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1、图形在电子显示屏上实现的设计摘 要电子显示屏的应用范围越来越广泛，它作为一个重要的宣传平台，已经受到全社会的普遍认可，本设计采用单片机为控制核心，通过8*8LED电子显示屏及相关的外围电路，设计制作了一个16*16点阵LED电子显示屏。本文主要内容是基于单片机控制LED点阵显示屏的设计方案,阐述了16*16点阵LED显示屏的设计原理与思路，详细叙述了系统硬件、软件的具体实现过程，本论文重点阐述了显示模块及相关驱动模块等模块化设计思路与制作方法。主要是以美国ATMEL公司生产的40脚单片机AT89S52为核心，利用AT89S52单片机作为控制器件,采用74HC154和74HC595设计一个16*
2、16的LED点阵的显示屏。介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的设计和开发过程。通过该芯片控制一个行驱动器74HC154和列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，全屏只能显示1个汉字，采用4块8*8点阵LED显示模块来组成1个16*16点阵显示模式。显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。文中详细介绍了LED点阵显示电路的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。主要包括了LED点阵显示模块硬件结构、点阵显示屏原理图、循环扫描过程、字模编码的提取、编程流程图、Keil C51部分程
3、序以及试验结果。通过对点阵显示屏的硬件设计和软件设计，使得该系统可显示出简单的图像，并且无闪烁，还能通过按键进行图形的切换，基本符合设计要求，特别是本系统中LED显示屏的内容可以通过PC进行实时修改，实时显示。通过软硬件加强设计，使得系统能够稳定工作，提高其抗干扰能力。关键词：LED显示屏，16*16点阵，AT89S52单片机Design of graphic in the electronic display AbstractElectronic display more and more extensive range of applications, it is important as
4、 a communications platform, has been widely recognized by the whole society, this design uses the microcontroller as the control center by 8 * 8LED electronic display and related peripheral circuits, design a 16 * 16 dot matrix LED electronic display. The main contents are based on microcontroller d
5、esign LED dot matrix display, described LED 16 * 16 dot matrix display design principles and ideas, described in detail the system hardware and software realization process, this paper focuses on the display modules and related modules, such as modular drive design ideas and production methods. Prod
6、uced mainly in the United States, 40 feet ATMEL AT89S52 microcontroller core, using AT89S52 microcontroller as a control device, using 74HC154 and 74HC595 design a 16 * 16 LED dot matrix display. Introduced for the control system for its electronic display LED dot matrix design and development proce
7、ss. The chip is controlled by a row driver and column driver 74HC595 74HC154 to drive the display shows. The electronic display can display a variety of text or monochrome images, full screen can only display a character, using four 8 * 8 dot matrix LED display module to form a 16 * 16 dot matrix di
8、splay mode. Display dynamic display, making the graphics or text to achieve stationary, moved out of the other display. Described in detail the hardware LED dot matrix display circuit design ideas, the function of various parts of the hardware circuit and the principle, the corresponding software pr
9、ogram design and the use of descriptions. Including the LED dot matrix display module hardware, dot matrix display schematic, circular scanning process, the extraction font encoding, programming flowcharts, Keil C51 part of the program, and test results. Dot matrix display on the hardware design and
10、 software design, making the system can display a simple image, and no flicker, but also through the button to switch the graphics, basic design requirements, in particular, the system LED display real-time content can be modified through the PC, real-time display. Through hardware and software to s
11、trengthen the design, making the system work to stabilize and enhance its anti-jamming capability. Key words：led display , 16*16 lattice , AT89S52 MicrocontrollerI目 录第1章 绪论111 引言112 研究背景113 LED显示屏的现状及发展趋势1131 LED显示屏的现状1132 LED显示屏的发展趋势2133 LED显示屏发展存在问题414 主要研究内容5第2章 系统的设计方案621 系统总体设计方案622显示部分方案的选择723
12、与PC机通信电路方案的选择724电源电路方案的选择8第3章 系统控制器件的选择及其软件的使用931系统控制器件的选择932系统使用的软件11第4章 系统设计的实现1441电子显示屏的设计14411电子显示屏硬件设计14412电子显示屏软件设计1642单片机最小系统设计1743与PC机通信电路的设计1844稳压电源的设计20第5章 系统测试2151系统各模块的连接2152系统测试22结论25参考文献26谢辞27附录1 LED点阵显示屏实物图28附录2 源程序29图形在电子显示屏上实现的设计第1章 绪论11 引言LED显示屏又叫电子显示屏或者飘字屏幕。是由LED点阵组成，通过红色或绿色灯珠的亮灭来
13、显示文字、图片、动画、视频，内容可以随时更换，各部分组件都是模块化结构的显示器件。通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。显示模块由LED灯组成的点阵构成，负责发光显示；控制系统通过控制相应区域的亮灭，可以让屏幕显示文字、图片、视频等内容，恒舞动卡主要是播放动画的；电源系统负责将输入电压电流转为显示屏需要的电压电流。本文在介绍LED显示原理的基础上，重点介绍采用单片机AT89C51控制74HC154和74HC595芯片实现LED点阵显示屏控制的设计方案。12 研究背景随着数字技术的飞速发展，LED电子显示屏开始广泛应用到各行各业。LED电子显示屏亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲
14、击和性能稳定1。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。可运用于户外广告LED显示屏、体育用LED显示屏、交通用户外LED显示屏和演出LED彩幕屏、展览用LED显示屏、租赁用LED显示屏、集会用LED显示屏等领域2。13 LED显示屏的现状及发展趋势131 LED显示屏的现状LED显示屏是上世纪80年代后期在全球迅速发展起来的新型显示产品，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性价比高、使用成本低等特点，迅速成长为平板显示的主流产品3。我国LED显示屏产业的发展，主要技术和主导产品基本上都是立足国内自主开发的，在技
15、术发展历程中，形成了一系列代表产品，从上世纪90年代初的单色显示屏到90年代末的全彩色显示屏，关键技术不断深化。不同的历史时期，我国LED显示屏产业都有在技术和市场方面的代表产品。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。近期LED显示屏的技术发展主要在以下领域：LED显示屏的显示颜色、亮度、视角等性能指标的综合改善和提高；色彩和灰度控制技术发展，有效提高全彩色显示屏的色彩还原能力和视频质量；恒流驱动控制技术得到广泛应用，LED驱动IC及LED制造商自主设计开发的LED专用IC也有一定应用；在系统技术方面，应用了自动检测、远程控制等技术，提高整体的稳定性和可靠性；在产品结构工艺上，显示屏的平整度、散热和防护等级等受到厂家关注和重视4。 在新产品和新的应用领域方面，近年也有新的拓展。随着显示屏行业和技术的发展，有不少企业开发了具有
