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1、编号： 单片机系统实训 (论文)说明书题 目： LED点阵模块控制器 院 （系）： 信息与通信学院 专 业： 电子信息工程 学生姓名： 学 号： 指导教师： 2011 年 12 月 30 日1摘 要LED 是发光二极管 Light Emitting Diode 的英文缩写, 是一种能够将电能转化为 可见光的半导体。LED 点阵是由发光二极管排列组成的显示器件, 在我们日常生活的电 器中随处可见，极为普通也广为人知。特别是它的发光类型属于冷光源，效率及发热量 是普通发光器件难以比拟的，它采用低电压扫描驱动，具有： 耗电少、使用寿命长、 成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品、可靠耐用
2、、应用灵活、安全、 响应时间短、绿色环保、控制灵活种等特点。目前 LED 显示屏作为新一代的信息传播媒 体，已经成为城市信息现代化建设的标志。随着社会经济的不断进步，以及 LED 显示技 术的不断完善，人们对 LED 显示屏的认识将越来越深入，其应用领域将会越来越广。 本文设计一个 16*16 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。整个系统显示的图像与汉字具有左移、右移、上移、下移功能。关键词：LED 点阵控制器；89S52；16 扫 Abstract LED Light Emitting Diode
3、 Light Emitting Diode is the English abbreviation is an electrical energy into visible light can be a semiconductor. LED dot matrix is composed of light-emitting diode array display devices, the appliances in our daily life everywhere, it is common are also well known. In particular, it belongs to t
4、he type of light-emitting cold light source, efficiency, and heat an ordinary light-emitting devices is difficult to match, it uses low-voltage scan driver with: low power consumption, long life, low cost, high brightness, fault less large angle, visual distance specification products, reliable and
5、durable, application flexibility, security, response time is short, green environmental protection, control and flexible kinds of characteristics. Present LED display as a new generation of information and communication media, has become a symbol of the modernization of city information. As social a
6、nd economic advances, as well as LED display technology continues to improve, 3 peoples understanding of the LED display will be more in-depth, its applications will become more widely. This design of a 16 * 64 Dot Matrix module controller, according to the standard control interface of the 08 requi
7、rements of the common market can drive 16 scan monochrome display, display Chinese characters, English, Arabic, and other information. Throughout the system provides a wide external expansion, including clock, temperature and humidity, brightness and other conventional dot matrix controller module.
8、Keywords: LED dot matrix controller; 89S52; 16 sweep;19目 录引言21 系统硬件介绍21.1硬件主控芯片概述及功能介绍21.1.1 AT89S52特性31.1.2LPC2132功能结构31.2.1LED点阵屏设计4一、LED点阵屏介绍4二、LED显示方式4三、点阵的移动71.2.2驱动模块112 系统软件流程图132.1.1按键主程序处理132.1.2按键的中断处理143 硬件制作与调试153.1 系统PCB板的设计153.3 软件及联机调试164 实训心得体会17谢 辞18参考文献19附 录20引言 自 20 世纪 80 年代后期开始，随
9、着 LED 制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的 应用。在我国改革开放之后，提别是进入 90 年代国民经济的高速增长，对公众场合发 布信息的需求日益强烈。 而 LED 显示屏作为信息传播的一种重要手段，已经成为城市信息现代化建设的标 志,LED 显示屏随着社会经济的不断进步，以及 LED 制造技术的完善，人们对 LED 显示 屏的认识将会越来越深入， 其应用领域将会越来越广； LED 显示屏经多年的开发、 研制、 生产，其技术目前已经成熟。 现在各种广告牌不再是白底黑字了，也不再是单一的非电产品，而是用上了丰富多 彩的 LED 电子产品，为城市的增添了一道靓丽的风景。而且它采用低电压扫描驱动
10、，具 有耗电少、使用寿命长、成本低、发光效率高、故障少、视角大、可视距离远、可靠耐 用、组态灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活、色彩丰富以及对室内外环境 4 适应能力强等特点。近年来 LED 显示屏市场得到了迅猛的发展，已经广泛应用到银行、 邮电、税务、机场、车站、证券市场及其它交易市场、医院、电力、海关、体育场等需 要进行多种公告、宣传的场合。 因此，学习 LED 系统原理与工程技术很有必要。汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（如1616 点阵），将点阵文件存入ROM，形成新的汉字编码；而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语句，再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显
11、示。不论显示图形还是文字，都是控制与组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的LED器件发光。通常事先把需要显示的图形文字转换成点阵图形，在按照显示控制的要求以一定的格式形成显示数据。对于只控制通断的图文显示屏来说，每个LED发光器件占据数据中的1位（1bit），在需要该LE D器件发光的数据中相应的位填1，否则填0。当然，根据控制电路的安排，相反的定义同样时可行的。这样依照所需显示的图形文字，按显示屏的各行各列逐点填写显示数据，就可以构成一个显示数据文件。显示图形的数据文件，其格式相对自由，只要能够满足显示控制的要求即可。文字的点阵格式比较规范，可以采用现行计算机通用的字库字模。组成一个字的
12、点阵，其大小也可以有1616、2424、3232、4848等不同规格。1 系统硬件介绍1.1硬件主控芯片概述及功能介绍 LED点阵总体框图如图1.1所示，点阵电路大体上可以分成微机本身的硬件、显示驱动电路、控制信号电路三部分。控制电路部分包括一个51CUP和一些外围电路。在整个电路当中此控制电路部分相当于一个上位机，它负责控制整个电路以及相应的程序的运行、与PC机的串行通讯、以及给屏体电路部分发送命令。点阵显示屏体、以及它的行和列的各个驱动电路。由于两部分的电路在制板时可以放到一起，所以可以将其字库放到控制电路部分使用串行通讯方式来与屏体电路部分进行数据和命令的传送。此显示电路采用扫描方式进行
13、显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。由行译码器给出的行选通信号，从第一行开始，按顺序依次对各行进行扫描(把该行与电源的一端接通)。另一方而，根据各列锁存的数据，确定相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。接通的列，就在该行该列点燃相应的LED；未接通的列所对应的LED熄灭。可通过扫描输出口的控制实现颜色的转换。图1.1 点阵显示的总体框图1.1.1 AT89S52特性AT89S52是一种低功耗、高性能的CMOS工艺的8位单片机。它带有8KB的可在线编程的 Flash 存储器，该单片机采用了ATMEL公司的高密度、非易失性存储器技术，与工业上标准型80C51单片机的指令
14、系统及引脚完全兼容；片内的Flash 存储器可在线重新编程，或使用通用的非易失性存储器编程器；通用的8位CPU与在线可编程Flash集成在一块芯片上，从而使AT89S52功能更加完善，应用更加灵活；具有较高的性能价格比，使其在嵌入式控制系统中有着广泛的应用前景。1.1.2LPC2132功能结构单片机（Microcontroller，又称微处理器）是在一块硅片上集成了各种部件的微型机，这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。1.2.1LED点阵屏设计一、LED点阵屏介绍88单色点阵共需要64个发光二极管组成，且每个二极管是放置在行线与
15、列线的叉点上。本设计是一种实用的汉字显示屏的制作，制作的是双色点阵。考虑到元器件的易购性，没有使用88的点阵发光二极管模块，而是直接使用了256个高亮度发光管，组成了16行16列的发光点阵。实际使用时可以根据这个原理自行扩充显示的字数。对比下面的88单色点阵和88双色点阵可以看出，其实88双色点阵就是两块88单色点阵组合在一起的。要实现用两种颜色显示，只要在电路的设计中适当的连线就可以了。 88单色和双色点阵LED结构分别如下图1.3和1.4所示。 图1.2 88点阵外观及引脚图 图1.3 88单色点阵内部图 图1.4 88双色点阵内部图二、LED显示方式汉字显示屏用于显示汉字、字符及图像信息，在公共汽车、银行、医院及户外广告等地方都有广泛的应用。下面是简单的汉字显示屏的制作
