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1、工程实训报告手摇式动态显示屏16X16 LED 手摇式动态显示屏- 1 -目 录第一章 引 言 .21.1 LED 点阵显示屏概述 .21.2 LED 显示屏控制技术状况 .31.2.1 串行传输与并行传输技术 .31.2.2 动态扫描与静态锁存技术 .31.2.3 自动检测及远程控制技术 .31.3 预达设计目的 .4第二章 总体方案论证与设计 .52.1 LED 驱动功能的实现 .52.2 数据存储功能的实现 .62.3 总体硬件组成框图 .6第三章 系统硬件设计 .73.1 芯片的介绍 STC89C58RD+单片机 .73.2 复位电路的设计 .83.2.1 上电自动复位 .93.2.2
2、 手动按键复位 .93.3 时钟电路的设计 .103.4 下载器电路的设计 .113.4.1 MAX232 的特点如下： .113.4.2 MAX232 各管脚的工作条件如表 3.2.113.4.3 MAX232 引脚排列 .123.4.4 基于 MAX232 电路编程器电路图 .12第四章 系统的软件设计 .144.1 主程序 .144.2 显示子程序 .154.3 汉字点阵码的生成 .154.3.1 汉字取模 .164.3.2 图形取模 .174.4 Keil 软件的介绍 .17第五章 系统调试与测试结果分析 .195.1 系统的调试 .195.2 测试结果分析 .19参考文献 .22附录
3、 1 .231.实物图 .232.原理图 .243PCB 板 .25附录 2 源程序 .2616X16 LED 手摇式动态显示屏2第一章 引 言LED 显示屏的像素点采用 LED 发光二极管，将许多发光二极管以点阵方式排列起来，构成 LED 阵列，进而构成 LED 平面式显示屏幕。它具有发光效率高、使用寿命长、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，学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传。LED 显示屏经历了从单色，双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，自二十世纪八十年代开始，LED 显示屏作为一项高科技产品引起了人们的高度重视。采
4、用计算机控制，将光、电融为一体的大屏幕智能 LED 显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教育、证券、广告宣传等各方面。1.1 LED 点阵显示屏概述LED 点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展示的广告信息烧写固化到 EPROM 芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样较单一且更换显示内容非常困难，这样就使该类型的显示屏使用范围受到了限制；另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型LED 显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便
5、的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的 LED 显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用PC 机通信技术控制 LED 显示屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点。现代社会已进入信息时代，信息传播占有越来越重要的地位，同时人们对视觉媒体的要求也愈来愈高，要求传播媒体反映迅速、现实（实时性）、醒目（色彩丰富、栩栩如生），画面超大型化，具有震撼力，近几年，随着微电子技术、自动化技术、计算机技术的迅速发展，半导体制作工艺日趋成熟，导致LED 显示点尺寸越来越小，解析度越来越高，并可将显示光的三基色（红、绿、蓝
6、）集成化为一体，达到全彩色效果，使得 LED 显示屏的应用范围日益扩大16X16 LED 手摇式动态显示屏31.2 LED 显示屏控制技术状况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。1.2.1 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
7、传输驱动元件，从而提高整个系统的可靠性和性价比，具体工程实现也较为容易。1.2.2 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态扫描技术，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。室外显示屏基本上采用静态锁存技术，即每一个发光一极管都对应有一个驱动寄存器，无需时分工作，从而保证了每一个发光一极管的亮度占空比为100%。动态扫描法可以大大减少控制器的 I/O 口，因此应用较广。1.2.3 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
8、，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方式的转换等。16X16 LED 手摇式动态显示屏41.3 预达设计目的2008 年北京奥运会开幕式上运用大量 LED 在一定程度上诠释了“科技奥运”的概念，它不仅反映出 LED 与现代生活的密切关系，也揭示了 LED 在高端科技领域的重要地位。为了结合实际更好的了解 LED 相关知识，掌握 LED 显示技术，我们以奥运会中颇具匠心的 LED 荧光棒为原形，采用了 16 个 L
9、ED，设计成一款以STC89C58RD+单片机为核心， 涉及了静态锁存技术和 MAX232 芯片应用并且拥有 PC 机通信功能的 LED 手摇式动态显示屏。16X16 LED 手摇式动态显示屏5第二章 总体方案论证与设计本系统采用单片机 STC89C58RD+为 LED 显示屏的控制核心，其中主要涉及到实现 LED 驱动及数据存储功能的方案选择，以下内容将对各方案逐一进行论证比较，给出合理的设计方法。2.1 LED 驱动功能的实现从理论上讲不论显示图形还是文字，只要控制这些组成图形或文字的各个点所在的位置相对应的 LED 器件发光，就可得到我们想要的显示结果。但在实际应用中考虑到各种方案的特点
10、及其局限性，我们需根据情况来选择。方案一：可同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式，它将每一个 LED 发光管的一端接至单片机的一个 I/O 口，另一端通过电阻接电源。这种方法可以直接驱动 LED，原理简单，驱动能力强，LED 的亮度也可以通过限流电阻调节，非常方便，但此种方法浪费单片机的 I/O 口，只适合于较小的系统。若 LED 点阵较大，所含发光二级管数量较多（仅 16 16 点阵共有 256 个发光二极管） ，若我们用锁存器来扩展端口即采用静态锁存方式（按 8 位锁存器来计算需 256/8=32 个锁存器） ，这个数字很大，在实际应用中显示屏较 16 16 点阵要大的多，这样
11、在锁存器上花的成本将会很高。方案二：采用动态扫描方式即逐行轮流点亮（反复轮回过程中，轮回速度足够快控制在每秒 24 次以上，由于人眼视觉暂留现象，形成看起来稳定的图形），这样扫描驱动电路可实现多行的同名列共用一套驱动器。通过三极管驱动并联在一起的 LED 发光管的一端(共阴或共 2 端)，LED 发光管的另一脚接通用 I/O口，控制其亮灭。此扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行同名列共用一个列驱动器，显示数据通常存储在单片机的存储器中，按 8 位一个字节的形式顺序排放。该方法能驱动较多的 LED，控制方式较灵活，而且节省单片机的资源。由于此次我们设计完成的手摇式动态显示屏只需 16 个发光二级管，属于较小的系统，单片机 I/O 口足够用，考虑到
