点阵式汉字显示屏的设计.doc

1、 本科生毕业论文(设计)点阵式汉字显示屏的设计院系名称姓名学号专业指导教师2015年4月29日摘要随着电子技术和信息技术的迅速发展，计算机技术正在日益渗透到人们日常生活的方方面面，在这一进程中，单片机起到了重要作用。LED显示屏作为一种新型的显示器件，是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成，通常用来显示时间、图文等信息，由点阵LED组成的汉字显示屏在工程所应用非常广泛。LED显示屏显示画面色彩鲜艳、静如油画、动如电影、立体感强、广泛应用于摸头车站、商场 、机场、宾馆、银行、医院、证劵市场、拍卖行、建筑市场、工业企业管理和其他公共场所。在实际应用中的显示屏由于成本和可靠性的因素常常采用一种称之

2、为动态扫描的显示方法。本文设计的是一个室内用6X16的点阵LED图文显示屏，图像或文字显示有静止，移入和移出等显示方式。本设计是基于MCS-51单片机的16X16显示屏，其中包括了软件、硬件、调试等方案的设计。此外，该设计只需要简单的级联聚能实现显示屏的扩展，只是级联时要注意不要超过驱动负载范围。关键词：LED；显示屏；点阵式；单片机IAbstract随着电子技术和信息技术的迅速发展，计算机技术正在日益渗透到人们日常生活的方方面面，在这一进程中，单片机起到了重要作用。随着电子技术和信息技术的迅速发展，计算机技术正在日益渗透到人们日常生活的方方面面，在这一进程中，单片机起到了重要作用。With

3、the rapid development of electronic technology and information technology, computer technology is increasingly penetrated into all aspects of daily life, in this process, the MCU has played an important role.LED显示屏作为一种新型的显示器件，是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成，通常用来显示时间、图文等信息，由点阵LED组成的汉字显示屏在工程所应用非常广泛。LED显示屏显示画面色彩鲜

4、艳、静如油画、动如电影、立体感强、广泛应用于摸头车站、商场 、机场、宾馆、银行、医院、证劵市场、拍卖行、建筑市场、工业企业管理和其他公共场所。在实际应用中的显示屏由于成本和可靠性的因素常常采用一种称之为动态扫描的显示方法。本文设计的是一个室内用6X16的点阵LED图文显示屏，图像或文字显示有静止，移入和移出等显示方式。本设计是基于MCS-51单片机的16X16显示屏，其中包括了软件、硬件、调试等方案的设计。此外，该设计只需要简单的级联聚能实现显示屏的扩展，只是级联时要注意不要超过驱动负载范围。LED display as a new display device, is composed of

5、 a plurality of light-emitting diodes arranged in matrix mode is packaged, usually used to display the time, graphics and other information, Chinese characters display composed of dot matrix LED which is widely used in engineering. The LED display screen display bright colors, such as oil, such as f

6、ilms, three-dimensional sense of strong, widely used in shopping malls, airport, station head, hotel, hospital, bank, securities market, auction management, construction market, industrial enterprises and other public places. In the practical application of the screen due to the factors of cost and

7、reliability are often used as a kind of dynamic scanning display method. This design is an indooruse LED matrix 6X16 display, display static images or text, and removed from display. The design of 16X16 display based on MCS-51 MCU, including the design of hardware and software, debugging program. In

8、 addition, the extended design only needs a simple realization of the cascade shaped screen, just to be careful not to exceed the cascade driving load range.Key Words: LED；display,；Dot matrix； Single chip microcomputer.1目录1 引言12 设计内容及设计方案2 2.1 总体设计方案及论证 2 2.2设计要求33 系统设计43.1 硬件设计4 3.1.1 硬件电路的组成及工作原理4

9、3.1.2 88 LED点阵显示模块的硬件设计及工作原理5 3.2 软件设计7 3.2.1 软件流程7 3.2.2汉字的表示及编码原理8 3.2.3 提取汉字的软件的设计与实现94 系统调试125 总结14参考文献15致谢16III1、 引言LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕.它具有发光率高使用寿命长、功耗小、微型化、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。并广泛的应用于公交汽车、码头、商店、学校教务和银行等公共场合用于信息的发布和广告的宣传。LED显示屏经历了从单色、双色突围显示屏直到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，致20世纪八十年代开始。LED

10、显示屏的应用领域已经遍布了交通、电信、教育、证劵、广告宣传等各方面LED显示屏发展较快。其无论在成本和产生的社会效益等方面都有其独特的优势。2、设计内容及设计方案2.1、总体设计方案和论证2.1.1、 LED显示屏控制系统设计LED显示屏控制系统实现显示信息的刷新技术现有两种方式即动态扫描和静态锁存。方案一：静态锁存，即每一个发光一极管都对应有一个驱动寄存器，从而保证了每一个发光一极管的亮度占空比为100%；方案二：动态扫描，即一行发光二极管共用一行驱动寄存器，根据共用一行驱动寄存器的发光二极管像素数目，分为1/4,1/16扫描等；静态锁存虽然设计简单但是用的管脚太多，如果采用这种设计花销太大

11、。而动态扫描法可以大大减少控制器的I/O口。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用静态锁存，而采用动态扫描的显示方法。所以本设计选用方案二。LED显示屏的数据传输方式主要有串行和并行两种。目前普遍采用串行控制技术，显示屏每个单元内部的不同驱动电路和各级联单元之间，每个时钟仅传送一位数据。采用这种方式的驱动IC种类较多，不同显示单元之间的联线较少，可减少显示单元的数据传输驱动元件，从而提高整个系统的性价比和可靠性，具体工程实现比较容易。因此本设计采用串行控制技术。 2.1.2、系统模块化设计因学习的单片机以51单片机为主，所以本系统以单片机AT89C51为LED显示屏的控制核心、系统主要包括LED

12、88点阵显示模块、74ls154译码器等。4个8*8点阵 显 示 屏单片机时钟信号行驱动电源信号列扫描复位信号图1-1总体硬件组成框图系统框图如图1-1所示，系统主要由三大模块组成即AT89C51单片机、74ls154译码器， 88 LED点阵显示模块。2.2、设计要求根据上面设计方案的选择及论证结果提出了设计要求。以MCS-51系单片机为核心器件，组成电阵式汉字电子显示屏。显示屏游16*16LED点阵显示器组成，可依次显示4个汉字。通过编程可以对汉字修改。3、 系统设计3.1、硬件设计3.1.1、 硬件电路的组成及工作原理本设计采用以AT89C51单片机为核心芯片的电路来实现，主要由AT89

13、C51芯片、时钟电路、复位电路、列扫描驱动电路(74HCl54)、1616LED点阵5部分组成，如图1所示。其中，AT89C51是一种带4kB闪烁可编程可擦除只读存储器(Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory，FPEROM)的低电压、高性能CMOS型8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，工业标准的MCS一5l指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，能够进行1 000次写擦循环，数据保留时间为10年。他是一种高效微控制器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉

14、的方案。因此，在智能化电子设计与制作过程中经常用到AT89C51芯片。时钟电路由AT89C5l的18，19脚的时钟端(XTAI l及XTAL2)以及12 MHz晶振X、电容C2、C3组成，采用片内振荡方式。复位电路采用简易的上电复位电路，主要由电阻R，R2，电容C，开关K组成，分别接至AT89C51的RST复位输入端。LED点阵显示屏采用1616共256个象素的点阵，可通过万用表检测发光二极管的方法测试判断出该点阵的引脚分布。我们把行列总线接在单片机的I0口，然后把上面分析到的扫描代码送入总线，就可以得到显示的汉字了。但是若将LED点阵的行列端口全部直接接入89S5 1单片机，则需要使用32条

15、I0口，这样会造成I0口资源的耗尽，系统也再无扩充的余地。因此，我们在实际应用中只是将LED点阵的16条行线直接接在P0口和P2口，至于列选扫描信号则是由416线译码器74HCl54来选择控制，这样一来列选控制只使用了单片机的4个IO口，节约了很多IO口资源，为单片机系统扩充使用功能提供了条件。考虑到P0口必需设置上拉电阻，我们采用47 k排电阻作为上拉电阻。汉字扫描显示的基本过程是这样的：通电后由于电阻R，电容c1的作用，使单片机的RST复位脚电平先高后低，从而达到复位；之后，在C、C3、X以及单片机内部时钟电路的作用下，单片机89C51按照设定的程序在P0和P2接口输出与内部汉字对应的代码电平送至LED点阵的行选线(高电平驱动)，同时在P11，P12，P13，P14接口输出列选扫描信号(低电平驱动)，从而选中相应的象素LED发光，并利用人眼的视觉暂留特性合成整个汉字的显示。再改