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1、1616LED点阵广告屏课程设计doc19页精美版东北石油大学课程设计任务书课程单片机课程设计题目16*16LED点阵广告屏专业姓名学号一、任务二、设计要求三、参照资料刘国钧，陈绍业，王凤翥.图书室目录M.北京：高等教育第一版社，1957.15-18.刘润华,刘立山.模拟电子技术J.山东:石油大学第一版社,2003.苏成富.彩灯控制器J.北京:电机电器技术,2000，（01）.祝富林.音乐彩灯电路CS9482J.北京:电子世界,1995，（12）.彭介华.电子技术课程设计指导J.北京:高等教育第一版社,1997.达成限期至指导教师专业负责人2012年3月17日目录第1章绪论LED显示屏是利用发
2、光二极管点阵模块或像素单元构成的平面式显示屏幕。它拥有发光效率高、使用寿命长、组态灵巧、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等长处。并宽泛的应用于公交汽车，码头，商铺，学校和银行等公共场合的信息公布和广告宣传。LED显示屏经历了从单色，双色图文显示屏到此刻的全彩色视频显示屏的发展过程，自20世纪八十年月开始，LED显示屏的应用领域已经遍及交通、电信、教育、证券、广告宣传等各方面。1.1LED点阵显示屏概括LED点阵显示屏的构成型式有多种，此中典型的有两种。一种把所需展现的广告信息烧写固化到EPROM芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机内设置了字库、程序库，拥有程序编制能
3、力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。当前，国内的LED点阵显示屏大多数是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花式较单调。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的EPROM芯片内，当需要改换显示内容时就特别困难，这样使该种类的显示屏使用范围遇到了限制。国内的另一种LED显示屏可编程序型LED显示屏，固然增添了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花式都有所增添，但也存在着改换显示内容不便的弊端。跟着社会经济的快速发展，此刻的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息改换速度快等特色。所以传统的LED显示屏控制系统已经愈来愈不可以知足现代广告宣传业的需要。而利用PC机通讯技术
4、控制LED显示屏，则拥有显示内容丰富，信息改换灵巧等长处。1.2LED显示屏控制技术状况显示屏的控制系统包含输入接口电路、信号控制、变换和数字化办理电路及输出接口电路等，波及的详细技术好多，其重点技术包含串行传输与并行传输技术、动向扫描与静态锁存技术、自动检测及远程控制技术等。串行传输与并行传输技术LED显示屏的数据传输方式主要有串行和并行两种。日前广泛采纳串行控制技术，显示屏每个单元内部的不一样驱动电路和各级联单元之间，每个时钟仅传递一位数据。采纳这类方式的驱动IC种类许多，不一样显示单元之间的联线较少，可减少显示单元的数据传输驱动元件，进而提升整个系统的靠谱性和性价比，详细工程实现也较为简
5、单。动向扫描与静态锁存技术LED显示屏控制系统实现显示信息的刷新技术有动向扫描和静态锁存两种方式。一般室内显示屏多采纳动向扫描技术，即一行发光二极管共用一行驱动寄存器，依据共用一行驱动存放器的发光二极管像素数量，分为1/4,1/16扫描等。室外显示屏基本上采纳静态锁存技术，即每一个发光一极管都对应有一个驱动寄存器，无需时分工作，进而保证了每一个发光一极管的亮度占空比为100%。动向扫描法能够大大减少控制器的I/O口，所以应用较广。自动检测及远程控制技术LED显示屏的构成复杂，特别是室外显示屏，供电、环境亮度、环境温度条件等都直接影响显示屏的正常运转。在LED显示屏的控制系统中，因依据需要对温度
6、、亮度、电源等进行自动检测控制，也可依据需要，远程实现对显示屏的亮度、色度调理、图像水平易垂直地点的调理以及工作方式的变换等。1.3本设计任务此刻市场上各种鉴于LED的显示屏许多，但大多数产品为单调模式的LED显示屏，其在显示内容的改换及显示屏的重组等方面都存在不便之处。但跟着信息化社会的快速发展，LED显示屏正在向显示内容丰富、信息改正方便等方面发展。所以制作一款多功能的LED广告显示屏是特别存心义地。本研究即以AT89C51单片机为核心，采纳串行传输、动向扫描技术，制作一款拥有PC机通讯功能的，模块化LED多功能显示屏。第2章整体方案论证与设计本系统采纳单片机AT89C51为LED显示屏的
7、控制核心，系统主要包含LED驱动模块、数据储存模块、PC机通讯模块等。下边对各模块的设计逐个进行论证比较。2.1LED驱动模块方案一：采纳静态锁存方式，将每一个LED发光管的一端接至单片机的一个I/O口，另一端经过电阻接电源。这类方法能够直接驱动LED，原理简单，驱动能力强，LED的亮度也能够经过限流电阻调理，特别方便，但此种方法太浪费单片机的I/O口，只合适于较小的系统。方案二：采纳动向扫描方式，经过三极管驱动并联在一同的LED发光管的一端(共阴或共2端)，LED发光管的另一脚接通用I/O口，控制其亮灭。该方法能驱动许多的LED，控制方式较灵巧，并且节俭单片机的资源。比较以上两种方案，系统设
8、计中采纳方案二。2.2数据储存模块方案一：采纳静态RAM储存显示屏的显示内容，静态数据储存器拥有储存容量大，传输速度快等长处。但其储存的数据掉电后会消失，所以不适适用于储存长时间不变的数据。方案二：采纳ROM芯片储存LED显示屏要显示的信息，采纳ROM芯片能够长时间的储存信息，并且掉电数据不丢掉，此种方式合适于储存不变的数据。方案三：采纳串行EEPROM（如24C256等）储存LED显示屏要显示的信息。串行EEPROM技术是一种非易失性储存技术，它几乎拥有全部种类储存器的长处：不挥发性、可更新性、高密度、低功耗和高性价比，特别合适应用于各种工业测控系统。它战胜了常用的2816、2817、286
9、4等并行EEPROM器件价钱高、体积大、靠谱性低（这些器件如不采纳举措，在上电、下电经常会丢掉数据）等不足，在速度要求不是很高的状况下，该器件是最理想的选择。比较以上三种方案，方案三有显然的长处，所以选者方案三。2.3整体硬件构成框图LED显示模块驱动模块PC机通讯串行AT89C51MAX232EEPROM电平变换图2-1整体硬件构成框图系统框图如图2-1所示，系统主要由三大模块构成即LED驱动模块、数据储存模块、PC机通讯模块。第3章系统硬件设计为使该模块化LED显示屏控制系统拥有更为方便和灵巧性，我们对系统的硬件做了精心设计。硬件电路包含LED驱动模块、数据储存模块、PC机通讯模块等三大模
10、块。3.1LED驱动模块的硬件设计LED驱动模块是LED显示屏设计的重点部分，驱动电路设计的利害直接关系到LED显示屏的亮度、稳固度等重要指标。本次设计中LED的驱动是采纳三极管和74LS154实现的。74LS154芯片介绍74LS154是一个416译码器，其真值表如图3-1所示。图3-174LS154的真值表驱动电路的设计此系统中驱动电路是由74LS154和三极管构成的，原理图如图3-1-2所示。J?40VCCP0.020GNDP0.131/EAP0.219P0.3XTAL1P0.4P0.518P0.6XTAL2P0.79RESET8P2.0P2.1129C5P3.2(/INT0)113P2
11、.2P3.3(/INT1)P2.314P3.4(T0)P2.415P3.5(T1)P2.51P2.6P1.0P2.72P1.13P1.2P3.7(/RD)4P1.3P3.6(/WR)5P1.4/PSEN6P1.5ALE7P1.6P3.1(TXD)8P1.7P3.0(RXD)89C51D123OUT0A22OUT1B21OUT2C20OUT3D18OUT4OUT57G1P1.4_G2A19OUT64LG2OUT7S15OUT84OUT9OUT10OUT1124OUT12VCCOUT13VCC12OUT14OUT15GND74LS1543938373635343332212223242526272
12、81716293011101 1234567890134567R1R24.7KR34.7KR44.7KR54.7KR64.7KR74.7KR84.7KR94.7KR104.7KR114.7KR124.7KR134.7KR144.7KR154.7KR164.7K4.7KA1A2A3A4LED8*8A5A6A7A8B1B2B3B4B5B6B7B8VCCQ?NPNVCCQ?NPN图3-2LED驱动电路原理图如图3-2LED的行扫描端接到单片机89C51的P0口，列扫描端接置三极管的发射极。列扫描端（B1B8）用于LED的数据扫描，经过74LS154的译码和三极管的驱动，使LED发光。（A1A8）经过
13、P0口为LED的显示给出相应的数据。3.2数据储存电路设计数据储存电路由串行EEPROM24C256构成。24C256是美国CATALYST企业出品的一个1-256K位的支持I2C总线数据传递协议的串行CMOSE2PROM，可用电擦除，可编程自准时写周期（包含自动擦除时间不超出10ms典型时间为5ms）的串行E2PROM。该芯片有两种写入方式，一种是字节写入方式，还有另一种页写入方式。同意在一个写周期内同时对1个字节到一页的若干字节的编程写入。24C256的引脚摆列及引脚功能描绘如图3-3和表3-1图3-324C256的引脚摆列图表3-1引脚功能描绘指令代码指令代码ReadROM(读ROM)33HWriteScratchpad(写暂存储存器)4EHMatchROM(般配ROM)5
