LED广告屏设计毕业设计（论文）专 业班 次姓 名指导老师LED广告屏的开发和设计摘要LED点阵广告牌在大街小巷随处可见，它的应用领域现在极其广泛 像证券交易、金融信息的显示，LED显示屏需求量差不多上专门大的而 这些LED的最差不多单元差不多上8*8的点阵，它是组成汉字及其其它图 形的基础此次的设计确实是采纳单片机作为要紧操纵单元核心，来实现一个简 单的LED点阵汉字显示系统通过单片机对行列扫描的操纵，配合程序的 运用，来实现显示、滚动、暂停以及调速汉字的显示确实是字模以极快 的速度在屏幕上循环，超过一定的速度，由于人眼的暂留效应，就会认为 是完整地显示了汉字把字模按一定的速度依次调用显示，在我们视线中 就看起来字体在滚动在此次的设计中，要紧用到了单片机的串口通信技术，如此不仅节约 了单片机IO 口的数目，而且是程序更加简洁LED显示汉字技术相信在今后还会得到更加广泛的应用，它在我们日 常生活中占得地位相信也会愈来愈重要关键词：单片机 LED点阵 汉字显示名目摘要I1. 绪论11.1引言11.2 LED显示屏的特点11.3 LED显示屏产品的优势21.4设计任务及要求32系统设计及其硬件电路设计32.1总体系统设计 32.1.1实现方法选取42.3硬件电路设计 62.3.1显示电路62.3.2列驱动电路 62.3.3行驱动电路 72.3.4 复位电路72.3.5晶振电路83.要紧器件简介83.1 STC11F32单片机简介83.2 74HC595 简介 113.3 74LS138 简介 133.4 4953芯片介绍134单片机串口通行介绍144.1 STC11F系列单片机串行通信接口 144.1.1串行口的结构与组成145软件和程序设计185.1字模软件 185.2程序流程图195.2软件各子模块设计205.2.1写入74HC595程序的设计 205.2.2列驱动程序的设计 215.2.3行驱动程序设计22结论23致谢24参考文献25附录26英文翻译原文 错误!未定义书签。
译文 错误!未定义书签程序源代码 错误!未定义书签原理图 错误!未定义书签第一章绪论1.1引言近几年，LED显示屏的进展专门迅速，大街小巷到处充斥的LED的广 告流淌字幕这与它本身所具有的优点分不开的这些优点概括起来是： 亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳固LE D的进展前景极为宽敞，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发 光密度、更高的发光平均性，可靠性、全色化方向进展LED显示屏采纳了低电压扫描驱动，具有耗电省、使用寿命长、成本 低、亮度高、视角大、可视距离远、防水、规格品种多等优点，能够满足 各种不同应用场景的需求，进展前景专门宽敞，被公认为最具增长潜力也 是进展最快的的LED应用市场随着北京奥运会、上海世博会、广州亚运 会等重大赛会的举办，体育场馆、车站、机场、医院、银行、商业场所、 公共广场、居民社区的大面积应用，LED显示屏的市场应用空间持续扩大LED显示最早的设计方案为点阵模块方案，由室内伪彩点阵屏进展而 来 它的优势是原材料成本较低，且生产加工工艺简单，质量稳固缺点是色彩一致性差，马赛克现象较严峻，显示成效较差1.2 LED显示屏的特点组合型led点阵显示器以发光二极体为图素，它用高亮度led芯片进行 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 4X4、4X8、5X7、5X8、8X8、16X16、24X24、40X40 等多种；按照 图素的数目分为等，双原色、三原色等，按照图素^色的不同所显示的文 字、图像等内容的^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^色由图素内不同^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，如果按照脉冲方式操 纵二极体的点亮时刻，则可实现256或更高级灰度显示，即可实现真彩色 显示几种led点阵显示器的内部电路结构和外型规格，其他型号点阵的结构 与引脚可试验获得，led点阵显示器单块使用时，既可代替数码管显示数位， 也可显示各种中西文字及符号，如5 x 7点阵显示器用于显示西文字母，5 X8点阵显示器用于显示中西文，8 x 8点阵用于显示中文文字，也可用于 图形显示用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器，但这类有用装 置常通过微机或单片机操纵驱动由led点阵显示器的内部结构可知，器件宜采纳动态扫描驱动方式工 作，由于led管芯大多为高亮度型，因此某行或某列的单体led驱动电流可 选用窄脉冲，但其平均电流应限制在20ma内，多数点阵显示器的单体led 的正向压降约在2v左右，但大亮点§10的点阵显示器单体led的正向压降 约为6vo大屏幕显示系统一样是将由多个led点阵组成的小模组以搭积木的方 式组合而成的，每一个小模组都有自己的独立的操纵系统，组合在一起后 只要引入一个总操纵器操纵各模组的命令和资料即可，这种方法既简单而 且具有易展、易修理的特点。
led点阵显示系统中各模组的显示方式有静态和动态显示两种静态显 示原理简单、操纵方便，但硬体接线复杂，在实际应用中一样采纳动态显 示方式，动态显示采纳扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲驱动，从上 到下逐次持续地对显示幕的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或 文字资讯的脉冲信号，反复以上操作，就可显示各种图形或文字资讯1.3 LED显示屏产品的优势LED显示屏产品的优势：1. 高的换帧频率（不小于300hz）极大的提升了图像的稳固性2. 高的灰度级，使常规真彩数据RGB各8位（256级数据）分不扩展 为14位，并通过局部操纵扫描的方式，将14位数据量完全转换为214=16 384个亮度档次，从而实现16384级灰度3. 通过人眼的视觉特性，按照白天及晚间环境光的变化，进行最高亮 度及最低亮度值的改变（按照查色表）不伦差值如何改变，在该亮度范畴 内可实现16384级的灰度，从而极大的提升了图像显示的清晰度，红绿兰 可独立进行任意Y校正，对显示屏进行手动或自动亮度调剂100级软件调 剂、硬件16级亮度调剂4. 合理的结构、简单的组合，使显示屏体重量达到最低5. 合理的工作电流，既不降低亮度，又提升了工作效率，使显示屏可 在不用空调降温的条件下正常工作。
6. 采纳数据分块处理，各块同步并行通讯的方式，极大的提升通讯速 度7. 远程通讯使用千兆网高速数据通讯芯片，采纳光电隔离技术，从而 极大的提升了防静电防雷击的性能8. 显示屏可通运算机网络系统进行远程操纵9. 具有先进的显示屏内温、湿度、烟雾监控，适时调剂温湿度并有报 警功能1.4设计任务及要求此次设计要紧确实是利用STC11F32单片机作为操纵，由LED点阵作 为显示器，配合其他的一些外围的电路来实现点阵式汉字，并进行一些功 能扩充要紧内容为：熟悉把握STC系列单片机远离及编程；设计单片机的最小系统电路；设计LED广告屏电路设计LED广告屏的功能程序调试LED广告屏系统；2系统设计及其硬件电路设计2.1总体系统设计任何设计都要有一个打算，一步一步地进行电子设计更是如此，第 一要确定要使用的电子元器件，画出差不多的流程图，确定硬件电路，设 计软件，仿真，焊接电路整个设计从功能上应该可分为三个模块：中心操纵模块、行列驱动模 块、显示模块中心模块确实是由单片机操纵的，是整个系统的核心，要 紧用来输出组成汉字的信号行列驱动确实是用来传输汉字的信号的，显 示模块，即最直观的部分，确实是显示功能。
图2-1总体设计方案图2.1.1实现方法选取数据传送方式的选择：单片机的输出有并行输出和串行输出，并行输出尽管节约时刻， 但占用的位比较多，它的输出是并行的，因此就需要几位数据同时从几个 端口输出而串口尽管要一位一位输出，但其只需要一个端口就能输出多 位的数据尽管并行效率高，但占用的IO 口太多，而此次设计需要的IO 口远远超过了单片机的并行输出IO 口，因此在信号输出的方式选择上要采 纳串口通信模式显示模块工作方式的选择：图文显示一样有静态和动态显示两种方法，静态显示尽管设计简 单，但其占用的管脚太多，如本设计中16*32的点阵共有512个发光二极 管，明显单片机没有这么多的端口可供使用，但如果采纳锁存器来扩展端 口，按8位的锁存器来运算，16*32的点阵需要512/8=64个锁存器那个 数字也不实际，因为我们仅仅是16*32的点阵，而在实际应用中的显示屏 往往要更多，如此在锁存器上花的成本确实是一个专门庞大的数字因此 在实际应用中的显示屏几乎都不采纳这种设计，而采纳动态显示的显示方 法动态扫描的意思简单地讲确实是逐列轮番点亮，如此扫描驱动电路就 能够实现多列的同名行共用一套驱动器就16*16的点阵来讲，把所有同1 列的发光管的阴极连在一起，把所有同1行的发光管的阳极连在一起，先 送出对应第一列发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1列使其燃亮一定 时刻，然后熄灭；再送出第二列的数据并锁存，然后选通第2列使其燃亮 相同的时刻，然后熄灭；以此类推，第16列之后，又重新燃亮第1列，反 复轮回。
当如此轮回的速度足够快（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固的图形了如下所示：每一个字由16行16列的点阵组成显示即国标汉字库中的每一个字均由256点阵来表示在本例中单片机第一显示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列 的P00---P07 口方向为P00到P07，显示汉字“大”时，P05点亮,由上往 下排列，为 P0.0 灭，P0.1 灭，P0.2 灭 P0.3 灭，P0.4 灭，P0.5 亮,P0.6 灭, P0.7灭即二进制00000100，转换为16进制为04H.上半部第一列完成后，连续扫描下半部的第一列，为了接线的方便， 我们仍设计成由上往下扫描，即从P27向P20方向扫描，从上图能够看到， 这一列全部为不亮，即为00000000，16进制则为00H然后单片机转向 上半部第二列，仍为P05点亮，为00000100，即16进制04H.这一列完成 后连续进行下半部分的扫描，P21点亮，为二进制00000010，即16进制02H.按照那个方法，连续进行下面的扫描，一共扫描32个8位，能够得出 汉字“大”的字模代码为：04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,04H04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H个原理能够看出，不管显示何种字体或图像，都能析出它的扫描代码从而显示在屏幕上。
• u*殳计我们设计的是一块16*32的LED显示屏，如下图：然而显通过ST|cJ^片机操纵㈣电路对整个屏幕进行扫描|川74HC1器和，3芯片作为行驱动对屏幕上的16行进行扫描操纵,用74#卜方也是译码95作为列驱动对屏幕上的3明进行扫描操纵.，按照人眼血觉暂留成 汉字的显示完成H4A*H6-、H7知_H8此吒izfeF.■ D"^ [ ■ D6^ ； ■ L精 J、)DU7】，^1 K♦J ■■■一1d4J I-LEL>L1"…w"•H堇』尊■些3 ■也F电广H10H1、H1 1 H11 .hi2：X H1 3 H*3Ch i 4 hH15H15H16H161 ： — L1 3 DIM 3 L 6. D226 3 L 7 D236 3 L 8. D-46 3 L 9. . D-56 3 L 1 “ 一 3L5 D2I6 "3L6 D--6 %L7 d-36 "3L8 D- 46 3L9 D：56 TL10_ X —云 —云 —DZ7 — D-zd- —."^y*^ J~TF2n ^^T：3^ ."^P：4^ ."^T257! _^~l..■■ 一 _ 一-1~Wd" J~ I D3 8 D54 ~I~-■崇，-去,.-一L1—EZEJDZJ_LkraJ_I_Ld一J LIDLJ_CEDZ^_dDZ^_EZETZ1 _CEDZH l^ta^DM^ta^ iiBI^KjDill^ta.DiNl^ta^ iMl^ta^・l'■-一 P —^DZ^■— -D：：^■— —^DZ?^■— ^DZ^■— ■■一 -一 ^DZHWW ' DHP^K fMia^^^Diii^ta^DMi^taqM■— -DZ^■— ^DZ9J■一 ^DZ7J■—^DZ^■—、K^5^t18，L，096L20 L2 0ZD-dmp^^2L20；403L203L20~~^L*5 … J.:L1DM I■~ \= L ' \=L '虹43L1 9 L1 33" 3L1,FT-- ' "FD"' ' ^D" ^D"' ' t(1 iD16 4L1 4l* ,D32 4L2 4l： ,D48 4L3 4L3 . D64 4L4 -l, , D80 4L5 4L 5 ,D""04L6 4L6 |D"304L7 4LF .D"404L8 4L8 ,D"504L9 4L9 , D " 60 4L 1 0-l m • D "70 4L 1 \l . .D " 8 0 4L 1 "4L * " D"88 4L134L13 D"964l144li4 D3044l154li5 D31"4L164li6 D3"04l174li7 D3"84l184li8 D3364l194li9 D3444l"04l：0，他是由16行32列一共耳'我■们 所i设^计^的 |^p0^^p3)^2^ -Hi^201yH^^L' 寻512个———一H66^^匹八| mD^少 每一H|i由挣H『，D35* H 二_ -1__，D352 I ■ .3^^ 分不为H蚩i ETL—0匚i二10 F LH16旧 海 jjt 25c3^Sri^■ 二 1d 7 ，DW"I • RJ 右用 E 』IJsUh ^L_B 32一三？IPX ^SE 吉!^^s 三六二^^^4°^^^ ^^^41^^^ 4^^^^ w4^^~ w5^~■:犬 *2^^吁：二世 L D416,28；凝^^1而成= = == = == = = _= = —D29・— V-L^ L_ID^^M 归 Dm^^_> .ii^^m. 芭■g Dp^^^了^^4"/'j-^" ^^4*6;的每「行由H1到H16来表示， 底从上蓟下每四个二极管是一组，.3 0n ] , ^46*4 I . ^6：十#头3髦f L隽Br亡I — '5 10__^B ，BL3tV：*3L2、4L2以此类推。
D4684L 214L 21 D47 2 4L224L22 D4764L 234L 23 D4804L 244L 24 D484 4L254L25 D488 4L264L26 D492 4L274L27 D4964L 284L 28 D5004L 294L 29 D 5044L304L30 D508 4L314L31 D512 4L324L32图2-3显示电路2.3.2列驱动电路RCK 12SR10 SRCK11 SE R474SE R5 9!>G QARCK QBC■ SRCLQD■ SRCKQESER QFQGQH1—QH1 L1 0 2~ 1 3~LT2 4~ 3 5~ 4 6~ 57~lT6 VCcRCK 1210 SRCK11 SE R5〒SRSE R6 9NG QARCK QBC■ SRCLQD■ SRCKQESER QFQGQH1—QH1 2L10~ 2L11~ 2L124 2L13T 2L146 2L157 2L16RCK 12 f3SR 10SRCK11SER6 14SE R7 9>G QARCK QB CSRCLIQD SRCKQE SER QFQGQH1—QH1 3L10~ 3L111 3L124 3L13T 3L146 3L157 3L16RCK 12 oSR 10SRCK11SER7 14SER8 9>G QARCK QB CSRCLQDSRCKQESER QFQGQH1—QH1 4L10~ 4L111 4L124 4L13T 4L146 4L157 4L16，||卜TlC9UL3QA15 L17,iiH牺企74H晦蓉总9个7‘4Hc|S4h"并行输 ，m 「r L-rr C , . *「I—— O —~~— ,>GQA出端连连接接彝 垂！四羊二极管山彰侵潇踌=$翌iK^ SSDSRCK11SRCKQE4 L2 1 SRC K11At5 2L2Lr々匕15 2L1713 ?2SRCKQE4 2L21 SRCK1 1QAQB。
SRCLIQD SRCKQE13QA15 4L17 ~71 ~4L1811TT「第一一行第一个/29HC595SRM SRCLQD T-牝20操纵：门 酎LE卷 芋:灯组亨第g」尚药4HC5'95操^ I木 户鄢都SerM 平Q，H1%「7 顷24 WVT^QSQH1 QH3L193L20~ 3L21 SRCKlTE^3L22 ——…23/ 3L2，SRCKQE4 4L21第二行第- |孕74HC595操纵L9到L16这8］个灯组，第二个|74HC595操纵』—H 』 一-P 』~~ H 』—H养将藏5凯个灯组声知临粪，推16择4%MG595 S以膊1满h^8个LED，厂 〜 5 F~，厂 〜 25 13 .人 〜 25 13 厂 〜 …)G QA i—Ea dw 技 ，G QA i—TTta dw 技 、G QA i—km T5 >G QA2L9到昌RCK^2SRCK11SER17ZSER1 3 项QBQC QD SRCKQE SER QFQG QH1 QH1 L2 6 R CK^2~ L2 77 L2 84 L2 93 L3 0~6 L3 17 L3 2SR T0SRCK11SER1FSER1 4项RCK QB C SRCLQD SRCKQE SER QF QG QH1 QH1 2L26 ~ 2L271 ~2L284 2L293 2L30 ~6 2L317 2L32RCK^2 号Sr 10SRCK11SER1 4 4SER1 5 9RCK QB C SRCLIQD SRCKQE SER QF QG QH1 QH1 ~3L26RCK 122~ 27 3~ 28 4 3L29 5~ 30 6-3L31 7~ 32SR 10"SRCK11SER1 3 4SER1 6项QARCK QBCSRCLQDSRCKQESER QFQGQH1 QH25 1 ~4L26 2~ 27 3~ 28 4 4L29 5~ 30 6~4L3 1 7~ 32图2-4列驱动电路2.3.3行驱动电路行驱动电路包括1个74HC138和4个4953, 按照A和B的值 的不同，分不会输出Y0、Y1、Y2、Y3四个不同数据，当A=0、B=0时， 输出Y0;当A=1、B=0时，输出Y1；当A=0、B=1时，输出Y2；当A=1、 B=1时，输出Y3。
通过4953芯片，Y0操纵1、5、9、13行，Y1操纵2、6、10、14行，Y2 操纵 3、7、1京、15 行，Y3 操纵 4、8、12、16 行AY0BY1Y2CY3Y4E1Y5E2E3YY6 7C15 Y0O 14 Y1O 13 Y2 o_ 12 Y3 q 11 n. 10O 9 c 7C1‘％1 础C138H2 4953YC2(a)3Y14S1 D17麒3D28H1 (7H96H2_1Y023G2 D25H10 Y14S1D1G1D1S2D2G2D28H5 .旬36H65h14 Y34H3 4953_1Y223S1G1S2G2D1D21Y223D2_5H12 Y34H4 4953S1D1G1D1S2D2G2D28H77H156H85H16(b) 4953图2-5行驱动电路2.3.4 复位电路复位是单片机的初始化操作，它的要紧功能是把PC值初始化为000 0H，使单片机从0000H单元开始执行程序除了进入系统的正常初始化以 外，当由于程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，为摆脱逆境R ST C C2 VCC也需要按复位键以重新启动［复位方式有自动复位和手动复位两种本系 统采纳手动复位方式复位。
RST引脚是复位信号的输入端复位信号是高电平有效，其有效时刻应连续Z.，R104图2-62.3.5 晶t如同一个复杂的同步时序电路，为了保C. I_1在AT89C530片MHZ是带有时C5路的，因此，只需要在片外通过 x2中引脚接入定时操纵20，p即可构成一个稳固的自激振荡 高增益反相放大器，而在芯片的外部，XT 器和微调电容就能够了晶振电路用于产生程序运行所需的时钟信号，时序是指令执行中各信 号之间的先后关Y1单片机本身月 证同步工作方式的实现，电路应该在统一的时钟信号操纵下按时序进行工 作■XTATT和器在AT89C51芯片内部有一个AL1和XTAL2之间跨接晶体振学图2-7晶振电路3.要紧器件简介3.1 STC11F32单片机简介单片机确实是一个微型电脑，它的内部也用和电脑功能类似的模 块，例如中央处理器CPU、随机储备器RAM、只读储备器ROM、中断系 统、定时器/计数器、I/O接口等半导体集成电路芯片，它要紧是作为操纵部 分的核心部件单片机是一种式实时操纵运算机，式确实是现场操纵， 需要的是有较强的抗干扰能力，较低的成本，这也是和离线式运算机(例 如家用PC)的要紧区不。
单片机必须靠程序运行，同时能够修改通过不同的程序实现不 同的功能，专门是一些专门的功能，这是不的器件需要费专门大力气才能 做到的因为单片机通过编写的程序能够实现高智能，高效率，以及高可 靠性单片机广泛应用于仪器外表、家用电器、医用设备、航空航天、专 用设备的智能化治理及过程操纵等领域STC单片机是以51内核为主的系列单片机，STC单片机是由笙泉 科技设计，国内宏晶公司贴牌生产的，那个芯片设计的时候就吸取其它51 系列单片专门容易被解密的教训，改进了加密机制STC11系列单片机是宏晶科技设计生产的单时钟/机器周期(1T)的单 片机，是高速、低功耗、超强干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼 容传统8051，但速度快8-12倍内部集成的FLASH寿命可达10万次，同 时完全支持ISP和IAP功能该系列针对不同功能、电压、封装等的型号 规格专门齐全所有的STC11/10xx系列单片机内部都固化了宏晶科技的I SP程序，不需要并行编程器，通过RS232串口就能够烧录用户程序但一 些系统为了程序保密或者采纳其他诸如RS485通讯或其他通讯方式的需 要，仍旧需要自己编写ISP程序用于系统升级在STC11/10xx系列单片机 中以IAP打头的芯片型号，用户程序和数据FLASH是统一寻址，承诺在用 户程序中擦写FLASH，因此能够编写自己的ISP程序。
图3-1 STC11f32单片机引脚图STC11/10xx系列单片机特点：•高速:1个时钟/机器周期,增强型8051内核，速度比一般8051快8〜12 倍•宽电压:5.5〜4.1V/3.7V,3.6V〜2.4V/2.1V（STC11/10L 系列）•低功耗设计:闲暇模式（可由任意一个中断唤醒）•低功耗设计:掉电模式（可由任意一个外部中断唤醒,可支持下降沿/低 电平和远程唤醒,STC11xx系列还可通过内部专用掉电唤醒定时器唤醒）•工作频率:0〜35MHz，相当于一般8051:0〜420MHz•时钟:外部晶体或内部RC振荡器可选，在ISP下载编程用户程序时设 置• 1/2/4/8/12/16/32/48/60/62K字节片内Flash程序储备器，擦写次数10 万次以上• 1280/512/256字节片内RAM数据储备器•芯片内EEPROM功能，擦写次数10万次以上• ISP / IAP在系统可编程/在应用可编程，无需编程器/仿真器• 2个16位定时器，兼容一般8051的定时器T0/T1• 1个独立波特率发生器（故无需T2做波特率发生器）,缺省是T1做波特 率发生器•可编程时钟输出功能,T0在P3.4输出时钟,T1在P3.5输出时钟,BRT 在P1.0输出时钟•硬件看门狗（WDT）•全双工异步串行口 （UART）,兼容一般8051，可当2个串口使用（串口可 在P3与P1之间任意切换）•先进的指令集结构，兼容一般8051指令集，有硬件乘法/除法指令•通用I/O 口 （36/40个），复位后为：准双向口/弱上拉（一般8051传统I/O 口）可设置成四种模式:准双向口 /弱上拉，推挽/强上拉，仅为输入/高阻，开漏每个I/O 口驱动能力均可达到20mA,44/40管脚的IC建议整个芯片不要超过100mA,20/18/16管脚的IC建议整个芯片不要超过60MaSTC11/10xx系列要紧性能：在系统可编程，无需编程器，无需仿真器，可远程升级。
可送STC-ISP下载编程器,1万片/人/天内部集成高可靠复位电路,复位脚设置为I/O 口使用时，复位脚可浮空速度快,1个时钟/机器周期,可用低频晶振，大幅降低EMI输入输出口多,最多有40个I/O，复位脚如当I/O 口使用，可省去外部复位 电路超强抗干扰，超强抗静电，整机可轻松过2万伏静电测试超低功耗：掉电模式:外部中断唤醒功耗＜0.1uA，支持下降沿/低电平和 远程唤醒STC11xx系列增加了掉电唤醒专用定时器,启动掉电唤醒定时器典型功 耗＜ 2uA适用于电池供电系统，如水表，气表，便携设备等.闲暇模式：典型功耗＜1.3mA正常工作模式：2mA - 7mA复位脚:烧录程序时如设置为I/O 口，可当I/O 口使用或浮空不用的I/O 口:浮空即可使用LQFP44封装时，最多有40个I/O 口使用PDIP40封装时，最多有36个I/O 口3.2 74HC595 简介描述：74HC595是硅结构的一种CMOS器件，兼容低电压的TTL电路，遵 守JEDEC标准74HC595是具有8位移位寄存器和一个储备器，三态输 出功能移位寄存器和储备器是分不的时钟数据在SHcp的上升沿输入， 在STcp的上升沿进入到储备寄存器中去。
如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比储备寄存器早一个脉冲移位寄存器有一个串行移位输入（ S）,和一个串行输出（Q7’），和一个异步的低电平复位，储备寄存器有一个 并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），储备寄存 器的数据输出到总线8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有 高阻关断状态特点：输出能力:出，存器卷-个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’），和一个异步的低 电平复位，储备E时旨□7[T逐）田（为低电平寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能O 可孝备寄存器的数据输出到总线to] MR8位串行输入/8位串行或并行输出储备状态寄存器，三种状态输出 寄存器能够直截了当清除100MHz的移位频率 总、线I驱动；串行输出；标准中等规模集成电路595移位寄图3-2 74HC595引脚图引脚讲明:Q0・・・Q7 第15脚及1-7脚， 并行数据输出GND第8脚Q7’第9脚MR第10脚SHCP第11脚STCP第12脚OE第13脚DS第14脚VCC第16脚地串行数据输出主复位（低电平）移位寄存器时钟输入 储备寄存器时钟输入输出有效（低电平） 串行数据输入电源芯片时序图:图3-3时序图3.3 74LS138 简介描述：74LS138为3线一8线译码器，共有54/74S138和54/74LS138两种 线路结构型式，其74LS138工作原理如下：当一个选通端(G1)为高电平， 另两个选通端(/(G2A^/(G2B))为低电平常，可将地址端(A、B、C)的 二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
作用：利用G1. /(G2A)和/(G2B)可级联扩展成24线译码器；若外接一个反 相器还可级联扩展成32线译码器若将选通端中的一个作为数据输入端 时，74LS138还可作数据分配器引脚及内部电路：图3-4 3线-8线译码器74LS138图3-5 74LS138内部电路译码器74LS138的功能表：图3-6 74LS138功能表不管从逻辑图依旧功能表我们都能够看到74LS138的八个输出管脚， 任何时刻要么全为高电平1一芯片处于不工作状态，要么只有一个为低电平 0，其余7个输出管脚全为高电平1如果显现两个输出管脚在同一个时刻 为0的情形，讲明该芯片差不多损坏3.4 4953芯片介绍4953在led中的作用是行驱动，电流放大LED显示屏单元板，每一显示行需要的电流是比较大的，要使用行 驱动管，每片4953能够驱动2个显示行其内部是两个CMOS管，1、3脚VCC，2、4脚操纵脚，2脚操纵7、8脚的输出，4脚操纵5、6脚的输出，只有当2、4脚为“0”时，7、8、 5、6才会输出，否则输出为高阻状态4953行功率管一段和74hc138管脚相连，一端和单元板上二极管的正极相连接在JP3的情形下74hc4953专门容易烧坏，有种烧焦的气味。
仲元板£每个模块的同一行 损坏或虚焊或印刷电 的基极B地号没有过来更换7 8（或 4953）浮;同一行不亮可能是行驱动管TP127路断呼（或4953）或虚焊补焊或飞线O一，或是从138输出到127（或4953）102图3-7 4953引脚图4单片机串口通行介绍此次设计的核心技术要紧用到了单片机的串口通信技术，下面对 单片机的串口通信技术做一介绍：4.1 STC11F系列单片机串行通信接口STC11F系列单片机内部有一个功能强大的全双工串行异步通信 接口，它既能够作为UART使用，能方便地构成双机或多机通信系统，也 能够在外接移位寄存器后扩展并行I/O 口4.1.1串行口的结构与组成单片机的串行通信口结构要紧由两个串行数据缓冲器（SBUF）、发送操 纵器、发送端口、接收操纵器和接收端口等组成串行口的工作方式和波 特率由专用寄存器SCON和PCON操纵1、串行数据缓冲器（SUBF）STC11F系列单片机串行口有两个串行数据缓冲器，其中一个用来发送 数据，一个用来接收，能够同时发送和接收发送缓冲器只能写入，不能读出同样，接收缓冲器只能读出，不能写入两个缓冲器使用同一个符 号SBUF,共用一个地址99H，按照读、写指令来确定访咨询其中的哪一个。
发送数据时，执行一条将数据写入SBUF的传送指令，即可将要发送 的数据按事先设置的方式和波特率从TXD端串行输出一个数据发送完毕 后，串行口能向CPU提出中断要求，发送下一个数据接收数据时，当一帧数据从RXD端通过接收端口（移位寄存器）全部 进入SBUF后，串行口发出中断要求，通知CPU接收这一数据CPU执行 一条读SBUF的指令，就能将同意的数据送入某个寄存器或是储备单元 与此同时的是接收端口接收下一帧数据为了幸免前后两帧数据重叠，接 收器是双缓冲的串行口操纵寄存器（SCON）SCON是用于操纵单片机串行口的工作方式的，同时还包含了要发送 和接收到的第9位数据及串行口中断标志位此寄存器的字节地址为98H 各位的定义如下：4-1串SM0SM1SM2RENTB8RB8TIRI图行口 8位SM0、SMl：串行口工作方式选择位，由软件设定，有四种方式：00——方式0； 01——方式1；10——方式2； 11——方式3SM2：仅用于方式2和方式3的多机通信操纵位，本设计没有涉及到 多机通信，不再多做陈述REN：串行接收承诺位：0——禁止接收；1——承诺接收TB8：在方式2、3中，TB8是发送机要发送的第9位数据。
RB8：在方式2、3中，RB8是接收机接收到的第9位数据，该数据正 好来自发送机的TB8TI：发送中断标志位发送前必须用软件清零，发送过程中TI保持零 电平，发送完一帧数据后，由硬件自动置1如要再发送，必须用软件再清 零本设计就用到了此功能RI：接收中断标志位接收前，必须用软件清零，接收过程中RI保持 零电平，接收完一帧数据后，由片内硬件自动置1如要再接收，必须用软 件再清零电源操纵寄存器(PCON)PCON要紧是为CHMOS型单片机的电源操纵而设置的专用寄存器， 单元地址是87H，其结构格式如下：SMODGF1GF0PDIDLSMO D：该位与串口通信有关SMOD=0;串口方式1，2，3时，波特率正常SMOD=1;串口方式1，2，3时，波特率加倍GF1,GF0:两个通用工作标志位，用户能够自由使用PD:掉电模式设定位PD=0单片机处于正常工作状态PD=1单片机进入掉电(Power Down)模式，可由外部中断或硬件 复位模式唤醒，进入掉电模式后，外部晶振停振，CPU、定时器、串行口 全部停止工作，只有外部中断工作IDL:闲暇模式设定位IDL=0单片机处于正常工作状态IDL=1单片机进入闲暇(Idle)模式，除CPU不工作外，其余仍连续 工作，在闲暇模式下可由任一个中断或硬件复位唤醒。
4.1.2串行口的工作方式：SM0 SM1 模式 功能 波特率0 0 0 同步移位寄存器 fosc/120 1 1 8位UART 可变（T1溢出率）1 0 0 9位 UART fosc/6或 fosc/321 1 1 9位UART 可变（T1溢出率）其中，fosc是振荡器的频率，UART为通用异步接收和发送器的英文缩 写下面对这4种工作模式作进一步介绍1） 方式0当设定SM1、SM0为00时，串行口工作于方式0，它又叫同步移位寄 存器输出方式在方式0下，数据从RXD（P3.0）端串行输出或输入，同 步信号从TXD（P3.1）端输出，发送或接收的数据为8位，低位在前，高 位在后，没有起始位和停止位数据传输率固定为振荡器的频率1/12，也 确实是每一机器周期传送一位数据方式0能够外接移位寄存器，将串行 口扩展为并行口，也能够外接同步输入/输出设备执行任何一条以SBUF为目的的寄存器指令，就开始发送2） 方式1当设定SM1、SM0为01时，串行口工作于方式1方式1为数据传输 率可变的8位异步通信方式，由TXD发 送，RXD接收，一帧数据为10 位，1位起始位（低电平），8位数据位（低位在前）和1位停止位（高电 平）。
数据传输率取决于定时器1或2的溢出速率（1/溢出周期）和数据传 输率是否加倍的选择位SMOD关于有定时器/计数器2的单片机，当T2CON寄存器中RCLK和TCL K置位时，用定时器2作为接收和发送的数据传输率发生器，而RCLK=T CLK=0时，用定时器1作为接收和发送的数据传输率发生器两者还能够 交叉使用，即发送和接收采纳不同的数据传输率类似于模式0，发送过程是由执行任何一条以SBUF为目的的寄存器指 令引起的3） 方式2当设定SM0、SM1二位为10时，串行口工作于方式2，现在串行口被 定义为9位异步通信接口采纳这种方式可接收或发送11位数据，以1 1位为一帧，比方式1增加了一个数据位，其余相同第9个数据即D8位用作奇偶校验或地址/数据选择，能够通过软件来操纵它，再加专门功能 寄存器SCON中的SM2位的配合，可使MCS-51单片机串行口适用于 多机通信发送时，第9位数据为TB8，接收时，第9位数据送入RB8 方式2的数据传输率固定，只有两种选择，为振荡率的1/64或1/32， 可由PCON的最高位选择4) 方式3当设定SM0、SM1二位为11时，串行口工作于方式3方式3与方式 2类似，唯独的区不是方式3的数据传输率是可变的。
而帧格式与方式2一 样为11位一帧因此方式3也适合于多机通信本设计只需要传送8位的数据，不需要标志位，74HC595是一个8位 的寄存器，不需要标志位及校验位，因此运用的方式05软件和程序设计5.1字模软件字体的组成全差不多上由字模组成的，一个差不多显示单元要显示一 个汉字，需要32个8进制的数，即字模从左边开始，每列用两个字模， 上下各一个，低位在上，16*64的LED点阵能够分为上半部分和下半部分， 两个8*64的点阵从左上边的第一列开始，每一列的字模是由8位的二进 制数组成的，例如00001111确实是下边的四个灯亮，换算成8进制确实是 0F，如果手动提取字模，会是一个比较苦恼的工作有字模提取的软件可 供使用字模软件能够专门方便地把需要的字模提取出来：图5-1字模提取软件通过字模提取，能够得到“欢”的字模为：0xFF,0x7F,0xFF,0x7F 0x03,0x7F,0xFA,0x01，0x7A,0xFB,0xB5,0xB7，0xD7,0xBF,0xEF,0xBF, 0xE7,0xBF,0xE7,0x9F，0xDB,0x5F,0xDB,0x60xBE,0xE7,0x79,0xF1，0xC7,0xFB,0xFF,0xFF,依次提取出需要的字模即可。
5.2程序流程图按照功能要求，需要同时在极短的时刻里完成对LED点阵屏幕上16 行32列所有点的扫描，从行、列寄存器中输出相应的字模使16*32的LED 显示屏上的所有为高电平的点亮起，那么按照人眼的视觉暂留成效，我们 就能够看到屏幕上显示的两个汉字我们所设计的程序是如此完成对屏幕的所有点的扫描，先扫描1、5、9、 13行的前8列，然后扫描该四行的9到16列，之后扫描该四行的17到24 列，之后是该四行的25到32列，完成之后进行一次显示然后按照该顺 序进行第2、6、10、14行的扫描和显示，之后是3、7、11、15行的扫描 和显示，最后进行是4、8、12、16行的扫描和显示这整个扫描显示过程 差不多上在专门短的时刻内完成的，在我们看来显示屏上形成的是稳固的 两个汉字如此，设计出程序的要紧流程图：开始调用显示程序系统初始化图5-2程序主流程图5.2软件各子模块设计在此次的程序编写中，用到最多的语法确实是for循环，下面简单介绍 一下C语言中for循环的用法：一样情形下for循环里包含3条语句，第一句是为循环变量赋初始 值值，第二句是循环条件，第三句是给循环变量重新赋值，例如：for(i=0;i
就拿上面那个例子来讲，执 行的过程是先给给i赋初值，再判定i是否小于num，若是则执行for循环 里的语句，执行完之后再执行i++,然后再判定i是否小于num,若是则仍执 行for循环里的语句，否则退出循环5.2.1写入74HC595程序的设计写入的每个8位字模和0x80与，然后向左移位之后再和0x80与，进 行8次该循环，就能够将一个字模中的8位数据通过74HC595的DS串行 输入端写入程序如下：void write595(uchar dat)//数据串行送入 595(uchar i;for(i=0;i<8;i++)(CLK=0;SER=dat&0x80;dat<<=1;CLK=1;}5.2.2列驱动程序的设计列驱动确实是把字模从单片机中通过串口输出到寄存器，然后从寄 存器输出到显示器上我们先将字模中的第4行第1列(i+k-1=3、sign=0) 的8位输出到寄存器，通过for循环依次输出字模中第1列的3、2、1行的 三个8位然后依次输出字模中的第2列的4、3、2、1行之后通过最不 处的for循环，完成对字模中第1列的8、7、6、5行和第2列的8、7、6、 5行的输出完成之后16个74HC595中都写好了 8位数据，对16个74H C595全部给一个上升沿，就将这些寄存器中的数据一起输出到显示屏上。
程序如下：void input(uchar sign)//送一帧数据,sign表示送的列数(uchar i,j,k,s;k=0;for(s=0;s<2;s++)//s表示字数，共2个字(for(i=4;i>0;i--)(write595(tab[i+k-1][sign]);}for(j=4;j>0;j--)(write595(tab[j+k-1][sign+1]);}k+=4;}RCLK=0;RCLK=1;}5.2.3行驱动程序设计行驱动是通过操纵E1、E2的值的不同，我们在主程序中进行实现，当 input(0)时，输出的是显示屏上第1、5、9、13行中的所有列，因此这时 候令E1=0、E2=0，操纵行驱动输出丫0,令1、5、9、13行全亮，因此就能 够将这4行中的点的亮灭情形显示出来之后input(2)，同理来显示第2、 6、10、14行的点的亮灭情形然后依次input 4和6，来显示3、7、11、 15行和4、8、12、16行这一连串动作都在专门短的时刻内完成，因此我 们看到屏幕上显示出稳固的两个汉字程序如下：void main()(while(1)(input(0); 〃操纵两个字的前两列E1=0;E2=0; //操纵 1，5，9，13 行亮input(2);E1=1;E2=0;input(4);E1=0;E2=1;input(6);E1=1;E2=1;}}结论这次设计以单片机为核心，实现了汉字的显示和流淌。
在最初选题的 时候，确实是因为那个设计的应用领域比较广，具有专门大的有用价值 因此才决定做那个题目因此，我做的那个汉字显示系统功能比较单一，显示内容比较少和 市场上运用的还有专门大的差距，但原理差不多是一样的因为我在大四 下学期由于工作需要，去了徐州实习，一直到4月下旬才开始做毕业设计 时刻比较紧迫，而且实际设计的体会也比较缺乏，因此只是单纯的实现了 汉字的显示没有进一步的进行功能的扩展这次设计让我学到了专门多，对单片机的知识又加深了一层对大学 所学的知识有了一个专门好的综合运用，动手能力和解决咨询题的能力也 得到了加大在这次设计中，我终于体会到了从零开始的不易和得到结果 的欢乐过程是不易的，但结果却是可人的，我终于得到了小小的收成 往常在C语言上总是停留在读程序和看程序上边，而这次却要自己编写程 序，从中体会颇深在编写过程中，总是显现一些平常忽略的语法上的小 错误，尽管大的框架是对的，但确实是一些地点不行，这依旧实践少的缘 故，但功夫不负有心人，结果依旧令人欣慰的总而言之，这次毕业设计让我获益匪浅致谢第一，我要感谢学院给我提供了那个课题，让我有一个亲自设计的机 会其次，我专门要感谢我的指导老师曹卫锋老师给我提供的支持和关心。
由于我大四的下学期在徐州实习，还要苦恼曹老师有事时专门通知我从 北京回来后又对我的课题对我进行批注和在此，感谢曹老师的尽心 指导另外，我要感谢我在北京的项目经理王珂先生，在单片机方面，他无 私的传授了我专门多知识并对我的课题提出来专门多建议，还有比我早 进公司的耿飚，在平常的工作中也教会了我专门多C语言的知识，在此， 感谢你们还有，我要感谢我周围的同学们，我们在一起改程序，一起调试，一 起焊接电路，是你们让我觉得这不是一件枯燥无味的情况在此，感谢你 们最后，我要感谢我的父母，在背后默默地支持着我，在业余时刻对我 的鼓舞也许我在一些方面还做的不够好，离你们心中理想的模样还有一 定的差距但我一定会努力的，我爱你们感谢你们！总之，感谢所有关心和支持过我的人，感谢你们参考文献[1] 汪得彪.MCS-51单片机原理及接口技术.北京：电子工业出版社， 2003-48[2] 房小翠，王金凤.单片机有用系统设计技术.北京：北京航天航空大 学出版社，1999-158[3] 潘永雄.新编单片机原理与应用.西安：西安电子科技大学出版社， 2003-195[4] 周航慈.单片机应用程序设计技术.北京：北京航空航天大学出版 社，1999-59。
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