基于单片机单色LED 点阵屏显示设计（毕业论文）.pdf-资料库

西安航空技术高等专科学校毕业设计论文西安航空技术高等专科学校毕业设计论文论文题目：基于单片机单色 LED 点阵屏显示设计学生姓名：位冬学号： 0830302113632 系部：电气工程系专业：应用电子技术班级：电子 1136 指导教师：许刚

西安航空技术高等专科学校毕业设计论文毕业论文任务书系部电气工程系专业应用电子技术班级电子 1136 学生姓名位冬指导教师许刚毕业设计时间： 2011 年 4 月 1 日至 2011 年 5 月 31 日毕业论文题目：基于单片机单色 LED 点阵屏显示设计毕业论文主要内容和要求：内容：用 STC89C52 单片机以及相关的芯片，用于控制 16x32LED 点阵显示屏。要求：分别做出控制系统和显示系统的硬件实物。对单片机进行程序编写，来控制点阵的显示，显示汉字使其左移，右移，上滚屏等。 I

西安航空技术高等专科学校毕业设计论文摘要 LED点阵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式显示屏幕。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室外环境适应能力强等优点。LED点阵显示屏可以显示汉字、数字或特殊符号，通常用来显示时间、速度、系统状态等。本设计是以STC-89C52单片机为控制核心，基于MCU控制16x32 单色 LED点阵显示屏的设计过程。主要用来显示汉字。给出了其硬件原理图和软件流程图。该系统利用PC机将汉字字符转换为点阵显示数据，并通过串行口送给MCU，再由MCU独立完成显示和控制。该系统具有设计简单、字符清晰、可靠性高等特点，并且在此MCU系统具有良好的模块可延展性，理论上可以无限增加LED点阵的模块，只需用一个MCU系统完成对其控制。关键词： LED 点阵显示屏；单片机；延展性 II

西安航空技术高等专科学校毕业设计论文 ABSTRACT The LED dot matrix display is using light-emitting diodes dot matrix modules or pixel unit composed of a flat display screen. It has high luminous efficiency long service life, configure, flexible, rich color and outdoor environment adaptiveness, etc. The LED dot matrix display can display characters, Numbers, or special symbols, usually used to display the time, speed, the system state, etc. The Design of Graph Matrix Display Screen Based on MCS-51 Mi- -croprocessor，consists of Micro Control Unit (MCU) as its core. Based on MCU control 16x32 monochromatic destem design process. Mainly used to display characters. Given its hardware diagram and software flow chart. The system uses PC to Chinese characters converted to dot matrix display data, and through serial MCU, again by MCU to indep- -endently display and control. This system is clear, simple, characters, and the reliability higher characteristic in the MCU system has good module can be ductility, theoretically unlimited increase of LED dot ma trix modules, use a MCU of its control system to accomplish. Keywords: MCU; The LED dot matrix display; Ductility III

西安航空技术高等专科学校毕业设计论文目录毕业设计任务书……………………………..……………………………………………I 中文摘要…………………..……………………………………..……….….…………..II 英文摘要……………………………………………..…..……………….….…………..Ⅲ 目录…………………..……………………………………..……….….………….. …..Ⅳ 一．引言…………………………………….…………..…….………………… ..…….1 二．设计原理……………………………………………………………………………2 2.1 设计方案概述………………………………………………………………………2 2.2 硬件系统设计原理…………………………………………………………………3 2.2.1 单片机控制系统设计……………………………………………………….4 2.2.2 单色 16x32 LED 点阵显示屏系统设计………. ………………………...….7 2.3 软件系统设计………………………………………………………………...……10 2.3.1 显示驱动程序…………………………….…………………………...... ……10 2.3.2 系统主程序…………………………….………………………….. ………....11 三．调试及排故…………….………..….…………………………….…………………12 3.1 硬件电路调试过程及故障排除……………………………………………………12 3.1.1 控制系统调试及故障排除…………………….………………………….…12 3.1.2 LED 显示屏调试及故障排除……………………………….………………13 3.2 软件调试过程及程序完善…………………………….………………………..….15 3.3 调试及性能分析……………………………….…………………….…………..…16 四．总结………….………….………….……………………..….……...………..….….17 参考文献……….………………….…..…………….….. .…...…………………….……18 附录 LED 显示系统源程序….…..……….. ..….…………….………………………19 IV

西安航空技术高等专科学校毕业设计论文一．引言 LED点阵显示屏是一种简单的汉字显示器。具有价廉、易于控制、使用寿命长等特点，可广泛应用于各种公共场合．如车站、码头、银行、学校、火车、公共汽车显示等。本文详细介绍了一种低廉的16x32点阵LED显示屏的设计过程。伴随当今高度发展的信息时代，涉及半导体技术光电器件、电子电路、集成电路、信息图像处理、信息传输、计算机网络以及电子产品制造和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，其在各行业的应用及普及方面也取得了长足的进步。现在社会上已经出现了一种大型点阵LED显示屏系统，其显示屏的点阵数为320*256，能显示红、黄、绿三色的任意点阵数据。整个显示屏采用分布式结构，分成160个示模块，每个显示模块都可在单片机控制下独立工作，通过对单片机的编程可以实现滚屏、拉幕、霓虹灯效果等多种动画显示模式，动画速度可分为100个档位进行调节，文字和背景的颜色可以自由设定为无色、红色、绿色、黄色。该系统用中断方式通过RS一232接口与PC通信，完成数据和命令的传输。通过对PC机的软件编程，可以实控制命令选择、发送命令、汉字录入、字体选择、字号更改、模拟演示、传送数据、文本选定、鼠标定位、坐标追踪、时间日期显示等功能，完成点阵数据的生成、提取、处理、传输以及对显示屏的实时控制。本文从系统的硬件结构设计、软件设计等方面简单的介绍了大型点阵LED显示屏系统的设计原理，简单的模仿并演示了上述大型LED显示屏的显示特效。通过本次设计是我对现代科技的进一步了解并且在此有关方面也有了一定的基础，基本了解了技术原理和实现方法。上述大型 LED 显示屏不但可以用作信息发布系统，还可以作为教学实验的辅助教具。其中容纳了数字电路、定时、中断、扫描显示、单片机、数据存储、数据传输、串口通信、多机通信、汇编编程、VC 编程等多项试验项目和专业技能，其显示模块亦可作为教辅工具使用。本次设计只针对原理上的说明，较简单的实现部分功能。 1

西安航空技术高等专科学校毕业设计论文二．设计原理基于 51 单片机基础上，通过对单片机进行控制使 LED 点阵显示屏实现所要显示功能，首先对其硬件系统设计，而后进行软件方面的设计，最终实现功能。 2.1 设计方案概述从理论上说，不论显示图形还是文字，只要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，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。16×32 的点阵共有 512 个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果我们采用锁存器来扩展端口，按 8 位的锁存器来计算，16×32 的点阵需要 512/8=64 个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是 16×32 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庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而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，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如 16 行）的同名列共用一套列驱动器。具体就 16×32 的点阵来说，我们把所有同一行的发光管的阴极连在一起，把所有同一列的发光管的阳极连在一起（共阴的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第一行使其点亮一定的时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第二行使其点亮相同的时间，然后熄灭；…… 第十六行之后又重新点亮第一行，这样反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒 24 次以上），由于人眼的视觉暂留现象，我们就能看到显示屏上稳定的图形了。采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按 8 位一个字节的形式顺序排放。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并行方式或串行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并行传输的方案是不可取的。 2

西安航空技术高等专科学校毕业设计论文采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但是，串行传输过程较长，数据按顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都已传输到位之后，这一行的各列才能并行地进行显示。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数据准备（传输）和列数据显示两个部分。对于串行传输方式来说，列数据准备时间可能相当长，在行扫描周期确定的情况下，留给行显示的时间就太少了，以至影响到 LED 的亮度。解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题，可以采用重叠处理的方法。即在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据。为了达到重叠处理的目的，列数据的显示就需要具有锁存功能。经过上述分析，可以归纳出列驱动器电路应具备的主要功能。对于列数据准备来说，它应能实现串入并出的移位功能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据，而不会影响本行的显示。图 2.1 为显示屏电路实现的结构框图。电源单片机行驱动器图 2.1 显示屏电路框图列驱动器 LED显示点阵 2.2 硬件系统设计原理硬件电路大致上可以分成单片机控制系统电路和 16x32 LED 点阵显示屏系统电路设计。 3

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