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1、摘 要摘 要随着现代电子技术的迅速发展，各种各样的 LED 显示屏、广告灯层出不穷，它们已被广泛地应用于商业市场的各个领域。LED 显示屏因其亮度高、方便维护和应用灵活等优点，给我们的生活带来很大便利，同时它也具有很大的开发价值。本文设计是从实际应用角度出发，针对当前市场上流行的 LED 产品的应用领域而设计制作的多功能 8*8 点阵 LED 广告灯程序。全文介绍了以单片机STC89C54RD+为控制系统的 LED 点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。该电子显示屏可以显示各种文字，全屏能显示 1 个汉字或图案，采用 6 块 8*8 点阵 LED显示模块，使文字能够实现静止、移入移出等多种动态显
2、示方式。单片机控制系统程序采用 C 语言进行编辑，通过编程控制各显示点对应 LED阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。并用串口实现硬件与PC 的通信。关键词： 广告灯 LED 点阵 STC89C54RD+ 动态显示 C 语言 串行通信AbstractAbstractThis paper probes into the design of multi function 8 * 8 LED dot matrix advertising lights procedure in the wake of the popularity of application of LED produ
3、cts from the perspective of practical function. It highlights the dynamic design and development process of dot matrix electronic display screen, based on the microcontroller STC89C54RD control system, which could display a variety of text, a full-screen display Chinese characters or patterns of 6 s
4、ectors of 8 * 8 dot matrix LED display module to guarantee the mode of static, into and out of various dynamic display .Along With the prompt advancement of modern electronic technology, there is a progressive emergency of a variety of LED screen displays and advertising lights as well which have be
5、en exploited extensively in diverse regions of the commercial market. Due to the advantages of its characteristics of high brightness, straightforward maintenance and flexible application, LED screen display brings about considerable convenience to us; and meanwhile, it additionally is of great valu
6、e for development.Single chip control system employs edited program as a basis of C language to control individual display point corresponding to the LED anode and cathode of the level, in that you can efficiently dominate the flash of respective display point, consequently serial communications bet
7、ween hardware and PC could be attainable.Key words: advertising light LED dot matrix STC 89C54RD+ dynamic display The C Programming Language Serial Communications目 录i目目 录录第一章第一章 绪绪 论论 .11.1 课题背景.11.1.1 选题背景.11.1.2 研究现状及发展趋势.11.2 论文主要内容.3第二章第二章 硬件选择硬件选择 .52.1 显示屏主控制器.52.2 点阵屏.72.3 硬件系统描述.92.3.1 显示硬件构
8、成.92.3.2 视觉暂留与晶振选择的关系92.3.3 MAX232 串行通信 10第三章第三章 方法设计方法设计 133.1 硬件驱动133.1.1 74HC138 扩展行 133.1.2 74HC595 扩展列 173.1.3 增强列驱动193.1.4 P0 口驱动 .213.1.5 点阵行列扩展接法223.2 软件驱动233.2.1 74HC138 实现驱动功能 23第四章第四章 PCBPCB 制板流程制板流程.254.1 新建 PROJECT 254.2 绘制原理图25第五章第五章 动态显示与静态显示动态显示与静态显示 .275.1 LED 动态显示原理275.2 静态显示程序285.
9、3 动态显示程序29目 录ii5.4 按键控制程序.32第六章第六章 程序硬件调试程序硬件调试 376.1 硬件调试376.2 硬件成品展示39结结 论论 43致致 谢谢 45参考文献参考文献 47附录附录 A A.49第一章 绪论1第一章 绪 论1.1 课题背景1.1.1 选题背景LED 广告灯是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，显示屏由几万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。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色 LED 的开发已经达到了实用阶段。LED 显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用
10、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1。在短短的十来年中，LED 点阵显示屏就以亮度高、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
11、）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。1.1.2 研究现状及发展趋势1.我国 LED 产业发展现状我国的 LED 显示屏产业经过几年的发展，基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。据不完全统计，至 1998 年底，年度销售总额在 1000 万元以上的企业有 20 多家，其销售总额达 6 亿元左右，占行业市场总额的 85%以上。全国从事LED 显示屏的各类企业有 100 余家，从业人员近 6000 人，行业年度销售总额近8 亿元人民币，1996 年、1997 年的增长速度均保持 40%左右，1998 年略有回落。在国内市场上，国产 LED 显示屏的市场
12、占有率近 100%，国外同类产品基本没有基于单片机的广告灯程序与电路设计2市场，四十三届世乒赛主会场天津体育中心、京九铁路、北京西客站、首都机场、浦东机场等，均由国内代表企业中标。技术水平相对领先,我国 LED 显示屏产业在规模发展的同时，产品技术推陈出新，一直保持比较先进的水平。90 年代初即具备了成熟的 16 级灰度 256 色视频控制技术及无线遥控等国际先进水平技术，近年在全彩色 LED 显示屏、256 级灰度视频控制技术、集群无经线控制、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国际水平的技术和产品出现；LED 显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并得到应用。LED 显示屏产业
13、培养形成了一批 LED 显示屏科技队伍，在全国 LED 显示屏行业的从业人数 6000 人中，科技人员有 2800 多人，将近 50%。LED 显示屏产业正成为我国电子信息产业的重要组成部分，也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业。 2.LED 显示屏的发展趋势现代信息社会中，作为人一机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED 显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。高亮度、全彩化蓝色及纯绿色 LED 产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业化条件。基础材料的
14、产业化。使 LED 全彩色显示产品成本下降，应用加快。LED 产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色 LED显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色 LED 屏更会成为主流产品。全彩色 LED 显示屏的广泛应用会是 LED 显示屏产业发展的一个新的增长点。未来 LED 显示屏会向着标准化、规范化，产品结构多样化的方向发展2。3.选题意义该设计课题使我们能够掌握 LED 显示屏的基本显示原理和设计方法
15、，对LED 显示屏这个行业有了较为深刻的了解和认识。并且对大学期间所学习的一些理论进行了实践，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。并且通过该设计课题掌握了 51 单片机的的软硬件开发工具的使用方法，为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。目前我国的信息行业发展迅速，作为主要平面显示媒介的 LED 显示屏的作用也越练越广泛，相关的从业人员也会越来越紧缺。但同时应该清楚的认识到我国的 LED 技术虽然发展迅速但和世界先进水平还有一定的第一章 绪论3差距。因此此课题不论是对自己的就业还是对我国 LED 显示技术的发展都有非常现实与积极的意义。1.2 论文主要内容针对设计题目的特点，作者对论文的
16、内容和结构将做如下安排：1.初步方案筛选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 STC 单片机为核心控制器件，外加译码电路和驱动电路的设计方案。2.硬件选择以设计方案为指导思想选择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 STC89C54RD+单片机为核心控制器件，寄存器 74HC595，译码器 74HC138，总线收发器 74HC245 为驱动电路器件，使用 MAX232 单电源电平转换芯片，提供+5v 单电源供电。论文列出了详细的器件参数和在系统中的连接使用方法。在这里选用的 74 系列芯片一般有 LS、HC 两种，二者高电平低电平定义不同:HC 高电平规定为 0.7 倍电源电压，低电平规定为 0.3 倍电源电压。LS 规定高电平为 2.0V，低电平为 0.8V。带负载特性不同。HC 上拉下拉能力相同，LS
