16x16LED滚动显示课程设计：单片机课程设计专业名称：电气工程及其自动化学号：学生姓名：同组人员：指导教师：2014年12月8日课程设计任务书2014 ～2015 学年第1学期学生姓名：专业班级：电气工程及其自动化2012级（2）班指导教师：工作部门：一、课程设计题目：16x16LED滚动显示二、课程设计内容1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，以单片机为核心器件，能独立而正确地进行方案论证和电路设计，完成仿真操作。

要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；2. 熟悉、掌握各种外围接口电路芯片的工作原理和控制方法；3. 熟练使用单片机汇编语言或C51进行软件设计；4. 熟练使用Proteus、Keil软件进行仿真电路测试；5. 熟练使用Protel软件设计印刷电路板；6. 学会查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数；7. 编写设计报告，参考毕业设计论文格式。

（1）根据课题要求确定系统设计方案；（2）绘制系统框图、系统仿真原理图（印刷电路板图），列出元器件明细表；（3）计算电路参数和选择元器件，画出软件框图，列出程序清单；（4）打印仿真结果，根据测试结果进行误差分析与修改调整；（5）对设计进行全面总结。

三、进度安排2．执行要求单片机应用课程设计共9个选题，学生可自选课题。

每组不超过2人，为避免雷同，在设计中每个同学所采用的方案不可一样。

四、课程设计考核办法与成绩评定六、课程设计参考资料[1]贺哲荣.AT89S51单片机硬件设计与编程实例.北京：中国电力出版社.2012[2]李泉溪.单片机原理与应用实例仿真.北京:北京航空航天大学出版社,2012.[3]王平.单片机应用设计与制作.北京:清华大学出版社, 2012.[4]彭为等.单片机典型系统设计实例精讲. 北京：电子工业出版社，2007[5]王庆利等.单片机设计案例实践教程.北京：北京邮电大学出版社，2008[6]韩志军等.单片机应用系统设计——入门向导与设计实例.北京：机械工业出版社，2005[7]皮大能等. 单片机课程设计指导书. 北京：北京理工大学出版社，2010指导教师：2014年12月8日教研室主任：2014年12 月8 日目录摘要 (1)引言 (2)一16×16LED点阵的总体设计 (3)1.1 设计的功能要求 (3)1.2 设计论证 (3)1.3 实验原理 (3)1.4 总体设计框图 (4)二硬件设计 (4)2.1 主要芯片介绍 (4)2.2 16×16LED点阵显示制作 (7)2.3用4个8×8LED点阵构成16×16LED点阵 (8)2.4实验电路及连线 (8)三软件设计 (8)3.1实验要求及程序流程图 (9)3. 2 程序清单 (15)四实验结果 (16)五系统调试 (17)六心得体会 (17)七参考文献 (18)摘要本设计使用AT89C55系列高速单片机作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动16×16的点阵LED显示屏。

利用AT89C55系列高速单片机本身强大的功能，可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储，并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化，另一方面点阵显示屏广泛的应用于医院、机场、银行等公共场所，所以本设计具有很强的现实应用性。

本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示4个8×8点阵汉字，并能通过上位机软件修改显示内容和显示效果等等。

把字符内码存储在空闲的单片机程序存储器空间，使本LED显示系统能掉电存储1024个字符。

设计中采用了SPI 接口的GB2312标准字库，支持所有的国标字符和ASCII标准字符的显示。

因为采用串行传输方式，使本系统的可扩展性得到提升，便于多个显示单元的级联。

本文从LED的显示原理入手，详细阐述了LED动态显示的过程，以及硬件电路的设计、计算和软件的算法。

关键词：LED动态显示 AT89C55 点阵汉字显示仿真引言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。

当今社会在飞速发展无疑能源、健康、空间的利用，成了人们着重关注的对象。

而在这个信息传递极速的社会，LED的出现给人们带来了希望之光。

LED的特色之处一是节能（直接功耗，间接耗能），二是基本无电离辐射，三提高空间利用率。

而这些特色又恰好解决了上述的三种问题。

然而LED点阵显示屏的特点不仅仅于此LED点阵显示屏用的是数码管，而数码管具有实用,便宜等优点。

做出来的LED点阵显示很耐用。

LED点阵显示屏之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与LED显示屏本身所具有的优点分不开的。

LED点阵显示屏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。

本文要求设计一个能显示16X16点阵图文LED显示屏，要求能显示图文或文字，显示图文或文字应稳定、清晰，图文或文字显示，以卷帘形式向上下左右滚动显示。

一 16×16LED点阵的总体设计1.1 设计的功能要求设计一个能显示16X16点阵图文LED显示屏，要求能显示图文或文字，显示图文或文字应稳定、清晰，图文或文字显示，以卷帘形式向上滚动显示。

1.2 设计论证1.图文显示采用动态扫描的显示方法，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。

2.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，在行扫描周期确定的情况下留给行显示的时间就太少了，以致影响到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所存功能。

经过上述分析，就可以归纳出列驱动器电路应具有的功能。

对于列数据准备来说，它应能实现串入并处的移位功能；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。

1.3 实验原理16×16扫描LED点阵的工作原理同8位扫描数码管类似。

它有16个共阴极输出端口，每个共阴极对应有16个LED显示灯。

所以其扫描译码地址需4位信号线。

要使16点阵上某个点亮，如第10行第4列的LED点亮，只要让列选信号为“0100”，从而选中第4列，再给第10行一个高电平，即可点亮该LED。

本实验通过74LS164和74LS595芯片写入字形，产生扫描信号。

为了显示整个汉字，首先分布好汉字的排列，以行给汉字信息；然后以大于24HZ的频率扫描列，即每行逐一加高电平，根据人眼的视觉残留特性，使之形成整个汉字的显示。

1.4 总体设计框图二硬件设计2.1主要芯片介绍1.AT89C55介绍AT89C55为8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。

功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通信等。

主要管脚有：XTAL1（19 脚）和XTAL2（18 脚）为振荡器输入输出端口，外接12MHz 晶振。

RST/Vpd（9 脚）为复位输入端口，外接电阻电容组成的复位电路。

VCC （40 脚）和VSS（20 脚）为供电端口，分别接+5V电源的正负端。

P0~P3 为可编程通用I/O 脚，其功能用途由软件定义，在本设计中，P0 端口（32~39 脚）被定义为N1 功能控制端口，分别与N1的相应功能管脚相连接，13 脚定义为IR 输入端，10 脚和11脚定义为I2C总线控制端口，分别连接N1的SDAS（18脚）和SCLS（19脚）端口，12 脚、27 脚及28 脚定义为握手信号功能端口，连接主板CPU 的相应功能端，用于当前制式的检测及会聚调整状态进入的控制功能。

图2.1 AT89C55单片机引脚图2. 74LS595介绍74595的数据端：Q1--Q7：八位并行输出端，可以直接控制数码管的8个段。

Q7'：级联输出端。

我将它接下一个595的SI端。

DS：串行数据输入端。

STcp：存储寄存器的时钟脉冲输入口SHcp：移位寄存器的时钟脉冲输入口OE：的非输出使能端MR：的非芯片复位端图2.2 74LS595芯片引脚图3.74LS164介绍清除端（CLEAR）为低电平时，输出端（QA－QH）均为低电平。

串行数据输入端（A，B）可控制数据。

当A、B任意一个为低电平，则禁止新数据输入，在时钟端（CLOCK）脉冲上升沿作用下Q0 为低电平。

当A、B 有一个为高电平，则另一个就允许输入数据，并在CLOCK 上升沿作用下决定Q0 的状态。

引脚功能：LOCK ：时钟输入端LEAR：同步清除输入端（低电平有效）1，2 ：串行数据输入端8－Q15：输出端7图2.3 74LS164芯片引脚图2.2 16×16LED点阵显示制作以UCDOS中文宋体字库为例，每一个字由16行16列的点阵组成显示。

即国家标准汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。

我们可以把每一个点理解为一个像素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。

事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字，也可以显示在256像素范围内的任何图形。

这里我们以“魏”字说明，如下图所示：图2.4为字模提取软件提取16x16LED汉字显示代码2.3 用4个8×8LED点阵构成16×16LED点阵Proteus中只有5×7和8×8等LED点阵，并没有16×16LED点阵，而在实际应用中，要良好地显示一个汉字，则至少需要16×16点阵。