《874380909基于单片机的16×16点阵LED电子显示屏的设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《874380909基于单片机的16×16点阵LED电子显示屏的设计（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、浙江林学院天目学院本科生毕业设计（论文）本 科 生 毕 业 设 计（论文）（2010届）工程技术系题 目：1616点阵 LED电子显示屏的设计学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 职称： 讲师 职称： 2010 年 5 月 12 日1616点阵LED电子显示屏的设计摘要：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。本课题以单片机为控制核心，通过8x8 LED电子显示屏及相关的外围电路，设计制作了一个16x16 点阵LED电子显示屏。本文介绍了基于AT89C51单片机点阵显示屏的设计方案，阐述了1616点阵LED显示屏的设计原理与思路，详细叙述了系
2、统硬件、软件设计的具体实现过程。论文重点阐述了显示模块及相关驱动模块等的模块化设计思路与制作方法。软件部分同样也采用模块化的设计思想，包括中断模块、显示模块，并采用简单流通性强的C语言编程实现。系统能实现清晰的图文伴随跑马形式移入移出显示等功能。在实际设计调试过程中，通过肉眼观察该显示屏显示的图文是否稳定、清晰无串扰，查找造成图文不清晰的根源，确定调整方案，尽可能的使显示图文与要求相符合。关键词：AT89C51；单片机；LED显示屏 Design of digital 1616 dot matrix LED electronic display screenAbstract: LED elec
3、tronic display screens, which are applied more and more widely, have been generally accepted by the whole society as an important propagandistic platform. In this work, a digital 1616 dot matrix LED electronic display screen was designed and made from a 8x8 LED electronic display screen and the rela
4、ted peripheral circuits, with a microcontroller as the controlling core.This thesis introduces the design of a dot matrix display based on AT89C51 microcontroller, describing the design ideas of 1616 dot matrix LED display, and expounding the realization process of system hardware and software desig
5、n in detail. This thesis focuses on the design ideas and making of modularization of display module and related driving modules. Software design including interrupt module and display module is also the idea of modularization, and it comes true by the application of a simple and popular C language p
6、rogramming. System can achieve the function of a clear graphic with Happy Valley with moving-out and moving-in display. During the actual design and debugging process, they observe the stability of the pictures on the scream through eyes, and find if they are clear without any interference, and work
7、 out the reasons why the pictures are not clear, then adjust the plan and make the pictures match to the requirements as much as possible. Key words: AT89C51; microcontroller; LED electronic display screen目录摘要(II) Abstract.()1 引 言(1)1.1 课题的背景(1)1.2 研究目的和意义(1)1.3 论文研究内容与结构安排(1)2 系统方案论证与选择(3)2.1 方案论证(
8、3)2.2 各模块方案选择与论证(4)2.2.1 单片机控制模块(4)2.2.2 时钟信号电路(4)2.2.3 显示模块(5)2.2.4 显示模块(5)2.2.5 驱动模块(5)3 系统硬件电路设计与实现(6)3.1 硬件电路设计(6)3.2 各单元电路说明(6)3.2.1 单片机主控制模块的设计(6)3.2.2 1616点阵LED显示模块设计(8)3.2.3 驱动模块(11)4 系统软件设计(15)4.1 点阵显示原理(15) 4.1.1 1616点阵LED基本显示原理(15)4.1.2 1616点阵LED显示屏上滚屏显示原理(15)4.1.3 1616点阵LED显示屏左跑马显示原理(16)
9、4.2 主程序设计(17) 4.2.1 中断原理(17)4.2.2 系统驱动(18)4.2.3 系统主程序(19)5 系统调试及结果分析(20)5.1 系统调试(20)5.1.1 硬件测试(20)5.1.2 软件测试(21)5.2 结果分析(21)6 总结与展望(22)6.1 总结(22)6.2 展望(22)致谢(23)参考文献(24)附录(25)271 引 言1.1 课题的背景随着显示器件与技术的进一步发展，屏幕显示系统在国民经济中得到了广泛的应用，LED显示屏是信息显示的重要传媒之一。LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的显示屏幕。伴随着计算机技术的发展，使得LED数码管能够
10、在减少驱动器的情况下能够直接被驱动。而且它具有可靠性高、使用寿命长、性能价格比高、使用成本低、环境适应能力强等特点，所以一直在平板显示领域扮演着重要的角色，并且在今后相当长的一段时期内还有相当大的发展空间。所以被广泛应用于金融市场、医院、体育场馆、机场、码头、车站、高速公路等公共场所的信息显示和广告宣传。近几年来我国LED显示的相关技术也取得了较快和较大的发展，早期时曾因LED材料器件的限制，LED显示屏的应用领域没有广泛展开，另一方面，显示屏控制技术基本上是通信控制方式，客观上影响了显示效果。所以导致早期的LED显示屏在国内很少，产品以红、绿双基色为主，控制方式为通信控制，灰度等级为单点四级
11、调灰，产品的成本比较高。后来LED显示屏迅速发展，进入九十年代，全球信息产业高速增长，信息技术各个领域不断突破，LED显示屏在LED材料和控制技术方面也不断出现新的成果。蓝色LED镜片研制成功，全彩色LED显示屏进入市场;电子计算机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏的动态显示效果大大提高。这个阶段，LED显示屏在我国发展迅速，LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。今天，LED显示屏应用领域更为广阔，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4。1.2 研究目的和意义该设计课题使我们能够掌握LED显示屏的基本显示
12、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，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。并且通过该设计课题掌握了51单片机软硬件开发工具的使用方法，为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。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，此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。1.3 论文研究内容与结构安排本文首先介绍本设计的相关概念以及目前发展的
13、状况，然后是设计的方案选择与论证，接下来，具体介绍了硬件电路组成模块与系统软件的设计。最后介绍了系统的调试以及设计可扩展性。本文研究的内容如下： 单片机控制模块：采用89C51或其他系列单片机作为控制核心，其它相关的外围电路构成本系统的模块； 时钟信号电路：采用普通晶体时钟源，其中晶体用12MHZ的石英晶振； 复位电路：采用上电复位； 显示模块：显示稳定的图文等信息； 驱动模块：采用74LS154、74HC595作为点阵LED显示屏的行列驱动器，对点阵行列进行驱动；根据上述的研究内容，论文的结构安排如下：第二章主要阐述系统方案的选择与论证，根据系统要实现的主要功能，把整个系统分为电源模块、时钟
14、信号电路、复位电路、驱动模块、单片机控制模块、显示模块等，并分别对各模块方案进行了选择与论证；第三章主要阐述系统硬件电路设计与实现，主要介绍了个硬件电路的设计，并对各单元电路进行说明，主要是对各单元电路的主要元件的结构概念、引脚功能以及特点进行说明。第四章主要阐述的是系统软件设计，主要是对主程序的结构图和时间的流程图进行说明。第五章阐述的是系统调试及结果分析，主要是对硬件和软件进行测试并把遇到的问题和解决方法进行说明，并对设计过程中的主要注意事项进行说明。第六章阐述的是总结和展望，主要阐述本人在设计过程中的一些体会和对这个设计将来的一些展望。2 系统方案论证与选择2.1 方案论证从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制这些组成图形或文字的各个点所在位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。1616的点阵共有256个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，1616的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很大，因为仅仅是1616的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大的多，这样在锁存器上花的成本将是一个很大的数字。因此采用另一种称为动态扫描的显示方法。动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路
