作控制器。整个电路主要由单片机控制及其接口电路、驱动显示电路、电源电路等部分组成。本系统场扫描驱动电路的设计可用串人并出的通用集成电路74HC595来作为数据锁存。74HC595是一个八位串行输入三态并行输出的移位寄存器，8片74HC595进行级连，可共用一个移位时钟SCK及数据锁存信号RCK。这样，当第一行需要显示的数据经过8x8=64个SCK时钟后便可将其全部移入74HC595中。此时还将产生一个数据锁存信号RCK将数据锁存在74HC595中。并在使能信号G的作用下．使串人数据并行输出。
从而使与各输出位对应的场驱动管处于放大或截止状态；同时由行扫描控制电路产生信号使第一行扫描管导通，相当于第一行LED的正端都接高，显然，第一行LED管的亮灭就取决于74HC595中的锁存信号；此外，在第一行LED管点亮的同时。再在74HC595中移人第二行需要显示的数据，随后将其锁存，同时由行扫描控制电路将第一行扫描管关闭而接通第二行，使第二行LED管点亮，以此类推，当第十六行扫描过后再回到第一行，这样。只要扫描速度足够高。就可形成一幅完整的文字或图像。
我们来分析一下16*16点阵行控线，列控线。级联方法：如图四个点阵。把00，01相同的行线相连接。把10，11相同的行线相连接。把00，10相同的列线相连接。把，11相同的列线相连接。最后，00，01的列就作为16x16点阵的列控线。00，10的行就作为16x16 点阵的行控线。同理：16*64的点阵也是一样的，将同一行的所有行连在一起，同一列的所有列连在一起！（我们这次点阵用的是共阳型点阵，即行接阳极）
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图3 LED显示屏接线图 74HC595介绍：
74HC595 是一款漏极开路输出的CMOS 移位寄存器，输出端口为可控的三态输出 端，亦能串行输出控制下一级级联芯片。 10 脚 SCLR 移位寄存器清零端 直接接地,11 脚 SCK 数据输入时钟线 ,12 脚 RCK 输出存储器锁存时钟线,13 脚 OE 输出使能,低电平为输出有效,14脚SI数据线,串行输入数据，亦能串行输出数据到下一级级联芯片。
ME4953介绍：
LED点阵显示屏驱动，当每一显示行需要的电流是比较大时，要使用行驱动管，每片4953内部有两个行驱动管，可以驱动2个显示行。其内部是两个CMOS管，
1、3脚VCC，
2、4脚控制脚，2脚控制
7、8脚的输出，4脚控制
5、6脚的输出，只有当2脚为“0”时，
7、8才会输出，否则输出为高阻状态（漏极开路），只有当4脚为“0”时，
5、6才会输出，否则输出为高阻状态（漏极开）。
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3．16X64LED点阵屏PCB板图设计图
图4 16X64LED点阵屏PCB原理图设计
图5 16X64LED点阵屏PCB板图
要考虑PCB 尺寸大小。PCB 尺寸过大时，印制线条长，阻抗增加，抗噪声能力下降，成本也增加；过小，则散热不好，且邻近线条易受干扰。在确定PCB 尺寸后．再确定特殊元件的位置。最后，根据电路的功能单元，对电路的全部元器件进行布局。输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。可以手动布线尽量手动布线。最好加线间地线，以免发生反馈藕合。数字、模拟元器件及其相应走线尽量远离并限定在各自的布线区域内.。
4．显示字符（汉字）程序设计
#include
#define uchar unsigned char #define uint unsigned int
5
uchar code tab1[]= {DB 00H,70H,7FH,80H,02H,10H,7FH,F8H,04H,00H,FFH,FEH,08H,10H,1FH,F8H,
30H,10H,5FH,F0H,90H,10H,1FH,F0H,10H,10H,10H,10H,1FH,F0H,10H,10H};
uchar code tab2[]={DB 01H,10H,11H,10H,11H,10H,11H,10H,11H,14H,FFH,FEH,11H,10H,11H,10H,
11H,10H,11H,10H,11H,F0H,11H,10H,10H,00H,10H,08H,1FH,FCH,00H,00H};
uchar code tab3[]= {DB 00H,10H,1FH,F8H,11H,10H,11H,10H,1FH,F0H,11H,10H,11H,10H,1FH,F0H,
02H,80H,04H,60H,0CH,50H,34H,4EH,C4H,44H,04H,40H,08H,40H,10H,40H };
uchar code tab4[]={DB 10H,00H,10H,04H,17H,FEH,10H,20H,FCH,20H,10H,40H,30H,40H,38H,D0H,
55H,48H,52H,46H,94H,42H,18H,40H,10H,40H,10H,40H,10H,40H,10H,40H };
uchar code hang[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0c,0x0d,0X0e,0x0f};
sbit DS = P3^0; sbit SH = P3^1; sbit OE = P2^0; sbit ST = P2^1;
void CH595(uchar BT7,uchar BT6,uchar BT5,uchar BT4,uchar BT3,uchar BT2,uchar BT1,uchar BT0) { uchar i; for(i=0;i
DS = BT7 >>7;
BT7
SH = 0;
SH = 1;
}
for(i=0;i
DS = BT6 >>7;
BT6
SH = 0;
SH = 1;
6 } for(i=0;i>7; BT5 >7; BT4 >7; BT3 >7; BT2 >7; BT1
for(i=0;i
DS = BT0 >>7;
BT0
SH = 0;
SH = 1;
}
//ST = 0; //ST = 1; }
void main(void) { uint i; CH595(0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff); while(1) {
for(i=0;i
{
OE=0;
CH595(~tab4[2*i+1],~tab4[2*i],~tab3[2*i+1],~tab3[2*i],~tab2[2*i+1],~tab2[2*i],~tab1[2*i+1],~tab1[2*i]);
P1=hang[i];
ST=1;
ST=0;
OE=1;
} } }
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5．显示汉字图片
图6字幕显示
6．总结：
本文设计的一个16ｘ64LED点阵汉字屏，能够在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，显示文字稳定、清晰无串扰。文字显示为静止显示方式。本系统具有硬件少，结构简单，容易实现，性能稳定可靠，成本低等特点。
总结本文的研究工作，主要做了下面几点较突出的工作。
一、通过查阅大量的相关资料，详细了解了LED的发光原理和16X64点阵屏设计与制作原理，了解了LED的现状和LED显示屏与其它显示屏相比较的优点，明确了研究目标。
二、熟练掌握了系统具体的硬件设计方案,硬件结构电路图，语言程序设计与调试等方面的内容。加深了对C51芯片的理解和应用。
三、在此次课程设计中认识到还有好多知识缺少，以后我会继续学习攻下难关。因此，通过查资料与动手操作，培养了我们独立思考与主动学习的能力，在电子课程设计中，我们思考交流，将一个个难点攻克，对于原理及其工作过程都比较清楚而深刻。同时，巩固了单片机的知识，收获很大。
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