单片机控制8×8点阵设计方案比较研究

张鹏　黎国栋　杨谨瑞　罗建淞

摘  要：本文研究了基于AT89C51单片机LED8×8点阵显示屏的设计并运用Proteus软件进行原理图绘制和进行仿真和调试。主要介绍了LED 8×8点显示屏的硬件电路设计、汇编程序设计与调试、Proteus软件绘制原理图和实物制作等方面的内容，显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易实现等优点。能帮助广大电子爱好者了解汉字的点阵显示原理，认识单片机的基本结构、工作原理及应用方法、并提高单片机知识技术的运用能力。利用单片机来设计的系统既能实现系统所需的功能也可以滿足计数的准确性、迅速性并且电路简单、操作简单、通用性强。

关键词：单片机;LED8*8点阵显示屏;Proteus软件

引言：

随着人们生活水平的日益增长，对信息的需求变得更加多而广泛，对于让人们更能充分了解吸收一些信息，LED屏幕出现在各个地方，其中以广场和舞台比较多见。本次设计的目的是为了更加方便LED显示屏的显示和应用。

一、设计背景

LED因其体积小，耗电量低，亮度及环保等优点而被广泛应用于公共场所的大屏显示上，LED点阵大屏可应用于户外广告，交通导航，大厅公告，比赛的多媒体实时显示等领域。

1.2 设计目标

本设计作品的用途正是在于实现大屏显示的核心功能，即汉字的显示，可实际应用于简单的显示系统中，如简单的排队叫号显示屏，电梯显示屏等。通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑，校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。

1.3 实施计划

对课题进行全面的分析，明确系统要实现的功能，大致了解要解决的问题，制定总的设计方案。根据论证设计硬件系统并画出电路图，并根据电路图在面包板上连接电路图。

在硬件的基础上设计软件程序。利用仿真器编译软件程序，进行调试仿真。把调试成功的程序利用烧入器烧入到芯片中去。把固化好程序的芯片插入到实际应用系统，投入到实际使用。

1.4 必备条件

微处理器采用AT89C51系列单片机，AT89C51单片机是这几年在我国非常流行的单片机，是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器高性能单片机，可擦除只读存储器可以反复擦除100次，具有低功耗、高性能的特点，并且可与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容，于本设计需要实现的功能，完全可胜任。并且采用LED 8×8点显示屏来进行显示，还有若干导线，电阻，放大器等。

二、总体方案设计

通过查阅大量相关技术资料，并结合自己的实际知识，我主要提出了两种技术方案来实现系统功能。下面我将首先对这三种方案的组成框图和实现原理分别进行说明，并分析比较它们的特点，然后阐述我最终选择方案的原因。

2.1 方案比较

2.1.1 方案一

方案一原理框图如图2-1所示。

方案一由电源电路与单片机之间接入保护电阻电路用于保护单片机运行过程中不被烧坏，晶振和复位用于系统的运行，应用单片机的内置程序在LED上显示图形。

2.1.2 方案二

2.2 方案论证

方案一和方案二在仿真中都是可以执行的

方案一：对于方案一来说，可以利用STC89C52芯片实现多样复杂的显示，可以根据设计者的意图设计对相应的显示，具有更好的可操作性，缺点是对PCB绘制的要求比较高，需要精心设计单片机的控制系统。对编程实力也有一定的要求，实现图形和字符的显示程序设计是需要攻克的难题。总结起来方案一就是方案不错就是实际操作困难比较多。

方案二：对于方案二来说，74HC595是一个8位串行输入、平行输出的位移缓存器，实际操作和原理都较为简单，但是位移缓存器只能实现一些简单的显示，流水等，并不符合现在的需求。方案二原理较为简单，实际操作也比较容易实现，就是难以实现所需求的功能。

2.3 方案选择

对于现在我们学习的需求来说，简单的流水显示不符合本设计的设计初衷，虽然操作性较强，但是对于不怕困难的电气人来说，应该直面困难。对于方案一是使用单片机它可以实现我们对于字符和图形的显示，所以我们义务反顾的选择了利用单片机的管脚控制的功能进行此课程设计。方案的选择要具有可行性，选择单片机并做出实物，在个人能跳跳能够得着的位置鞭策自己，是本人课程设计主要要锻炼的方面。

参考文献

[1]孙宋英.基于AT89S52单片机的8×8 LED点阵显示屏的设计[J].通信电源技术，2019，36（06）：147-148.

[2]戴仔龙.8×8点阵LED模块广告牌的制作[J].职业教育（下旬刊），2016（12）：9-15.

[3]刘援琼. 基于AT89C51单片机的LED点阵显示系统设计[D].天津工业大学，2016.

作者简介：

张鹏（2000-） 汉族 四川雅安，本科，研究方向：电气工程及其自动化

黎国栋（2001-）汉族 四川达州，本科，研究方向：电气工程及其自动化

杨谨瑞（2001-）汉族 四川广元，本科，研究方向：电气工程及其自动化

罗建淞（2001-）汉族 四川攀枝花，本科，研究方向：电气工程及其自动化