LED灯电子显示屏的毕业设计 - 图文

↑ × L H H Q6 NC 逻辑高电平移入移位寄存器最低位（QA），其余各位依次移动，例如以前的内部QG状态出现在串行输出位 Qn 移位寄存器内容到达输出锁存器从并口输出 × ↑ L × × NC ↑ ↑ L × × Q6 Q 移位寄存器内容移入，先前的移位寄存器的内容到输出锁存器并输出 注 H-高电平状态；L-低电平状态；↑-上升沿；↓-下降沿；Z-高阻；NC-无变化；×-无效

LED显示屏

将LED像素模块按照实际需要大小拼装排列成矩阵，配以专用显示驱动电路，直流稳压电源，软件，框架以及外装饰灯，即构成一台LED显示屏，用来显示文字、图形、动画、行情、视频、录像等各种信息的显示屏幕。

（二） 单片机的结构 1） 单片机的基本结构

AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元。

AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的Flash存储器可有效地降低开发成本。

P0口：P0口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口P0 写“1”时，可作为高阻抗输入端用。

在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8 位）和数据总线复用，在访问期间激活内部上拉电阻。

在Flash 编程时，P0口接收指令字节，而在程序校验时，输出指令字节，校验时，要求外接上拉电阻。

P1口：P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收

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或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对端口写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口。作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。

与AT89C51 不同之处是，P1.0 和P1.1 还可分别作为定时/计数器2 的外部计数输入（P1.0/T2）和输入（P1.1/T2EX）。

P2口：P2是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL 逻辑门电路。对端口P2写“1”，通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口使用时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流(IIL)。

在访问外部程序存储器或16位地址的外部数据存储器（例如执行MOVX @DPTR 指令）时，P2口送出高8位地址数据。在访问8位地址的外部数据存储器（如执行MOVX @RI指令）时，P2口输出P2锁存器的内容。

Flash 编程或校验时，P2亦接收高位地址和一些控制信号。

P3口：P3口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O口。P3口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。对P3 口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作为输入端口。此时，被外部拉低的P3口将用上拉电阻输出电流（IIL）。

P3 口除了作为一般的I/O口线外，更重要的用途是它的第二功能，如下所示： P3.0 RXD（串行输入口） P3.1 TXD（串行输出口） P3.2 /INT0（外部中断0） P3.3 /INT1（外部中断1） P3.4 T0（定时/计数器0外部输入） P3.5 T1（定时/计数器1外部输入） P3.6 /WR（外部数据存储器写选通） P3.7 /RD（外部数据存储器读选通）

P3 口还接收一些用于Flash 闪速存储器编程和程序校验的控制信号。

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，

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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。

AT89C52单片机属于AT89C51单片机的增强型。其主要工作特性是： 片内程序存储器内含8KB的Flash程序存储器，可擦写寿命为1000次； 片内数据存储器内含256字节的RAM； 具有32根可编程I/O口线； 具有3个可编程定时器；

中断系统是具有8个中断源、6个中断矢量、2个级优先权的中断结构； 串行口是具有一个全双工的可编程串行通信口； 具有一个数据指针DPTR；

低功耗工作模式有空闲模式和掉电模式； 具有可编程的3级程序锁定位；

AT89C52工作电源电压为5（1+0.2）V，且典型值为5V； AT89C52最高工作频率为24MHz。

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2） 单片机引脚图及封装

AT89C52有PDIP、PQFP/TQFP及PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。本设计采用PDIP封装形式，其引脚图如图3-3所示。

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图3-3 AT89C52引脚图

（三） LED显示模块的硬件设计及工作原理

LED显示屏是由一个一个的发光二极管点阵构成的，要构成大屏幕的LED显示屏就需要多个发光二极管。构成LED屏幕的方法有两种，一是由单个的发光二极管逐点连接起来，二是选用一些由单个发光二极管构成的LED点阵子模块构成大的LED点阵模块。这两种屏幕构成方法各有有缺点，单个发光二极管构成显示屏优点在于当单个的发光二极管出现问题时只需更换一个二极管即可，检修的成本较低，缺点在于连接线路复杂；而点阵模块构成的方法却正好与之相反，模块构成省约了大量的连线，不过当一个LED出现问题时同在一个模块的所有LED都必须被更换。这就加大了维修的成本。

两种方法相比较，决定采取模块构成的方法来制作一个LED点阵显示屏。

16×16点阵LED显示屏由256个LED发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上。当对应的某一列置1电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮。如第一列为高电平置1，第二列为低电平置0，第三列为高电平置1，P行为低电平置0，O行为高电平置1，则显示效果是P行上的第一个LED灯亮，第二个LED灯灭，第三个LED灯亮。第O行上的三个LED灯全灭

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。如图3-4所示。

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