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1、四川理工学院毕业设计（论文）基于单片机的LED显示系统控制设计学 生：张波学 号：06021050225专 业：电子信息科学与技术班 级：2006.2指导教师：黄晓莉四川理工学院自动化与电子信息系二零一零年六月摘要由于单片机技术的不断发展和高亮度LED发光管的出现使得大屏幕高亮度LED电子广 告屏成为可能，与传统的霓虹灯广告在显示效果以及可修改性上都有着无法比拟的优势， 而且单片机的日益平民化以及LED技术的不断创新，使得高亮度高清晰的LED点阵广告 牌与传统霓虹灯广告牌的成本日益接近。另外，SMT技术的飞速发展，开关电源的大规模 使用，使其无论在体积上还是在可靠性上都比传统的霓虹灯广告有明显
2、的优势，为其在特 殊领域的应用奠定了基础。为了能简单的实现基于单片机的LED显示系统控制，我们将设 计一个室内用32*64点阵LED单色图文显示屏，它能在目测条件下LED显示屏各点亮度 均匀，充足，可显示图形和文字，显示图形或文字稳定、清晰无串扰；图形或文字显示有 静止和移入移出等显不方式。（摘要是论文内容的简要陈述，是一篇具有独立性和完整性的短文。摘要应 包括本设计（论文）的成果及其理论与实际意义。摘要中不宜使用公式、图表, 不标注引用文献编号。避免将摘要写成目录式的内容介绍。设计（论文）摘要 不超过300字。）关键词：单片机；LED显示屏点阵；网络；套接字（关键词：4-8个）（关键词是供检
3、索用的主题词条，应采用能覆盖论文主要内容的通用技术词 条（参照相应的技术术语标准）。中文摘要在前，对应的英文摘要在后另页书写。）注：专科学生不写英文摘要和文献综述。ABSTRACTText text text text text text text text text text text text text text text text text text text texttexttext texttexttexttexttexttext text texttexttexttexttext text texttexttext texttexttext texttexttexttexttext
4、text text texttexttexttexttext text texttexttext texttexttext texttexttexttexttexttext text texttexttexttexttext text texttexttext texttexttext texttexttexttexttexttext text texttexttexttexttext text texttexttext texttexttext texttexttexttexttexttext text texttexttexttexttext text texttexttext textt
5、exttext texttexttexttexttexttext text texttexttexttexttext text texttexttext texttexttext texttexttexttexttexttext text texttexttexttexttext text texttexttext textKey words: Distributed system； Event-driven； Network； Socket目录ABSTRACT II第1章引言11.1标题11.1.1 标题11.2标题3第2章 设计任务及要求52.1设计题目52.1.1 标题52.2设计要求与
6、目的5实现LED点阵屏核心功能即汉字、数字、字母的多样化显示；52.3设计任务5 设计系统硬件；5 设计系统软件；5 编写设计说明书。5第3章设计背景简介63. 1 标题63.1.1 标题6 LED点阵块具有亮度高、发光均匀、可靠性好、拼装方便等优点，能构成各种尺 寸的显示屏。目前，LED显不屏已被广泛应用于商场、车站等公共场合的文字图形显 不，并取得了很好的效果。6 LED显示屏的种类较多，大致有以下四种分类法：一是按室内室外分类，二是按 工作方式分类，二是按颜色的数量分类，四是按LED管的单位密度大小分类。.6 3. 2标题63.2.1 标题6不同类型的显示屏用途不同，各有优缺点，室内LE
7、D显示屏与户外LED显示屏差 别很大，可根据需要侧重选择。首先是亮度不同，室内屏的发光亮度要比户外屏低 出几倍到几十倍，因此，户外屏必须采用超高亮度LED,而且为了进一步提高亮 度和增加可视距离，在一个像素内往往要封装多只超高亮度LED。63.2.2 标题6第4章电路设计7第8章结束语15致谢16参考文献（主要及公开发表的文献）17附录18四川理工学院本科毕业（设计）论文第1章引言1.1标题LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。 它具有发光率高、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。并广泛的用于公交汽车、商店、体育场馆、车站、学校、银行
8、、高速 公路等公共场所的信息发布和广告宣传。LED显示屏发展较快，本文讲述了基于 AT89C51单片机8X8 LED汉字点阵滚动显示的基本原理、硬件组成与设计、程 序编写与调试、 Proteus 软件仿真等基本环节和相关技术。1.1.1硬件电路组成及工作原理本产品采用以AT89C51单片机为核心芯片的电路来实现，主要由AT89C51 芯片、时钟电路、复位电路、列扫描驱动电路、8X8 LED点阵5部分组成，电路 框图如图1所示。其中，AT89C51是一种带4 kB闪烁可编程可擦除只读存储器 (Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory, FPE
9、ROM)的低电压、高 性能CMOS型8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制 造技术制造，工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中，能够进行1 000次写/擦循环，数据保留时间 为10年。他是一种高效微控制器，为很多嵌人式控制系统提供了一种灵活性高且 价廉的方案。因此，在智能化电子设计与制作过程中经常用到AT89C51芯片。时 钟电路由AT89C51的18, 19脚的时钟端(XTAI 1及XTAL2)以及12 MHz晶振X、电容 C2、C3组成，采用片内振荡方式。复位电路采用简易的上电复位电路，主要由电 阻R
10、, R2,电容C ,开关K组成，分别接至AT89C51的RST复位输人端。LED点阵 显示屏采用8x8共64个象素的点阵，可通过万用表检测发光二极管的方法测试判 断出该点阵的引脚分布。我们把行列总线接在单片机的I/O口，然后把上面分析到的扫描代码送入总 线，就可以得到显示的汉字了。我们在实际应用中是将LED点阵的8条列线通过驱 动电路接在P0口8条行线通过限流电阻接在P2口，考虑到P0口必需设置上拉电阻, 我们采用Ik排电阻作为上拉电阻。汉字扫描显示的基本过程是这样的：通电后由 于电阻R ,电容cl的作用，使单片机图1硬件电路组成框图的RST复位脚电平先高后低，从而达到复位；之后，在C、C3、
11、X以及单片机内 部时钟电路的作用下，单片机89C51按照设定的程序在P2和P0接口输出与内部汉 字对应的代码电平送至LED点阵的行列线（高电平驱动），从而选中相应的象素LED 发光，并利用人眼的视觉暂留特性合成整个汉字的显示。再改变取表地址实现汉 字的滚动显示。硬件电路组成框图如图1所示，硬件电路如图2所示。图2硬件电路1.1.2标题文本文本文本文本文本文文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文 本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文 本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文 本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本
12、文本本文本 文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本文本1.2汉字的点阵显示原理及字库代码获取方法我们以UCDOS中文宋体字库为例，每一个字由8行8列的点阵组成显示。我们可以 把每一个点理解为一个象素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个 汉字屏不仅可以显示汉字，也可以显示在64象素范围内的任何图形。如查用8位 的AT89C51单片机控制，如图3所示P20P21 P22 P23 P24 P25 P26 P27图3汉字显示原理为了弄清楚汉字的点阵组成规律，首先通过列扫描方法获取汉字的代码。首 先将8行分成4位的上、下两部分，把发光的象素位编为0不发光的象素位为1的十 六进制代
13、码。这样就把要显示的“四川汶川”字编为如下代码：DB OFFH, 80H, OBAH, 82H, OBEH, 82H, OBAH, 80H;四DB OFFH, OFDH, 83H, OFFH, 81H, OFFH, OOH, 0FFH;川DB 0B6H, 0D5H, ODEH, 45H, 9BH, 0C5H, ODEH, 0DFH;汶DB OFFH, OFDH, 83H, OFFH, 81H, OFFH, OOH, 0FFH,;川由这个原理可以看出，无论显示何种字体或图像，都可以用这个方法来分析 出他的扫描代码从而显示在屏幕上。上述方法虽然能够让我们弄清楚汉字点阵代 码的获取过程，但是依靠人工
14、方法获取汉字代码是一件非常繁琐的事情。对于 16X16十六进制数据的汉字代码，我们经常采用字库软件查找字符代码，软件打 开后输入汉字，点“检取”，十六进制数据的汉字代码即可自动生成，把我们所 需要的竖排数据复制到程序中即可，如图4所示。可见，汉字点阵显示一般有点 扫描、行扫描和列扫描3种。为了符合视觉暂留要求，点扫描方法的扫描频率必 须大于16X64一1 024 Hz,周期小于1ms即可。行扫描和列扫描方法的扫描频率 必须大于16X8128 Hz,周期小于7. 8 ms即可，但是一次驱动一列或一行（8 颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。第2章 设计任务及要求2.1设计题
15、目基于单片机的24X24点阵LED汉字显示。O2. 1. 1标题2.2设计要求与目的实现LED点阵屏核心功能即汉字、数字、字母的多样化显示；通过本次设计加深对单片机课程和仿真软件的认识和掌握以及对仿真软件Proteus的应 用进一步的了解；掌握SPI串口进行数据传输的应用，并学会使用外部芯片辅助项目设计；通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑、校验，锻炼实践能力和理论联 系实际的能力。2. 3设计任务设计系统硬件；设计系统软件；编写设计说明书。第3章设计背景简介3. 1标题3. 1. 1标题 LED点阵块具有亮度高、发光均匀、可靠性好、拼装方便等优点，能构 成各种尺寸的显示屏。目前，LED显示屏已被广泛应用于商场、车站等 公共场合的文字图形显示，并取得了很好的效果。 LED显示屏的种类较多，大致有以下四种分类法：一是按室内室外分类, 二是按工作方式分类，三是按颜色的数量分类，四是按LED管的单位密 度大小分类。3. 2标题3. 2. 1标题不同类型的显示屏用途不同，各有优缺点，室内LED显示屏与户外LED 显
