河南理工大学
计算机科学与技术学院
课程设计报告
学年第 一 学期
课程名称 单片机原理与应用实例仿真
设计题目 点阵电子显示屏的设计
学生姓名
学 号 310709010426
专业班级 计算机
指导教师
2010 年 1 月 3 日
一、设计题目：点阵电子显示屏的设计
二、设计要求：用 8×8 点阵 LED 字符显示器和键盘，按 1 健，显示“单片机”
三个字，按 2 键，显示“电子设计”四个字。
三、设计目的：通过课程设计及研究论文，使我们对单片机的应用有更深入
的理解，并具有较简单的单片机应用的设计能力。
四、设计方案：串行输入，并行输出，动态行扫描显示汉字。通过串并转换
器扩展 I0 口，达到控制 LED 点阵的 64 个列线的目的。方案中运用 8 片串并转
换器 74HC595 级联，锁存 4 个字的一行数据，并用 4/16 译码器 74HC154 选择
对应的行线，在主程序中通过逐行扫描使 8 片串并转换器锁存的数据依次输入
到点阵的列线端口上，这样依据人体视觉暂留，可以完整的看到扫描后的汉字。
五、硬件设计
硬件：
Atmel89C52 单片机，74HC154，74HC595（锁存器/驱动器），MATRIX-8*8-
RED（8*8 绿色 LED 矩阵），电阻，BUTTON（按键）
有 个引脚， 个外部双向输入输出（）端口，同时内含
个外中断口， 个 位可编程定时计数器 个全双工串行通信口，个读写
口线， 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 存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 存储器可有
效地降低开发成本。
AT89C5 主要特性：
与 产品指令和引脚完全兼容、 字节可重复擦写 存
储器、 次擦写周期、全静态操作!"# 时钟频率、三级加密程序存
储器、$ 字节内部 %、 个可编程 口 、 个 位定时器计数器 、
个中断源、可编程串行 &% 通道、支持低功耗空闲及掉电模式 。
如图为 引脚针试图和内部框架图。
AT89C52 为 40 脚双列直插封装的 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：XTA
L1（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.。
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/T2E
X）。
由 于 显 示 多 个 汉 字 ， 需 要 多 块
LED 点阵块，就需要采用级联多
只串并转换器 74HC595 从而实现
点阵的扩展。左图是 74HC595 的
引脚分布图，各引脚功能为：
QA~QH: 并行数据输出，即存储器的数据输出
QH’ 9 串行数据输出
SCK 11 移位寄存器时钟输入
RCK 12 存储寄存器时钟输入
G 13 输出有效（低电平）
SCLR 10 主复位（低电平）
SER 14 串行数据输入
74HC595 是具有 8 位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和
存储器使用独立的时钟。数据在 SH_CP 的上升沿输入，在 ST_CP 的上升沿进
入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储器早
一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入端 DS，一个串行输出 Q7'和第二片
74HC595 的 DS 连接实现多片扩展。OE 是输出使能端，该端为低电平时数据从
74HC595 寄存器内输出到数据总线上。
简介：
4 线—16 线译码器,可以实现地址的扩展。
4-Line to 16-Line Decoder/Demultiplexer
引脚说明
1-11 13-17 ：输出端。（outputs (active LOW)）
12：Gnd 电源地 （ground (0 V)）
18-19：使能输入端 (enable inputs (active LOW))
20-23 地址输入端 (address inputs)
24：VCC 电源正 (positive supply voltage)
LED 点阵显示屏是一种通过控制半导体发光二极管
的显示方式，用来显示文字图形等各种信息的显示屏幕。
8*8 点阵由 64 个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线
的交叉点上。当点阵中的某一行置高电平，某一列置低电平，则该行列线交叉
点的二极管就点亮。因此要实现某一列的发光二极管都点亮，则该列的列线上
都应送上低电平，所有行线送高电平；若实现某一行的发光二极管都点亮，则
该行的行线上都应送上高电平，所有列线送低电平，这一操作可以利用软件扫
描的方法来实现。
硬件框图（仿真图）：
