1、 本科生毕业论文(设计) 点阵式汉字显示屏的设计与制作院系名称姓名学号专业指导教师 2015年04月22日 摘要LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。本设计是4个1616点阵LED电子显示屏的设计。整机以美国ATMEL公司生产的40脚单片机AT89C51为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。通过该芯片控制一个行驱动器74LS595和八个列驱动器74HC154来驱动显示屏显示。该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，全屏能显示4个汉字，采用16块
2、8 x 8点阵LED显示模块来组成4个16x16点阵显示模式。显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。 关键词：AT89C51;单片机;LED Abstract As a popular display device component, LED dot-matrix display board consists of several independent LED (Light Emitting Diode). The LED dot-matrix di
3、splay board can display the number or sign, and it is usually used to show time, speed, the state of system etc. This design is 4 16 16 lattice LED electron display monitor design.The whole equipment is with the 40-pin AT89C51 MCU (Micro Controller Unit) produced by the American ATMEL company at the
4、 core, introduced take it as the control system LED lattice electron display monitor dynamic design and the development process. Controls good driver 74LS595 and eight row driver 74HC154 through this chip actuates the display monitor demonstration. The electronic screen can show all kinds of written
5、 or monochrome images, one full screen display Chinese characters,sixteen pieces of 8 x 8 dot-matrix LED display modules to form the 16x16 dot matrix display mode. Show dynamic show that makes static graphic or text can be achieved, shifted out of various formats. This paper describes the hardware d
6、esign of the LED dot matrix display, and the principle function of the various parts of the circuit, the corresponding software program design and the use of some such. Keywords:AT89C51,Micro,Controller,Unit,LED 目录1 绪论11.1引言11.2点阵式LED显示屏概述11.2.1 LED显示屏控制技术现状11.2.2 LED显示屏的特点21.2.3 LED的作用及市场前景21.3设计目标
7、22系统方案设计42.1系统的整体设计42.2显示部分方案的选择53 系统的硬件设计63.1单片机的选型63.1.2 单片机的基本结构63.2行驱动电路83.3列驱动电路设计103.4 LED显示模块的硬件设计及工作原理114 系统的软件设计134.1 主程序设计134.2 子程序设计16参考文献19致谢20 IV 1 绪论 1.1引言 随着显示器件与技术的进一步发展，屏幕显示系统得到了广泛的应用，LED显示屏是信息显示的重要传媒之一。LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的显示屏幕。LED显示屏具有稳定性高、亮度高、清晰度高、功耗低、寿命长、性能价格比高等特点，所以一直在平板显示
8、领域扮演着重要的角色，并且在今后相当长的一段时期内还有相当大的发展空间。被广泛应用于证券、广告、新闻发布、信息传播等方面，是目前国际上极为先进的显示媒体。现代社会信息化高速发展，最具意义的莫过于大屏幕显示已从公共信息展示等商业应用开始向消费类多媒体应用渗透。随着宽带网络的发展，数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流，新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受生活的主要工具。1.2点阵式LED显示屏概述 LED就是LightEmittingDiode（发光二极管）的缩写。LED电子显示屏是由几万到几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。L
9、ED显示屏是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高技术屏幕同步的产品。它以其超大画面、超强视觉、灵活多变的显式方式等独具一格的优势，成为目前国际上使用广泛的显示系统。LED显示屏可分为单色显示屏、彩色显示屏和彩色灰度显示屏。其中单色显示屏采用标准88单色发光二极管矩阵模块标准组件，一般为红色，可实现各种文字、数据及两维图形。缺点是色彩单调。彩色显示屏采用标准88双基发光二极管矩阵模块，每一像素内有红、绿两个发光二极管，可发出红、绿、黄三种颜色。还可以和各种数据设备连接，实时显示动态数据和广告，具有较好的信息显示效果，是目前使用较为广泛的LED显示屏。彩色显示屏采用标准88
10、双基发光二极管矩阵模块，彩色灰度屏层次丰富，表现力极佳，可以显示照片、三维图形、动画、图像及视频等内容，表现效果细腻丰富、逼真感人。1.2.1 LED显示屏控制技术现状 早期因LED材料的限制，LED显示屏的应用领域没有广泛展开，另一方面，显示屏控制技术基本上是通信控制方式，客观上影响了显示效果。所以导致早期的LED显示屏在国内很少，产品以红、绿双基色为主，控制方式为通信控制，灰度等级为单点四级调灰，产品的成本比较高。后来LED显示屏迅速发展，进入九十年代，全球信息产业高速增长，LED显示屏在LED材料和控制技术方面不断出现新的成果。蓝色LED镜片研制成功，全彩色LED显示屏进入市场;电子计算
11、机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏的动态显示效果大大提高。这个阶段，LED显示屏在我国发展迅速，LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。今天，LED显示屏应用领域更为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性、可靠性、全色化方向发展。1.2.2 LED显示屏的特点 1.在局部设计上采用模块化电路设计 按功能分成不同的模块，每个模块之间只需要极少的联系，极大的提高了系统的稳定性、可靠性。调试、维护难度大大降低。2.先进的分布式扫描技术 显示部分的扫描采用扫描控制技术，显示部分被分成不同的单元，独立进行扫描。每个单元间的信号采用信号
12、锁存技术进行同步控制，显示的稳定性大大增强。 3.可视性好 采用高性能LED驱动芯片构成的显示屏具有高亮度、色彩鲜艳、视角大，寿命长(不少于50,000小时)，稳定性高，响应速度快等特点 4. 易于安装 采用显示单元板或显示单元箱体，可根据用户要求和应用场所要求任意组装成所需要的显示屏尺寸，如果要扩大或缩小系统规模，只须按需要在系统中增加新单元，或拆去某个单元，系统完整性不会受到多少影响，便于安装和维护。1.2.3 LED的作用及市场前景 1 起到商品宣传，吸引顾客的作用。 2 起到店面装饰，提高企业档次的作用。 3 起到照明，标新立异的作用。 4 起到普及知识的作用。 5 起到烘托气氛的作用
13、。通过显示屏幕可播放上级领导及各种贵宾莅临参观、 指导的欢迎词，各种重大节日的庆祝词等 综上所述，LED显示技术作为一种电子信息显示技术，相信随着各种科学技术的发展，LED显示系统以其优异的性能将会有更为广阔的发展前景。1.3设计目标 毕业设计是学生完成本专业教学计划达到培养目标的重要的教学环节，是教学计划中综合性最强的实践性教学环节，它对于培养学生正确的思想和工作作风，提高学生综合运用专业知识和分析解决实际问题的能力，达到工程技术人员所必须具备的基本素质等方面具有重要的意义。 本设计的理论基础是单片机技术基础，微机原理，模拟电子技术和数子电子技术。通过本设计不仅把以前学过的知识重新温习，而且
14、在查阅课外资料时还有好多芯片都是以学过的芯片为基础，并且在其基础上改进和完善。通过这次毕业设计使我在学校学习的理论知识和实际应用有机地结合起来，同时也能培养我独立思考、勇于创新的科学态度和钻研精神，为我将要踏上工作岗位做一次提前的锻炼。2系统方案设计2.1系统的整体设计 设计4个1616的点阵LED图文显示屏，要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形和文字应稳定、清晰无串扰。2.2系统整体的设计过程 从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。1616的点阵共有256个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，1616的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是1616的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。 动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如16行）的同名列共用
