單片機控制8×8點陣設計方案比較研究

張鵬　黎國棟　楊謹瑞　羅建淞

摘? 要：本文研究了基于AT89C51單片機LED8×8點陣顯示屏的設計并運用Proteus軟件進行原理圖繪制和進行仿真和調試。主要介紹了LED 8×8點顯示屏的硬件電路設計、匯編程序設計與調試、Proteus軟件繪制原理圖和實物制作等方面的內容，顯示屏的設計具有體積小、硬件少、電路結構簡單及容易實現(xiàn)等優(yōu)點。能幫助廣大電子愛好者了解漢字的點陣顯示原理，認識單片機的基本結構、工作原理及應用方法、并提高單片機知識技術的運用能力。利用單片機來設計的系統(tǒng)既能實現(xiàn)系統(tǒng)所需的功能也可以滿足計數(shù)的準確性、迅速性并且電路簡單、操作簡單、通用性強。

關鍵詞：單片機;LED8*8點陣顯示屏;Proteus軟件

引言：

隨著人們生活水平的日益增長，對信息的需求變得更加多而廣泛，對于讓人們更能充分了解吸收一些信息，LED屏幕出現(xiàn)在各個地方，其中以廣場和舞臺比較多見。本次設計的目的是為了更加方便LED顯示屏的顯示和應用。

一、設計背景

LED因其體積小，耗電量低，亮度及環(huán)保等優(yōu)點而被廣泛應用于公共場所的大屏顯示上，LED點陣大屏可應用于戶外廣告，交通導航，大廳公告，比賽的多媒體實時顯示等領域。

1.2 設計目標

本設計作品的用途正是在于實現(xiàn)大屏顯示的核心功能，即漢字的顯示，可實際應用于簡單的顯示系統(tǒng)中，如簡單的排隊叫號顯示屏，電梯顯示屏等。通過此次設計將單片機軟硬件結合起來對程序進行編輯，校驗，鍛煉實踐能力和理論聯(lián)系實際的能力。

1.3 實施計劃

對課題進行全面的分析，明確系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能，大致了解要解決的問題，制定總的設計方案。根據(jù)論證設計硬件系統(tǒng)并畫出電路圖，并根據(jù)電路圖在面包板上連接電路圖。

在硬件的基礎上設計軟件程序。利用仿真器編譯軟件程序，進行調試仿真。把調試成功的程序利用燒入器燒入到芯片中去。把固化好程序的芯片插入到實際應用系統(tǒng)，投入到實際使用。

1.4 必備條件

微處理器采用AT89C51系列單片機，AT89C51單片機是這幾年在我國非常流行的單片機，是一種帶4K字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲器高性能單片機，可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次，具有低功耗、高性能的特點，并且可與工業(yè)標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容，于本設計需要實現(xiàn)的功能，完全可勝任。并且采用LED 8×8點顯示屏來進行顯示，還有若干導線，電阻，放大器等。

二、總體方案設計

通過查閱大量相關技術資料，并結合自己的實際知識，我主要提出了兩種技術方案來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。下面我將首先對這三種方案的組成框圖和實現(xiàn)原理分別進行說明，并分析比較它們的特點，然后闡述我最終選擇方案的原因。

2.1 方案比較

2.1.1 方案一

方案一原理框圖如圖2-1所示。

方案一由電源電路與單片機之間接入保護電阻電路用于保護單片機運行過程中不被燒壞，晶振和復位用于系統(tǒng)的運行，應用單片機的內置程序在LED上顯示圖形。

2.1.2 方案二

2.2 方案論證

方案一和方案二在仿真中都是可以執(zhí)行的

方案一：對于方案一來說，可以利用STC89C52芯片實現(xiàn)多樣復雜的顯示，可以根據(jù)設計者的意圖設計對相應的顯示，具有更好的可操作性，缺點是對PCB繪制的要求比較高，需要精心設計單片機的控制系統(tǒng)。對編程實力也有一定的要求，實現(xiàn)圖形和字符的顯示程序設計是需要攻克的難題。總結起來方案一就是方案不錯就是實際操作困難比較多。

方案二：對于方案二來說，74HC595是一個8位串行輸入、平行輸出的位移緩存器，實際操作和原理都較為簡單，但是位移緩存器只能實現(xiàn)一些簡單的顯示，流水等，并不符合現(xiàn)在的需求。方案二原理較為簡單，實際操作也比較容易實現(xiàn)，就是難以實現(xiàn)所需求的功能。

2.3 方案選擇

對于現(xiàn)在我們學習的需求來說，簡單的流水顯示不符合本設計的設計初衷，雖然操作性較強，但是對于不怕困難的電氣人來說，應該直面困難。對于方案一是使用單片機它可以實現(xiàn)我們對于字符和圖形的顯示，所以我們義務反顧的選擇了利用單片機的管腳控制的功能進行此課程設計。方案的選擇要具有可行性，選擇單片機并做出實物，在個人能跳跳能夠得著的位置鞭策自己，是本人課程設計主要要鍛煉的方面。

參考文獻

[1]孫宋英.基于AT89S52單片機的8×8?LED點陣顯示屏的設計[J].通信電源技術，2019，36（06）：147-148.

[2]戴仔龍.8×8點陣LED模塊廣告牌的制作[J].職業(yè)教育（下旬刊），2016（12）：9-15.

[3]劉援瓊.?基于AT89C51單片機的LED點陣顯示系統(tǒng)設計[D].天津工業(yè)大學，2016.

作者簡介：

張鵬（2000-） 漢族 四川雅安，本科，研究方向：電氣工程及其自動化

黎國棟（2001-）漢族 四川達州，本科，研究方向：電氣工程及其自動化

楊謹瑞（2001-）漢族 四川廣元，本科，研究方向：電氣工程及其自動化

羅建淞（2001-）漢族 四川攀枝花，本科，研究方向：電氣工程及其自動化