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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）基于单片机的LED滚动显示屏设计摘 要LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写。由镓（Ga）与砷（As）、磷（P）、氮（N）、铟（In）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。并且不同的元素化合形成的二极管会发出不同颜色的可见光。LED行业发展迅速并已成为一个具有一定规模的新兴产业，而且从总体上来看，宏观环境也非常有利于LED行业的发展，可以说LED行业前景广阔，市场潜力巨大。本设计实现了基于单片机AT89C51的1664 LED点阵的图形的
2、滚动显示。本文主要介绍了LED点阵显示的硬件电路的设计思路以及各个部分的功能及原理和相应程序设计的设计思路和功能。该设计使用取模软件对所要显示的图形进行取模，采用C语言编写其显示程序，利用KeilC集成开发平台生成HEX文件，在Proteus中对硬件电路的时钟、复位、驱动、1664点阵进行设计并通过译码器等与AT89C51芯片连接，进而对系统进行仿真调试。本设计具有使用性强，操作简单易实现等优点。关键字：单片机 ，二极管，LED点阵，图形显示，硬件电路The Design of LED Mobile Displayed Based on Single-Chip Microcomputer AB
3、STRACTThe LED is light emitting diode. Diode is made of gallium (Ga) and arsenic (As), phosphorus (P) and nitrogen (N), indium (In) elements, when electrons and holes integrate can radiate light, thus it can be used to make light emitting diode. In the circuit and equipment it act as light, or displ
4、ay the words or figures. And if the diode has different elements it will emits different colors of visible light. LED industry has developed rapidly and has became a new industry which has a certain scale , and on the whole, macro environment is beneficial to the LED industry develop, so the LED ind
5、ustry has prospect, huge market potential.This design has realized scroll of graphics on 16 x 64 LED which based on AT89C51. This article mainly introduced the he function and principle of hardware circuit of LED dot matrix display, each part and the design idea and function of corresponding program
6、ming.This design using the modulus software to get the model of graphics, using C language to write the display program, HEX file generated by KeilC integrated development platform. The clock, reset, drives, 16 64 LED dot matrix of hardware circuit will be designed and connect with AT89C51 in the Pr
7、oteus, and then do system simulation and debugging. This design has the advantage of usability is strong, easy to realize operation etc.KEY WORDS: Single chip microcomputer，Diode，LED dot matrix ，Graphic display，Hardware circuitIV目录第1章 绪论11.1 课题背景及意义11.1.1 LED显示屏发展背景以及国内外现状11.1.2 LED显示屏发展的简要回顾21.1.3
8、LED显示屏的应用领域31.2 论文的主要内容3第2章 系统的硬件部分设计42.1 设计基本方案42.2 硬件电路芯片介绍42.2.1 单片机的发展过程42.2.2 AT89C51芯片的简要介绍52.2.3 时钟电路82.2.4 复位电路92.2.5 驱动电路102.3 LED点阵显示屏显示原理182.3.1 单个点阵显示原理182.3.2 1616点阵显示原理212.4 汉字显示原理252.5 硬件系统的整体设计图与原理分析28第3章 软件设计323.1 程序设计思路与结构323.1.1 程序设计思路323.1.2 程序设计流程图323.2 模块程序设计323.2.1 主程序323.2.2
9、延时程序343.2.3 显示子程序34第4章 系统仿真444.1 仿真环境介绍444.2 仿真过程与结果444.2.1 绘制电路图444.2.2 HEX文件的生成454.2.3 调试与结果45结 论48谢 辞49参考文献50附 录51外文资料翻译67第1章 绪论1.1 课题背景及意义1.1.1 LED显示屏发展背景以及国内外现状能源是人类生存与经济发展的物质基础，然而伴随着人类的一次次科技革命，世界经济是出现了持续、高速地发展，但也带来了很多负面的问题，例如能源短缺、生态恶化等问题。当前世界的能源供给主要以化石资源为主，部分国家是以煤炭或者石油与天然气为主。根据专家预测，按目前能源的消耗情况来
10、看，石油、天然气资源最多只能在未来半个世纪内为人类提供能源，煤炭能维持的时间也不会超过二百年。因此许多国家在想法设法提高能源的使用效率，其中开发可再生能源是一个重要举措。 随着全球环境的日恶化、人类节能环保意识的逐步加强，具有节能环保概念的LED行业在全世界大放光彩。在欧洲，由于人们的节能环保意识比较强，因此使用环保产品的接受度较高，加之欧盟较早提出淘汰白炽灯的相关法律，各国政府在节能灯的应用领域均推出了比例相当高的补贴计划。因此从全球来看，欧洲市场在节能灯方面的应用普及和推广率比其他地区高的多。在技术上，由于欧洲相关的市场准入标准和技术门槛相对宽松，所以节能行业尤其是LED照明行业发展迅速，
11、技术水平比同行业其他地区也高的多。在美洲，由于金融海啸的影响，一向不懂节省的美国人也不得不开始变得节约起来，不得不想方设法节省支出，因此LED照明应用产品也摆上各大市场和超市的货架。在技术上，美国人在市场准入方面非常严格，除了能源之星标准以外，针对固态光源的UL标准草案也在制定和陆续出台，同时还伴随着其他准入标准也在陆续制定和协商中，虽然LED应用产品被欧美做芯片的公司忽悠的风生水起，大有立刻扑向全世界消费市场的势头，但由于UL等认证费用的高昂和繁琐，LED固态照明市场在北美市场的真正启动也在2012年以后。 在亚洲地区，超高亮度的LED蓝光技术是由日本人于八十年代研究出来的，所以日本社会对L
12、ED照明应用抱有全世界最高的热情，所以日本市场对LED应用的支持力度非常大，随着近些年政府强力推出积分换购LED产品的计划，LED产品在日本市场的销售增长率一直遥遥领先于其他国家；而对于韩国和台湾地区由于拥有较为成熟的半导体制造和研发技术，目前全世界70%的中高端LED芯片制造都是在这个区域完成的。在我国的照明行业里，传统光源产品将被节能灯所替代已是势不可挡。继全球十多个国家和地区陆续发布白炽灯淘汰计划之后，我国发布了逐步淘汰白炽灯路线图。路线图指出，在2016年前，我国将分多个阶段一步步使白炽灯退出市场，同时以节能灯替代之，这样我国一年便可节电达480亿度。十二五期间，国内还将加大推广绿色照
13、明工程的力度，与此同时节能灯市场容量也将出现空前增长，LED照明行业发展潜力巨大。1.1.2 LED显示屏发展的简要回顾 上世纪六十年代未，第一个发光二极管（LED）问世，到七十年代，随着电子技术与半导体技术的迅速发展，发光二极管的发光颜色、亮度等性能得到很大提高。八十年代后，对发光二极管性能的研究有了突飞猛进的发展，LED显示屏也在这个时期形成。 大体上，LED显示屏的发展可以分为三个时期： 第一个时期是1990年以前，这是时期LED显示屏开始形成。在这个时期LED在材料上受到很大的限制，同时控制技术也相对落后，影响了LED显示屏的显示效果，产品成本又较高，直接影响了LED显示屏的推广。因此
14、在1990年以前LED显示屏的应用领域非常狭窄。第二个时期是1990-1995年，这一阶段随着相关技术上的突破和信息产业飞速增长，LED行业也得到了迅速发展，全彩色LED显示屏开始进入市场。这一时期，我国的LED行业也快速发展，由几家企业年产值几千万元发展到几十家企业年产值达数十亿元。LED显示屏成为了平板显示领域的主流产品。第三个时期是从1995年至今，LED行业进入一个总体稳步提高但格局仍需完善的发展时期。自1995年以来，LED行业市场容量扩大，技术更加成熟，许多中小企业如雨后春笋般出现，使产品价格大幅降低，行业内部竞争更加剧烈。1.1.3 LED显示屏的应用领域LED显示屏是集电子信息
15、技术与半导体技术于一体的显示系统。它具有体积小、色彩显示范围广、亮度高等优点，因而成为各种显示媒体的理想选择。近几年LED点阵显示技术发展迅速，其抗干扰能力强等特点使得其在户外广告、公共告示、标语提示等方面得到了广泛的应用，因此研究LED点阵显示屏接口与控制技术具有较高的实际应用价值。LED显示屏的应用领域非常广泛，主要包括：城市道路使用的太阳能LED，各类工矿企业、宾馆、商厦、写字楼的高效照明，车站、银行、证券、医院的LED提示用的显示屏，市政广场、演唱会用的播放媒体的全彩显示屏等。1.2 论文的主要内容在撰写此论文之前，我从学校的图书馆借阅了大量有关单片机、LED显示电路设计和显示程序编写的相关书籍，并在网络搜集、参阅了较多的相关论文。经过对这些资料的研究与整理，我从中学习到很多新的相关专业知识，加深和丰富了我对单片机的理解。最后，我写出了这篇基于单片机的LED滚动显示屏设计的论文。其主要内容是：（1）LED、单片机的背景与发展前景。（2）AT89C51芯片的功能与应用以及时钟、复位、驱动、电源电路的设计与组成。（3）1664 LED点阵以及汉字、图形的显示原理。（4）汉字、图形显示的取模与程序编写。（5）仿真电路图的绘制，HEX文件的生成以及调试。（6）实物的制作。
