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1、 毕毕 业业 设设 计（论计（论 文）文）设计设计( (论文论文) )题目：题目： LED 显示系统设计 学生姓名： 指导教师： 二级学院： 信息技术学院 专 业： 通信工程 班 级： 学 号： 提交日期： 2012 年 4 月 20 日 答辩日期： 2012 年 5 月 12 日 目录I目 录摘 要 IIIABSTRACTABSTRACT IV第 1 章 绪 论11.1 LED 显示屏的广泛应用 11.2 最新的 LED 显示屏技术 11.3 本课题的主要内容 1第 2 章 系统硬件方案论证与选择 32.1 上位机部分方案选择 32.2 通信部分方案选择 32.3 控制部分方案选择 42.4
2、 显示部分方案选择 42.5 最终确定硬件设计方案 6第 3 章 系统硬件设计 73.1 硬件整体设计概述及功能分析 73.2 控制单元设计 73.3 行驱动模块设计 93.4 列驱动模块设计 113.5 单片机 ISP 下载编程器 133.6 USB 电源接口143.7 MAX232 串口通信电路 143.8 系统总电路图 15第 4 章 系统软件设计174.1 系统软件方案选择 174.2 系统软件程序设计 17第 5 章 系统调试215.1 系统硬件部分调试 21目录II5.2 系统软件调试 215.3 系统联合调试及结果 225.4 调试结果分析 23第 6 章 结 论 24参考文献
3、25附录 1： 硬件原理图26附录 2： 设计程序27附录 3： 系统 PCB 图33致 谢34摘要IIILEDLED 显示系统设计显示系统设计摘 要在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用 LED点阵显示图形和汉字。LED 行业已成为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。本文介绍了一款以单片机 AT89S51 为控制器的 LED 点阵显示屏系统的设计。该系统可实现中英文字符的显示和动态特效显示。系统采用 PC 机作为上位机，上位机向单片机发送控制命令和上位机所存储的显示代码，AT89S51 单片机接收并处理 PC 机的控制命令以及显示代码，由显示驱动模块
4、驱动一个 1616 分辨率的 LED 点阵显示屏的扫描显示。PC 机与单片机之间的通信采用 ISP 下载编程器来实现。除此之外，该系统只占用了单片机少量的 I /O 口和内存，为系统留下了功能扩展的空间。关键词：AT89S51；LED 点阵显示；ISP第 1 章 绪论1DesignDesign ofof LEDLED displaydisplay systemsystemAbstractAbstractNowadays, more and more places need to use LED dot matrix to display Chinese characters and graph
5、ics, such as the large shopping malls, railway stations, docks, subway stations , various kinds of service window and so on . LED industry has become a new and rapidly developing industry with a huge market space and foreground capacious.This paper introduces a design of the LED lattice display syst
6、em base on MCU AT89S51. The system can display in both Chinese and English characters of the show and from top to bottom and move around the magic show. The PC sends control commands and displays code to microcontroller, AT89S51 receives control commands from PC and shows the code. Driver module dri
7、ves a 1616-resolution LED lattice LEDs panel display scan showed. Communication between PC and the microcontroller using ISP download programmer standards. In addition, the system will take up only a small amount of the MCU I/O and memory,so that the system has functional space for expansion.KeyKey
8、wordswords: AT89S51; lattice LEDs panel display; ISP第 1 章 绪论2第 1 章 绪 论1.1 LED 显示屏的广泛应用LED 显示屏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 点阵显示屏以亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。LED 的发展前景极为广阔，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。LED 显示屏的应用涉及
9、社会经济的许多领域，主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。 （2）机场航班动态信息显示。 （3）港口、车站旅客引导信息显示。 （4）体育场馆信息显示。 （5）道路交通信息显示。 （6）调度指挥中心信息显示。 （7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。 （8）广告媒体新产品等。1.2 最新的 LED 显示屏技术随着液晶（LCD）产品价格的下降，LCD 显示器也呈现出多样化的发展趋势：尺寸越来越大，宽屏逐渐成为消费热点，个性化产品层出不穷，多媒体应用需求已经显现，黑插入技术取得进展，计算机应用向多媒体应用靠拢，平板显示器与若干视听设备相连的技术需求增加，如高分辨多媒体接口 H
10、DMI 等数字传输技术，已开始应用在 LCD 显示器上。高分辨多媒体接口 HDMI（全称是 High-Definition Multimedia Interface）是 2006初年日立、松下、飞利浦、索尼、汤姆逊、东芝和 Silicon Image 等 7 家公司联合发布的接口规范，包括高清晰支持、高速传输以及与电脑的更简易的连接方法。HDMI 只需一条线就可以传输数字音频和视频数据，使消费者能够方便地体验到高品质的家庭影院效果。HDMI 接口技术引起了计算机行业的关注，因为 HDMI 定位于标准数字多媒体接口。在应用方面，HDMI 与低电压交流电计算机的画面控制终端的连接更加简单和方便，有
11、利于计算机与消费电子类产品实现真正意义上的融合。目前许多高清数字电视生产商都在产品中采用了 HDMI 接口，HDMI 也已经被运用到计算机媒体播放器、DVD 播放器、DVD 录音设备、有线电视机顶盒、卫星电视机顶盒以及 A/V 接收器中，也被应用在游戏机和便携式摄像机中。1.3 本课题的主要内容针对本课题的特点，对论文的内容和结构将做如下安排：（1）初步方案的论证和选择搜集题目的有关资料，并参照目前通用的设计思想和设计方法拟定几套设计方案进行分析比较。最终选定了以 PC 机为上位机，单片机为核心控制器件，外加译码电路和驱第 1 章 绪论3动电路的设计方案。（2）方案实现以设计方案为指导思想选择
12、合适的器件来实现这一思想，选择器件时要从功能和电气特性两方面来选择和论证。经过对比选择选定 AT89S51 单片机为核心控制器件，由串并转换器 74HC138 和锁存器 74HC573 为译码电路器件，74HC595 为驱动电路器件。论文列出了详细的器件参数和在系统中的连接使用方法。 （3）软件编写 根据硬件特点和设计要求，软件选用 C 语言编写。程序按功能分为静态显示、动态显示、通信等几个功能上相对独立的模块。然后按照所划分的模块逐个编写和调试，最后将独立的模块整合起来。（4）验证与测试调试分为硬件调试、软件调试和系统联合调试几步来进行。在硬件调试中发现有单片机端口驱动能力不足、驱动电路工作
13、不稳定等问题。在软件调试中出现程序整合工作不协调等问题。通过分析，查找找出了问题原因并设法将其解决。（5）结论设计完成后对设计中所遇到的问题、经验教训、以及自己的想法进行总结。第 2 章 方案论证与选择4第 2 章 系统硬件方案论证与选择大多数的 LED 显示屏都在户外，所以对硬件的质量要求非常的高。为方便检修和维护硬件电路设计时常常采用模块化的设计方法。硬件的设计采用模块化设计，既要满足模块本身功能又要能够和整个系统兼容。如图 2-1 所示,根据显示系统的功能特点确定系统硬件由显示屏部分，控制部分，通信系统及上位机四部分组成。上位机通过通信部分向控制部分发送控制指令和显示内容代码，控制部分执行显示指令并将显示代码处理后控制显示部分的显示内容和显示方式3。上位机上位机通信部分通信部分控制部分控制部分显示部分显示部分图 2-1 系统硬件组成框图2.1 上位机部分方案选择其中系统采用现在已经非常普遍的 PC 机作为上位机，这样对该显示系统的硬件要求便降低了，增加了系统的通用性。上位机
