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1、 基于单片机滚动字幕设计专业：电子信息科学与技术班级：2006级1班姓名：贺莹沈阳大学毕业设计（论文）目 录引 言31 LED显示屏系统原理61.1 LED器件的工作原理61.2 基于LED显示屏的大屏幕显示系统的组成81.3 简易LED显示屏系统的硬件组成111.4 简易LED系统的软件系统122 系统硬件设计142.1 整体设计分析142.2 处理器选取原理及功能介绍152.3 行驱动电路设计202.4 列驱动电路设计212.5 数据存储器接口设计262.6 串行接口电路273 系统软件设计303.1 上位机系统软件设计303.2 下位机系统软件设计323.3 特效显示程序设计343.4.
2、 汉字提取程序设计384 系统调试404.1 硬件调试404.2 软件调试41结 论44致 谢45参考文献46附录1系统实物图48附录2硬件电路图49附录3 程序代码50摘 要伴随着当今高度发展的信息时代，传统的移动车库门显示屏控制系统已经不能满足人们对信息显示的需要。当今涉及电子电路、集成电路、信息图象处理、信息传输及电子产品安装工程等相关技术的LED显示屏在信息领域显得尤为活跃，在各行业的应用和普及方面也取的了长足的进步。设计基于AT89S51单片机的简易LED显示屏。该显示屏系统采用PC机加单片机组成的上下位机方式。其中PC机用于更新信息数据，单片机用于控制硬件扫描及显示电路，上下位机之
3、间采用RS-232通信标准。系统软件是由用C+ Builder 编写的上位PC控制及通信软件和C语言编写的显示屏控制软件两部分组成。硬件处理器选用AT89S51。LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面显示屏幕。它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。LED显示屏发展较快，被广泛的用于公交汽车、商店、体育场馆、车站、学校、银行、高速公路等公共场所的信息发布和广告宣传。本文讲述了基于AT89C51单片机16X64LED汉字点阵滚动显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编写与调试、protel软件等基本环节和相关技术。关键词：单片机；点阵；显示
4、屏；数据；控制；AbstractWith todays highly developed information, traditional mobile garage door screen control system can not meet the needs of the people on the information display. Today LED display which involves electronic circuit, integrated circuit, information, image processing, information transmis
5、sion and electronic products and other related technologies, installation has particularly acted in the field of information in the application and popularization of various industries and also taken great strides. This paper designs a simple LED-based display AT89S51 microcontroller. The display sy
6、stem is composed of PC, plus the Upper and Lower MCU mode. PC, which used to update the information data, microcontroller used to control the hardware scan and display circuit, between the upper and lower computer using RS-232 communication standard. System software is written using C + + Builder th
7、e upper PC control and communication software and C language written display control software. Hardware processor selects AT89S51. LED dot matrix display is flat display screen which is use light-emitting diode pixel module or modules. It has high light, long life, flexible configuration, color-rich
8、 and strong adaptability indoor and outdoor environment. LED display develops rapidly so is widely used in public transport vehicles, shops, stadiums, railway stations, schools, banks, highways and other public places, information publishing and advertising. This paper describes the characters such
9、as display principle, the hardware composition and design, programming and debugging, protel softwares basic parts and related technologies which bases on AT89C51 microcontroller 16X64LED scrolling dot-matrix.Keywords: SCM；lattice；screen；data；control引 言电子显示屏是以发光二极管为显示材料，结合计算机控制技术与图像处理技术的高亮度显示设备。发光二极
10、管简称LED（Light Emitting diode），是利用半导体P-N结电致发光原理产生红、绿、蓝等颜色。LED具有高亮度、色彩鲜艳、稳定性好、功耗低、发光效率高、无污染、寿命长等优点。被誉为“照亮未来的技术”的LED，渐渐走近了我们的日常生活，并将推动显示器领域发生一次革命性巨变。LED显示器技术的发展速度超出了专家的预测，作为一个新兴产业，10年内，LED显示器有望达到30亿美元的产值。液晶显示器也将和CRT显示器一样，退出主流舞台！LED电子显示屏作为继电视、广播、报纸、杂志之后的“第五大媒体”，且因为它与电视墙、等离子显示器、磁翻板、霓虹灯等媒介相比具有上述优点，而广泛应用于各类
11、场所。早期的LED只有红色或绿色，因此只有单色或双基色。1993年，日本日亚化学工业株式会社（NICHIA）开发出了蓝色高亮度发光二极管，从此显示屏开始进入全彩色时代。中国LED领域的技术创新仍较薄弱。发光材料制造和发光芯片制造是发展LED产业必须掌握的两大核心技术，但在这方面，国外巨头优势明显。核心专利基本掌握在外国几大公司，如CREE、欧司朗等手中，我国LED外延和芯片制造的关键设备依赖进口，这将成为制约我国半导体照明产业发展的软肋，影响自主品牌的市场竞争力。同时中国LED照明企业仍处于数量多、规模小的状态中，出现了低水平重复建设。总体来说，中国LED产业的发展瓶颈依旧无法回避。核心技术缺
12、乏，标准不够完善，成本偏高是主要发展瓶颈。由于LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。因此，LED显示屏具有非常强大的市场空间和前景，现在国内外很多公司也在大力研发和生产LED显示屏。随着信息化社会的形成，信息领域愈加广泛，LED显示屏应用前景更为广阔。LED显示屏产业自90年代以来，在规模迅速发展的同时，产品技术也推陈出新，一直保持了在该领域内比较先进的水平。早在90年代初，国产的LED显示屏就具备了成熟的16级灰度、256色视频控制技术和无线遥控等代表了当时的国际
13、先进水平的技术。近几年，在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无线控制、多级群控技术等方面，国内企业均拥有了居行业先进技术水平的产品。这些产品被广泛应用于交通警车、汽车、车站、码头、体育、广告、银行、证券、商场、邮政电讯、机关单位等领域，另外，大型或超大型LED显示屏为主流产品的局面将会发生改变，适合于服务行业特点和专业性要求的小型LED显示屏会有较大提高，面向信息服务领域的LED显示屏产品门类和品种体系将更加丰富，部分潜在市场需求和应用领域将会有所突破，如公共交通、停车场、医院等综合服务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高，大批量、小型化的标准系统LED显示屏在LED显示屏市场
14、总量中将会占有多数份额，具有良好的收益前景。课题研究的目的及意义，本论文以LED大屏幕显示系统设计思路为前提，提出了基于51单片机的LED点阵简易显示屏设计方案。论文详细论述了简易LED显示屏的硬件设计原理，LED显示屏扫描驱动原理，单片机控制电路的软件设计方法，PC上位机控制及通信软件的设计，以及特效显示方式软件的设计方法。其主要目的是设计一款基于51单片机的简易LED显示屏，实现汉字的上、下、左、右和静态显示。通过该课题，可以学习到有关51单片机、LED显示屏、串口通信等知识。了解LED显示屏的行业动态和发展趋势。可以提高动手能力、编程能力、自学能力等，通过具体的毕业设计项目，对大学学习的
15、知识也是一个很好的检验机会。1 LED显示屏系统原理1.1 LED器件的工作原理1.1.1 LED发光二级管的基本原理发光二极管(light emitting diode, LED)，是一种把电能变成光能的特种器件，当电流如图1所示通过它的时候，可以产生可视的光。图1 开启一个LED发光二极管的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统构成。我们知道，发光是一种能量转化现象。当系统受到外界激发后，会从稳定的低能态跃迁到不稳定的高能态。当系统由不稳定的高能态重回到稳定的低能态时，能量差以光的形式辐射出来，就会产生发光现象。当在PN结上加以正向电压之后，P的空穴注入至N区，N区的电子注入至P区，相互注入的电子与空穴相遇后即产生复合，这些少数载流子在结的注入和复合中产生辐射而发光。它是自发辐射发光，不需要较高的注入电流产生粒子数反转分布，也不需要光学谐振腔，发射的是非相干光。1.1.2 LED器件的驱动从LED器件的发光机理可以知道，当向LED器件施加正向电压时，流过器件的正向电流使其发光。因此LED的驱动就是要使它的PN结处于正偏置，同
