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1、xx 科技大学本科生毕业设计（论文） i 摘摘 要要 本设计为 LED 大屏幕显示系统，系统由主控模块、 电源模块、 时钟模块、显示模块、 键盘模块、 汉字点阵芯片模块、总线传输模块七部分组成。通过对汉字内码的分析，系 统以LED 显示屏的显示电路、 汉字点阵芯片电路和单片机控制电路为核心， 设计一种具有 通过键盘用汉语拼音输入法输入汉语拼音，利用相应程序通过编码检索，在显控系统中 实时输入汉字，并在 LED 显示屏上显示。该系统具有运行可靠、安全、节能、成本低、 使用方便的特点。 关键字关键字：单片机，智能显示屏，汉字点阵芯片 xx 科技大学本科生毕业设计（论文） ii ABSTRACT T
2、he design for the LED large screen display system, the system by the control module, power module, clock module, display module, keyboard module, character dot-matrix chip modules, bus transfer module composed of seven parts. Through the analysis of Chinese characters within the code, the system LED
3、 display to display circuit, the Chinese character dot- matrix circuit and microcomputer chip control circuit as the core, designed a kind of keyboard input using Pinyin input method, use the appropriate procedure code retrieval , in the Display and Control System in real-time input Chinese characte
4、rs, and LED display. The system is reliable, safe, energy saving, low cost, easy to use features. Keywords: single-chip microcomputer， Intelligence displays, Chinese character dot chip xx 科技大学本科生毕业设计（论文） i 目录目录 第一章第一章 绪论绪论- 1 - 第二章第二章 系统设计方案系统设计方案- 4 - 2.1 系统工作过程- 4 - 2.2 系统总体框架设计.- 4 - 2.3 系统模块方案的论
5、证选择.- 4 - 第三章第三章 系统硬件设计系统硬件设计- 6 - 3.1 AT89C52 单片机- 6 - 3.1 LED 显示模块 - 7 - 3.3 汉字点阵芯片 GT23L32S4W- 10 - 3.4 数据存储模块.- 14 - 3.5 电源选择- 15 - 3.6 时钟与系统复位模块- 16 - 3.7 键盘模块- 17 - 3.8 基于 RS-422 总线标准的 PC 通讯模块.- 18 - 3.9 系统整体电路 .- 20 - 第四章第四章 系统软件设计系统软件设计- 21 - 4.1 主程序流程图.- 21 - 4.2 动态扫描显示程序流程图- 22 - 4.3 与PC口串
6、口通讯流程图.- 23 - 第五章第五章 调试及性能分调试及性能分析析 .- 24 - 第六章第六章 总结总结- 25 - 参参考考文文献献 - 26 - 致谢致谢- 27 - xx 科技大学本科生毕业设计（论文） - 1 - 第一章第一章 绪论绪论 我国开始使用单片机是在 1982 年，短短五年时间里发展极为迅速。1986 年在上 海召开了全国首届单片机开发与应用交流会，有的地区还成立了单片微型计算机应用 协会，那是全国形成的第一次高潮。截止今日，单片机应用技术飞速发展，我们上因 特网输入一个“单片机”的搜索，将会看到上万个介绍单片机的网站，这还不包括国 外的。与它相应的专业杂志现在也有很多
7、，比如由单片机界的权威何立民主编的单 片机与嵌入式系统应用杂志现以风靡电子界，在 2003 年 7 月，（91 猎头网）在上海、广州、北京等大城市所做的一次专业人才需求报告中，单片机人才 的需求量位居第一。一块小小的片子，为何有这样的魔力？我们首先从它的构成说起： 单片机，亦称单片微电脑或单片微型计算机。它是把中央处理器（CPU）、随机存取存 储器（RAM）、只读存储器（ROM）、输入/输出端口（I/0）等主要计算机功能部件都 集成在一块集成电路芯片上的微型计算机。计算机的产生加快了人类改造世界的步伐， 但是它毕竟体积大。微计算机（单片机）在这种情况下诞生了，它为我们改变了什么？ 纵观我们现在
8、生活的各个领域，从导弹的导航装置，到飞机上各种仪表的控制，从计 算机的网络通讯与数据传输，到工业自动化过程的实时控制和数据处理，以及我们生 活中广泛使用的各种智能 IC 卡、电子宠物等，这些都离不开单片机。以前没有单片机 时，这些东西也能做，但是只能使用复杂的模拟电路，然而这样做出来的产品不仅体 积大，而且成本高，并且由于长期使用，元器件不断老化，控制的精度自然也会达不 到标准。在单片机产生后，我们就将控制这些东西变为智能化了，我们只需要在单片 机外围接一点简单的接口电路，核心部分只是由人为的写入程序来完成。这样产品的 体积变小了，成本也降低了，长期使用也不会担心精度达不到了。所以，它的魔力不
9、 仅是在现在，在将来将会有更多的人来接受它、使用它。据统计，我国的单片机年容 量已达 13 亿片，且每年以大约 16%的速度增长，但相对于世界市场我国的占有率 还不到 1%。特别是沿海地区的玩具厂等生产产品多数用到单片机，并不断地辐射向内 地。所以，学习单片机在我国是有着广阔前景的。 1970 年代最早的 gap、GaAsP 同质结红、黄、绿色低发光效率的 LED 已开始应用于 指示灯、数字和文字显示。 从此 LED 开始进入多种应用领域，包括宇航、飞机、汽车、工业应用、通信、消费 类产品等，遍及国民经济各部门和千家万户。到 1996 年 LED 在全世界的销售额已达到几 十亿美元。尽管多年以
10、来 LED 一直受到颜色和发光效率的限制，但由于 GaP 和 GaAsP LED 具有长寿命、高可靠性,工作电流小、可与 TTL,CMOS 数字电路兼容等许多优点因而却一 直受到使用者的青眯。 最近十年，高亮度化、全色化一直是 LED 材料和器件工艺技术研 究的前沿课题。超高亮度(UHB)是指发光强度达到或超过 100mcd 的 LED，又称坎德拉(cd) 级 LED。高亮度 A1GaInP 和 InGaN LED 的研制进展十分迅速，现已达到常规材料 GaA1As、GaAsP、GaP 不可能达到的性能水平。1991 年日本东芝公司和美国 HP 公司研制 xx 科技大学本科生毕业设计（论文）
11、- 2 - 成 InGaA1P 620nm 橙色超高亮度 LED，1992 年 InGaA1p590nm 黄色超高亮度 LED 实用化。 同年，东芝公司研制 InGaA1P 573nm 黄绿色超高亮度 LED，法向光强达 2cd。1994 年日本 日亚公司研制成 InGaN 450nm 蓝(绿)色超高亮度 LED。至此，彩色显示所需的三基色红、 绿、蓝以及橙、黄多种颜色的 LED 都达到了坎德拉级的发光强度，实现了超高亮度化、 全色化，使发光管的户外全色显示成为现实。 我国发展 LED 起步于七十年代，产业出现 于八十年代。全国约有 100 多家企业，95%的厂家都从事后道封装生产，所需管芯几
12、乎全 部从国外进口。通过几个“五年计划”的技术改造、技术攻关、引进国外先进设备和部 分关键技术， 使我国 LED 的生产技术已向前跨进了一步。 大屏幕显示是超高亮度 LED 应用的另一巨大市场，包括:图形、文字、数字的单色、 双色和全色显示。在表 2 中列出了 LED 显示的各种用途。传统的大屏幕有源显示一般采 用白炽灯、光纤、阴极射线管等；无源显示一般采用翻牌的方法。表 3 列出了几种显示 的性能比较。LED 显示曾一直受到 LED 本身性能和颜色的限制。如今，超高亮度 AlGaInP、TS-AlGaAs、InGaN LED 已能够提供明亮的红、黄、绿、蓝各种颜色，可完全满 足实现全色大屏幕
13、显示的要求。LED 显示屏可按像素尺寸装配成各种结构，小像素直径一 般小于 5mm，单色显示的每个像素用一个 T-1(3/4)的 LED 灯，双色显示的每个像素为双 色的 T-1(3/4)的 LED 灯，全色显示则需要 3 个 T-1 红、绿、蓝色灯，或者装配一个多芯 片的 T-1(3/4)的 LED 灯作为一个像素。大像素则是通过把许多 T-1(3/4)红、绿、蓝色 LED 灯组合在一起构成的。用 InGaN(480nm)蓝、InGaN(515nm)绿和 ALGaAS(637nm)红 LED 灯作为 LED 显示的三基色，可以提供逼真的全色性能，而且具有较大的颜色范围包括:蓝 绿、绿红等，与
14、国际电视系统委员会(NTSC)规定的电视颜色范围基本相符。 随着社会科技的进步和传媒事业的发展， LED 显示屏得到了广泛的运用。LED显示 屏受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起 来是： LED 显示屏不仅画面亮度高、对比度大，色彩鲜艳，而且可显示动态画面和文字， 它主动光发，远距离分辨率高，即使在百米以外，视觉效果跟在家里看电视一样，已广 泛用于人流量多的公共场所、交通要道。 其功能除广告宣传外，还可发布信息，丰富人们的文化娱乐生活，是观众喜爱的信 息传播媒体，在我国北京、上海、重庆等大城市已推，广应用，并收到了很好的效果。 而近期，国内著名的广告公司
15、分众传媒、东方明珠移动纷纷进军户外LED市场，则更昭 示了这一市场的勃勃生机。 据专家预测，今后几年全球各类 LED 显示屏需求每年均会达到几十亿美元，而且还 在逐年递增。而在中国，据全国光学光电子行业协会 LED 显示屏分会统计，去年 LED 显 示屏全行业的销售额约为40亿元， 随着加入WTO， 又借助 2008奥运会和2010年上海世 博 会带来更多的眼球经济，以及国家对环保问题的重视等多种利好因素的影响下， LED 显示屏在体育、户外广告、交通等诸多领域的市场将有显著的增加。专家预测认为：国 内市场LED全彩屏需求增长率将高达30%以上。 目前国 际上著 名的 LED 显示屏 厂商有
16、比利 时的 Barco、美国 的 Daktronics 和 Lighthouse 等，国内比较好的的有上海三思、大连路明、深圳京东方、惠州德赛等。 xx 科技大学本科生毕业设计（论文） - 3 - 我 国LED显示屏产业的技术水平相对先进， 主要产品和关键技术与国际同行业的先进水 平 能保持一致，但工艺水平比较落后， 在产品规范化、整体系统设计、可靠性、制造工艺 、 检测测试手段等方面与国际先进水平有明显的差距。 这就突出体现了我们对 LED 智能 显 示屏的研究的重要意义。 在此背景下， 本文介绍了一种简易的点阵LED显示屏控制系统。 系统采用上一下位机 的结构构建， 上位机PC可通过串行通信接口实现对下位机LED显示系统显示参数的设定， 下位机以汉字点阵芯片电路、LED显示屏的显示电路和单片机控制电路为核心，实现 点 阵LED屏以多样化的方式显示各种信息的功能。该屏具有运行可靠、安全、节能、 成本低、使用方便的特点。 本设计采用AT89C52单片机作为系统的控制核心。时钟功能采用晶振来实现，采 用 LED显示屏显示信息。由于使用了单片机，整个系统可
