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1、 学科分类号 0806 本科生毕业论文(设计)题目（中文）： LED点阵显示屏驱动器的设计与实现 （英文）：The Design and Implementation of LED Dot Matrix Display Driver 本科毕业论文（设计）诚信声明作者郑重声明：所呈交的本科生论文（设计），是在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已近注明引用的内容外，论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。本声明的法律结果由作者承担。本科生论文（设计）作者签名：年 月 日目 录摘 要II
2、I关键词IIIAbstractIIIKeywordsIV1 引言12 总体设计方案32.1 设计任务与要求32.2.1 基本要求42.2.2 发挥部分43 系统硬件设计43.1 整体电路43.2 AT89S52单片机最小系统63.3 标准08接口73.4 键盘模块93.5 LED显示模块93.6 列驱动模块103.7 行驱动模块114 系统软件设计124.1 显示驱动程序124.2 汉字字模的提取方法134.3 程序流程图144.4 显示子程序165 系统调试与分析185.1 硬件调试185.2 软件调试196 总结20参考文献21致 谢23附录24附录A 实物显示效果图24附录B 主程序24
3、LED点阵显示屏驱动器的设计与实现摘 要本文设计了一个以整机为美国ATMEL公司生产的40脚单片机AT89S521为控制核心，以一个64*32点阵模块控制器，根据标准的08控制接口要求，可以驱动市面上常见的16扫单色显示屏，显示汉字、英文、阿拉伯数字及其他信息等。同时通过调用HZK16*16标准汉字库文件读取字模的方法，把汉字从上位机发送到LED显示屏控制卡上。整个系统提供外部扩展，包括常规点阵控制器模块。该系统实现了1/16扫描驱动电路等功能，并能通过PC机串口修改程序对显示信息进行控制更新，具有刷新速度快、亮度高、功耗低等特点。 关键词 LED点阵控制器；AT89S52；1/16扫；08接
4、口The Design and Implementation of LED Dot Matrix Display Driver Abstract This paper has designed a machine based on the model which is produced by ATMEL company in the United States with a 40 feet MCU AT89S52 as the control core, 1 and a 64 * 32 dot matrix module controller, so according to the requ
5、irements of the standard 08 control interface, it also can drive the common on the market of 16 monochrome display, display Chinese character, English, Arabic Numbers, and other information, etc. At the same time, by adopting the method of reading Chinese characters from the HZK16 * 16 standard docu
6、ments, and the Chinese characters from the upper machine sent to LED display control card, the entire system also provides the external expansion, including regular lattice controller module. This system has realized the function of updating the controlling of 1/16 scan driver circuit, and it also o
7、btains other functions, such as ,and with a faster shuabing, a higher brighter and a lower energy-need and waste, etc. Key words LED dot matrix controller; 89S52; 1/16 sweep; 08 Interface231 引言 LED(lightemittingdiode，发光二极管)是六十年代末发展起来的一种半导体显示器件。七十年代，随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和P一结形成技术的研究进展，发光二极管在发光颜色、亮度等性能方面得
8、以提高，并迅速进入批量化和实用化。进入八十年代后，LED在发光波长范围和性能方面大大提高，并开始形成平面显示产品即LED显示屏。由于LED具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、工作性能稳定以及在室内室外适应力强等优点，且LED显示屏的最大特点是不受面积的限制，可以达到几十甚至几百平方米以上，应用于室内外各种公共场所显示文字、图形、动画、视频图像等各种信息。LED显示屏的应用涉及到社会经济的许多领域，主要包括：机场、港口、车站旅客引导信息显示；证券交易、金融信息显示；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；道路交通信息显示；高校教学管理信息发布显示；文艺演出和体育比赛；室外产品广告
9、及信息发布。除单一大型户内、户外显示屏作为广告媒体外，国内一些城市还出现了集群LED显示屏广告系统。另外，自2000年后随着高亮度LED产品亮度与效率增进，可携式产品（如手机、PDA、数字相机等）大量使用作为产品屏幕或按键光源，配合可携式产品市场成长，使得可携式产品成为LED最大应用市场。随着电子技术的发展，LED点阵书写显示屏是信息传播一种重要手段，成为现代化社会的一个闪亮标志，它的广泛应用将是一种趋势。因此，在科技以日新月异的速度向前发展，经济全球一体化的社会中，LED点阵显示技术发展前景乐观。 作为一种新型的发光体，LED自诞生以来就倍受关注。特别是进入21世纪后，世界面临严重的能源、环
10、境危机，在发达国家，照明用电占总用电量的20%；我国的照明用电约占总用电量的12%，至2010年，我国照明用电将高达3000亿度，相当于三峡水电站完工后的年发电量的3倍以上。而目前我国的发电主要还是依靠火力，对于环境的污染非常严重，这就需要改进现有的照明设备，提高其效率。而半导体照明作为新兴的发光体，具有电光效率高、体积小、寿命长、电压低、节能和环保等优点，是下一代照明的不二之选。根据各种照明器件的效率，可以得出，LED与传统的白炽灯、日光灯相比，在电光效率、寿命上占有绝对的优势，一旦在成本、光效上取得突破，将很快占领照明市场。因而，现今不管是国内还是国外我们都是围绕先进的LED技术做进一步研
11、究。 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差距。因此本设计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。 在设计本课题时本人查阅了大量的书籍和相关知识使我能够掌握LED点阵显示驱动的基本显示原理和设计方法，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，使我对所学过的理论知识有了新的认识。并且通过本设计课题学习掌握AT89S52单片机的控制功能和用它作为主控单元完成许多设
12、计目标的方法。熟悉AT89S52单片机软件编程。且能掌握使用AD进行电路设计和制图的方法步骤。为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。 因此，学习LED点阵显示驱动与工程技术很有必要。本文通过设计一个可显示文字与图形的64*32点阵控制器来学习和熟悉LED的使用。 本文采用89S52单片机为核心，在软件编程中采用C语言，显示时采用点阵显示。讲述了LED点阵显示驱动的基本原理、硬件组成与设计、程序编译与下载等基本环节和相关技术。2 总体设计方案2.1 设计任务与要求本系统由AT89S52、16个74HC5952、16个74HC1383及LED显示屏为核心组成的点阵式LED汉字显示屏，主要由2
13、4MHZ晶振电路、复位电路、89S52单片机、点阵阳极驱动电路、点阵阴极驱动电路、64*32显示屏6部分组成。采用的AT89S52单片机最小化应用设计，P1口作为I/O口，输出行数据和控制信号，P2口作为I/O口，与“写”控制信号配合，输出列控制信号。LED显示采用动态扫描方式实现，控制电路部分由4片74HC138和2片74HC595传输信号，传输出来的信号通过74HC595输出，再通过编译最终达到依次显示汉字的目的。而接口部分，一般采用08接口，如果需要不同的接口类型，可以根据08接口为基础进行转接，这也是本系统采用08接口的原因之一。 2.2 设计要求2.2.1 基本要求（1）显示区域：6
14、4点*32点，单色；（2）通过上位机修改显示内容；（3）能存储16*16点阵汉字数不少于64个；（4）按键可改变显示内容；（5）可兼容T12和T08显示屏单元板。2.2.2 发挥部分（1）LED显示屏亮度连续可调；（2）实现信息的左右滚屏显示，预存信息的的定时循环。3 系统硬件设计3.1 整体电路 本系统由AT89S52、16个74HC595及LED显示屏为核心组成的点阵式LED汉字显示屏，主要由24MHZ晶振电路、复位电路、单片机、点阵阳极驱动电路、点阵阴极驱动电路、64*32显示屏6部分组成。采用的AT89S52单片机最小系统设计，P1口作为I/O口，输出行数据和控制信号，P2口作为I/O
15、口，与“写”控制信号配合，输出列控制信号。LED显示采用动态扫描方式实现，控制电路部分由4片74HC138和2片74HC595传输信号，传输出来的信号通过74HC595输出，再通过编译最终达到依次显示汉字的目的。系统整体电路如图3.1所示：图3.1 整体电路 本设计一般使用的是开关电源，220V输入，5V直流输出。需要指出，由于LED显示屏幕属于精密电子设备，所以要采用开关电源4，不能采用变压器。对于1个单红色户内64*32的单元板，全亮的时候，电流为2A。选用的是条屏控制卡，可以控制1/16扫的64*32个点的单色屏幕，可以组装出最有成本优势的LED屏幕。该控制卡属于异步卡，就是说，该卡可以断电保存信息，不需要连接
