基于点阵显示屏的单片机原理综合实验.pdf

单片机原理是电子类专业的一门核心课程，其实践性较强，实验教学对于学生理解和掌握理论知识、提高工程实践能力至关重要。本文所介绍的实验，基于LED点阵显示屏设计单片机综合实验，具有较高的综合性、灵活性和开放性。在进行这类实验时，学生需要掌握文献检索、硬件电路设计、程序设计、焊接及系统调试等流程与方法。 在实验教学设计中，学生首先需要根据题目要求设计实验方案，并在考虑实验室条件和成本的情况下完成芯片选型。之后在Proteus软件中设计仿真电路，并在KeiluVision软件中完成基于C51语言的程序编写与调试。在仿真电路的基础上，参考设计并完成实际电路的制作，将程序下载到实物中并调试其功能。 点阵显示屏是一种能够显示文本和图形的电子显示设备。在实验中，将四块8x8的共阴极LED点阵屏拼接成一块16x16的大屏，这就要求设计相应的行列驱动电路和单片机控制电路。实验所用的单片机为核心器件STC89C52，它负责发送指令、控制显示内容。单片机最小系统则由单片机、时钟电路、复位电路及电源电路构成。 74HC154是一款高速CMOS译码器，可以接收4位二进制地址输入并提供16位输出。在实验中，它被用作LED显示模块的行驱动芯片，从而选通16行LED点阵。同时，为了控制列驱动，实验中采用了两片74HC595移位寄存器进行级联。74HC595具有串行输入和并行输出特性，在SHCP引脚的上升沿，数据由DS端输入内部移位寄存器，并由Q7'端输出。其并行输出控制8个列，Q7'端作为级联引脚。 在程序设计方面，首先需要通过取模软件将显示字符转换为16进制编码，存放在数组中。主程序将进行初始化，之后进入循环等待中断。中断服务函数中调用74HC595写函数写入一行数据。为了保证动态扫描显示效果，设置了2ms的中断周期。 实验中提及的Proteus软件是LabCenter Electronics公司推出的单片机仿真设计工具，可以用于绘制原理图和进行仿真实验。而KeiluVision软件则用于编写C51语言程序，并生成目标HEX文件。 整个实验教学的设计和实施涉及到了硬件开发的多个方面，包括电路设计、程序编写、仿真模拟及实际电路构建，这对于学生综合运用所学知识解决问题的能力是一个很好的锻炼。通过这样的实验，学生不仅能够深入理解单片机的工作原理，而且能够增强其动手能力和创新能力。同时，该实验的开放性特点也为学生的个性化学习和创新性实践提供了广阔空间，有助于培养学生的实践技能和科学研究兴趣。