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1、基于单片机控制动态扫描文字显示系统的设计摘要：随着社会文化的不断发展，LED显示系统扮演着越来越重要的宣传角色，不论是汽车站，火车站，股市交易市场，还是学校都离不开它，然而传统的霓虹灯广告牌不论是在显示效果、耗电量还是可修改性上都无法满足当前社会的需求，传统的霓虹灯广告亟待改进本文介绍了基于AT89S52单片机控制的8x32 LED点阵动态扫描文字显示的设计过程。首先本文对LED点阵模块显示器原理做了介绍，同时分析了动态扫描文字显示系统的工作原理，然后对AT89S52单片机做了简要介绍。经过分析,设计出能实现动态扫描文字显示系统的硬件原理图和软件流程图。最后利用Proteus仿真软件对该系统进
2、行仿真，达到了预期效果。关键词：单片机；点阵；LED显示屏；ProteusA Design of Dynamic Scanning Text Display System Abstract:With the continuous development of social culture, LED display systems play an increasingly important role in advocacy, whether bus, train stations, stock market, or the school can not do without it, but t
3、he traditional neon signs, whether in Display, or can modify the nature of the power can not meet the current needs of the community to be desired conventional neon.This paper introduces the design procedure of a dynamic scanning text display system of 8x32 LED dot matrix based on AT89S52 MCU contro
4、l. Firstly this paper introduces the LED dot matrix modules, and analysis the working principle of the dynamic scanning text display system. And then this paper briefly introduces AT89S52 MCU. After analysis, this paper give out the dynamic scanning text display systems hardware and software. Finall
5、y, using the Proteus simulation software to simulate for the system, and achieved the desired effect.Keyword: MCU , dot matrix , LED , Proteus目 录1 引言11.1 国内外研究状况11.2 本课题的主要内容、要求及说明书安排22 系统结构及硬件电路设计42.1 系统的结构框图及工作原理42.2 电源管理模块42.3 单片机模块52.3.1 单片机技术简介52.3.2 AT89S52单片机最小系统62.4 LED点阵显示模块72.4.1 LED点阵显示屏研
6、究背景82.4.2 LED点阵显示屏概述92.5 LED点阵驱动模块102.5.1 LED显示屏控制技术102.5.2 行扫描驱动112.5.3 列扫描驱动122.5.4 扫描显示工作过程143 软件设计163.1 Keil技术简介163.2 主程序流程173.3 端口初始化程序设计203.4 显示RAM初始化子程序设计203.5 显示子程序设计213.6 显示移动程序设计234 软件仿真244.1 Proteus技术简介244.2 Proteus 7.5 SP3 简介244.3 仿真流程254.3.1 添加元件到元件列表中254.3.2 放置元件274.3.3 连线274.3.4 添加仿真文
7、件284.3.5 仿真29结论31附录A32参 考 文 献37致 谢39第 II 页 共 II 页1 引言1.1 国内外研究状况现代信息显示技术的发展，形成了CRT、LCD、PDP、LED、EL、DLP等系列的信息显示产品。纵观各类显示产品的发展，14英寸以下是LCD占主导地位，14英寸-32英寸是以CRT为主导，40英寸-70英寸甚至100英寸将是PDP的市场，100英寸以上，无论是室内还是室外，LED显示屏以绝对的优势成为主流产品1。我国经济发展迅猛，对信息传播有越来越高的要求.可以相信，LED电子显示屏以其色彩鲜亮夺目、大的显示信息量、寿命长、耗电量小、重量轻、空间尺寸小、稳定性高、易于
8、操作、安装和维护等特点，将在社会经济发展中扮演越来越重要的角色2。LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；其不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点3。从应用角度上看，LED的主要市场在于照明、显示和背光源。与照明与背光源相比，LED显示方面的应用市场已经基本成熟，国内外研究状况与水平大致相似，目前由于LED显示屏造价昂贵，主要应用于比较高档的场所，主要集中在城市的繁华场所，作为多媒体广告的一部分。但双色LED显示屏主要应用于交通、高速公路，银行、证券交易等金融场所4。对于安装在户外的LED广告牌，首页需要注意的就是结构的设计。安装结构应该考
9、虑到：抗风、抗震、承载等主要因素；其次是屏体的形状、结构、外装饰设计应该和所依附的建筑或环境相协调；再者，就是考虑当地的环境因素，比如空气湿度、空气盐碱含量等5。LED显示屏采用了低电压扫描驱动，具有视角大、可视距离远、防水、规格品种多等优点，可以满足不同应用场景的需求，其应用涉及社会经济的许多领域，主要有以下几个方面：1、道路交通信息显示。LED显示是道路交通诱导系统主要发布载体，显示手段传统上以LED和CRT为主，近年来发展迅速，系统与客运自动化系统联网，表现出优良的智能化水平；道路交通诱导系统正在迅速兴起，处于发展和完善过程中，由于道路交通的环境特点，LED显示成为主要的信息显示手段6。
10、2、广告媒体新产品。除单一大型户内、户外显示屏作为广告媒体外，国内城市出现了集群LED显示屏广告系统；商业大厦LED显示屏广告发布系统也已在全国中大城市主要地方得到采用并正在推广7。 3、证券交易、金融信息显示。这一领域的LED显示屏占到前几年国内LED显示屏需求量的50%以上，目前仍为LED显示屏的主要需求行业，全国上万家证券、金融营业机构广泛使用了LED显示屏。 4、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。遍布全国的服务领域均有国产LED显示屏在信息显示方面发挥作用。5、机场航班、汽车站动态信息显示与港口车站旅客引导信息显示8。6、展览和租赁。在许多展览会，LED显示大屏幕
11、作为展览组织者提供的重要服务内容之一向参展商提供有偿服务，国外还有一些较大的LED大屏幕的专业性租赁公司，也有规模较大的制造商提供租赁服务9。7、学校和医院。在高等院校应用LED显示屏作为现代化教育工具，用做学校信息宣传工具；在医院主要用来宣传药品价格和健康知识。LED广告牌广泛涉及了计算机及电子技术中的电源技术、单片机技术、数据通讯技术、显示技术、存储技术、系统软件技术、接口及驱动等技术。易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。它的控制系统均是基于嵌入式微处理器开发，所以单片机在其中也占有一席之地10。1.2 本课题的主要内容、要求及说明书安排1.2.1 主要内容、要求研究基于
12、单片机控制动态扫描文字显示系统的工作原理，选用合适的单片机控制LED点阵模块显示器，运用动态扫描的原理和特点，设计相应的硬件电路，并配合相应的软件编程，使用Proteus仿真软件和伟福仿真软件，实现动态扫描文字显示。工作内容：（1） 掌握LED文字显示系统的工作原理；（2） 掌握一种单片机应用，如AT89S52；（3） 掌握Keil程序设计软件；（4） 掌握Proteus仿真软件。工作要求：（1） 设计相应的硬件电路；（2） 编写相应的软件程序；（3） 使用Proteus仿真软件，实现动态扫描文字显示；1.2.2 说明书安排本文详细介绍了一种8x32的点阵LED文字显示屏系统的设计。共分为五章
13、，内容安排如下：第一章：介绍了研究背景及利用到的主要技术。第二章：概括介绍了系统结构和工作原理，同时具体介绍了系统的硬件设计，详细介绍了整个系统的各个模块的电路设计、器件选型及理由。第三章：具体介绍了单片机程序的设计。第四章：具体介绍了如何利用Proteus进行系统仿真。第五章：总结了本次毕业设计取得的成果和心得2 系统结构及硬件电路设计2.1 系统的结构框图及工作原理AT89S52最小系统驱动模块电源模块显示模块图2.1 系统结构框图本系统采用单片机AT89S52为LED显示屏的控制核心，系统主要由四个模块：电源模块、AT89S52最小系统、LED驱动模块、LED点阵显示模块构成:1、电源模
14、块作为整个系统的各个模块提供稳定的电源。2、AT89S52最小系统作为控制系统，控制着整个系统的功能实现。3、LED驱动模块为LED点阵显示模块提供驱动和以及与单片机的控制接口。4、LED点阵显示模块用来显示文字效果。2.2 电源管理模块本系统中芯片的工作电压有5V。可以利用外部9V电池然后利用7805进行电压调整获得5V稳定电压值。7805为3 端正稳压电路，提供固定的输出电压，应用范围广。内含过流、过热和过载保护电路。带散热片时，输出电流可达1A。虽然是固定稳压电路，但使用外接元件，可获得不同的电压和电流。其主要特点如下：l 输出电流可达1A l 输出电压有：5V l 过热保护 l 短路保
15、护 l 输出晶体管SOA 保护l 其TO-220封装结构如图2.2所示 图2.2 7805封装结构图图2.3 5V电源模块图在图2.3中，D1为电源指示灯，用以指示电源正常工作。图中C1电源滤波电容，稳定电源电压，亦为抗冲击电容，防止上电时产生的冲击电压过大而影响后续电路。C2为去耦电容，防止干扰信号返回电源影响其正常。2.3 单片机模块2.3.1 单片机技术简介单片机简称单片微型计算机，是典型的嵌入式微控制器（Microcontroller Unit），常用英文字母的缩写MCU表示单片机，它最早是被用在工业控制领域。单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统，
