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1、课 程 设 计 报 告题目： 基于单片机的 LED 广告牌课 程：单 片 机 课 程 设 计专 业： 电子信息科学与技术 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 2015 年 6 月 25 日信息工程学院课程设计（论文）信息工程学院课程设计任务书学 号 学生姓名 专业（班级） 设计题目 基于单片机的 LED 广告牌设计技术参数1能够显示不同字符和汉字（这里只进行了字符“LED”的显示） 。2可以实现不同的字符切换效果。设计要求1根据题目要求进行系统总体设计 2完成系统硬件电路的设计 （1）硬件电路图（2）硬件电路说明 3系统程序的设计（1）程序流程图（2）完整源程序参考资料1李建忠编著.单
2、片机原理及应用.西安：西安电子科技大学出版社，20022李群芳，肖看编著.单片机原理、接口及应用.北京：清华大学出版社，20053于海生编著.微型计算机控制技术.北京：清华大学出版社，20084戴梅萼，史嘉权编著.微型计算机技术及应用(第 3 版).北京：清华大学出版社，20085江晓安，董秀峰编著.数字电子技术(第二版).西安：西安电子科技大学出版社，20052015 年 6 月 25 日 信息工程学院课程设计（论文）信息工程学院课程设计成绩评定表学生姓名： 学号： 专业（班级）： ） 课程设计题目： 基于单片机的 LED 广告牌 成绩： 指导教师： 2015 年 6 月 25 日信息工程学
3、院课程设计（论文）摘要LED 是指发光二极管，在某些半导体的 PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式点知发光原理制作的二极管叫发光二极管，简称 LED。由于电子显示屏制作简单，安装方便，被广泛应用于各种公共场合，如公交汽车的报站器、广告屏以及公告牌等等。介绍的 LED 点阵电子显示屏，其功能有固定汉字、字母、数字的显示；平行左移、右移；固定信息的循环显示；显示屏的亮度连续可调；时间的显示和上位机对显示内容可修改的功能。 随着 LED 显示屏在广告传媒领域逐渐崭露头
4、角，其控制系统也如雨后春笋，层出不穷。由于他的控制系统均是基于嵌入式处理器开发，所以单片机在其中也占有一席之地。但是，由于 LED 显示屏控制较复杂，特别是对于显示特殊效果，如循环移动、覆盖霓虹灯效果，要求处理器运算速度快、执行效率高。关键词：单片机 点阵 LED 电子显示屏信息工程学院课程设计（论文）目录1 任务提出与方案论证 .11.1 任务提出 .11.2 方案论证 .21.2.1 LED 的扫描方式及显示屏的控制系统 .21.2.2 单片机系统作用及应用 .32 总体设计 .42.1 硬件电路总体设计 .42.2 软件总体设计 .53 详细设计及仿真 .63.1 硬件设计及软件设计 .
5、63.1.1 硬件设计 .63.1.2 软件设计 .73.2 详细仿真 .94 总结 .10参考文献 .11信息工程学院课程设计（论文）11 任务提出与方案论证11 任务提出LED 显示屏具有色彩鲜艳、亮度高、寿命长、工作稳定可靠等优点，在许多行业都得到了广泛的应用，如在车站、码头、商场、银行等公共场所将 LED?显示屏用于信息发布。目前 LED 显示屏的种类越来越多，从使用场合及亮度考虑可分为室内和室外屏，从扫描方式可分为动态扫描显示屏和静态扫描显示屏。LED 发光显示器是单片机应用产品中常用的一种物美价廉的输出设备，其主要优点是在于降低成本。提高可靠性和易于实现。而简易的 LED 电子广告
6、板的设计主要是通过运用单片机控制系统去实现对汉字的显示，以及汉字的上下滚动和左右移动，完成对三维立体的设计显示。在我国改革开放之后，随着国民经济的增长，对公众场合发布信息的需求强烈，LED 显示屏的出现适应了这一市场需求，LED显示技术得到了高速发展，LED 显示屏幕可以显示变化的数字、文字、图形图像，不仅可以用于室内环境，还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。LED 显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏，均由 LED 矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。LED显示屏因为其像素单元是主动发光的，具有亮度
7、高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。LED 显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、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。通过该课程的学习，旨在掌握 LED 显示屏控制系统的显示原理，学习 LED 点阵显示数字和字符的编程方法。结合微机原理、单片机技术知识，查阅有关资料，设计一个以单片机为核心的 LED 点阵显示器系统，采用点阵 LED 作为显示器显示汉字。 信息工程学院课程设计（论文）212 方案论证121 L
8、ED 的扫描方式及显示屏的控制系统LED 一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式： 点扫描 、行扫描、 列扫描 采用列扫描、行施加数据信号的基本驱动方法。任意时间只有一列施加高电平信号，其余各列均为低压信号。行施加对应该列的数据信号，低电平有效。 以 8x8 LED 点阵列显示器为例说明字符显示原理，8 列顺序扫描结束后，将完成一帧字符的显示。一帧扫描结束后，列扫描从第一行重新开始，周而复始。若行数据保持不变，则显示静态字符。反之，行数据发生变化，则显示内容将发生变化，如果保持前后帧内容的连贯性，就可以显示动态字符。 由 24 块 8*8 点阵 led 构成一块大屏幕，单片机控制进行循环扫描
9、，用多块移位寄存器控制输出内容，并由单片机串行输出显示内容的行编码，显示屏会滚动显示数字、字母。汉字等内容。显示屏的控制系统包括输入接口电路、信号控制、转换和数字化处理电路及输出接口电路等，涉及的具体技术很多，其关键技术包括串行传输与并行传输技术、动态扫描与静态锁存技术、自动检测及远程控制技术等。（1）串行传输与并行传输技术LED 显示屏的数据传输方式主要有串行和并行两种。日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可靠性和
10、性价比，具体工程实现也较为容易。（2）动态扫描与静态锁存技术LED 显示屏控制系统实现显示信息的刷新技术有动态扫描和静态锁存两种方式。一般室内显示屏多采用动 扫描技术，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。（3）自动检测及远程控制技术LED 显示屏的构成复杂，特别是室外显示屏，供电、环境亮度、环境温度条件等都直接影响显示屏的正常运行。在 LED 显示屏的控制系统中，因根据需要对温度、亮度、电源信息工程学院课程设计（论文）3等进行自动检测控制，也可根据需要，远程实现对显示屏的亮度、色度调节、图像水平和垂直位置的调节以及工作
11、方式的转换等。122 单片机系统作用及应用自从单片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱。单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。由于单片机具有显著的优点，它已成为科技领域的有力工具，人类生活的得力助手。它的应用遍及各个领域，主要表现在以下几个方面：（1） 单片机在智能仪表中的应用单片机广泛地用于各种仪器仪表，使仪器仪表智能化，并可以提高测量的自动化程度和精度，简化仪器仪表的硬件结构，提高其性能价格比。（2） 单片机在机电一体化中的应用机电一体化是械工业发展的方向。机电一体化产品是指集成机械技术、
12、微电子技术、计算机技术于一体，具有智能化特征的机电产品，例如微机控制的车床、钻床等。单片机作为产品中的控制器，能充分发挥它的体积小、可靠性高、功能强等优点，可大大提高机器的自动化、智能化程度。（3） 单片机在实时控制中的应用单片机广泛地用于各种实时控制系统中。例如，在工业测控、航空航天、尖端武器、机器人等各种实时控制系统中，都可以用单片机作为控制器。单片机的实时数据处理能力和控制功能，可使系统保持在最佳工作状态，提高系统的工作效率和产品质量。在比较复杂的系统中，常采用分布式多机系统。多机系统一般由若干台功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互联系、协调工作。单片机在这种系
13、统中往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场信息进行实时的测量和控制。单片机的高可靠性和强抗干扰能力，使它可以置于恶劣环境的前端工作。自从单片机诞生以后，它就步入了人类生活，如洗衣机、电冰箱、电子玩具、收录机等家用电器配上单片机后，提高了智能化程度，增加了功能，倍受人们喜爱。单片机将使人类生活更加方便、舒适、丰富多彩。信息工程学院课程设计（论文）42 总体设计21 硬件电路总体设计如上图所示，本产品拟采用以 AT89C51 单片机为核心芯片的电路来实现，主要由AT89C51 芯片、电源、74HC154、88 LED 点阵 5 部分组成。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。88 的点阵共有 64 个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，这个数字很庞大，因为我们仅仅是 88 的点阵，在实际应用中的显示屏往往要
