LED点阵显示屏毕业设计文献综述
LED点阵显示系统设计毕业设计论文优秀论文附文献综述

摘要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,在各行业的应用及普及方面也取得了长足的进步。
从LED材料的不断更新,灰度控制技术的发展,真彩色图像的展现;到驱动电路的灵活、高效,控制系统技术的提高无不体现了LED行业技术的飞跃发展。
另外,随着计算机网络技术的发展,LED显示屏在网络环境下的使用情况越来越多,在多媒体、多种显示设备组成的信息显示系统中,采用智能化网络控制,联网控制多屏技术也在实际中得到应用。
现存显示屏的控制系统包括了输入接口电路、信号的控制、转换和数字化处理电路、输出接口电路等,涉及的具体技术很多,其中为关注并研究开发和应用的关键技术包括:串行传输与并行传输、动态扫描与静态锁存、输入接口技术、自动检测、远程控制技术等。
本文以4个8×8点阵显示器为例,单片机AT89C52作为控制器,探讨简单的汉字、数字显示技术。
硬件模块设计方面,主控制系统采用单片机控制方式,实现点阵 LED显示屏的驱动及信息的保存与显示。
具体包括:(1)LED显示点阵:主要由LED、固定板及其电路构成。
通过单片机的控制驱动电路,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,由行译码器给出的列选通信号,从第一列开始,按顺序依次对个行进行扫描,实现LED的发光功能。
(2)主控制系统:采用AT89C52单片机控制整个硬件模块的工作,系统可以和PC 机进行通信,实现数据刷新。
综上所述,基于系统的分析设计方案以及硬件设备的支持,对整个系统做了深入浅出的分析,本文以8×8LED点阵显示器为例,采用ATMEL公司的高性能8位单片机,探讨简单的汉字、数字显示技术,并为大型系统的研发和生产提供思路。
关键词:LED点阵显示器;单片机AT89C52; 74LS154 4-16线译码器; MAX232电平转换芯片;铁电存储器FM24C16ABSTRACTWith the high development of communication in our society,LED large screen include so many kinds of technique such as semiconductor technology, electrocircuit, integrate circuit,image manipulation, information transfers, computer network and electronic manufacture technology and engineering has become more and more active in the information field, and also make a great progress with application and populaziration in every walk of life.From the development of the material of LED, the technique of ash-degree control, the clearly multicolor image’s displaying to the active and high efficient drive electrocircuit, also the improving skill of control system are all incarnate the great progress of the LED-industry. In addition , with the development of network LED large screen is more and more in used ,intelligentize net control and net-join control technology are also bu used in practice under the multimedia and information display system composed with multi-device environment. Taking four 8 ×8 LED matrix with the controller of single-chip minicomputer AT89C52 as an example, we discuss the display technology of Chinese character, number.The hardware-model is under the single-chip’s control, achieve saving the information and driving the LED. Including :1.Led-field-array display: it is consist of LED, fixation and driving electrocircuit. At last through the control of single-chip accomplish the word and picture display.2. Center control system: under transfer data to the hardware system SMC, The system may carry on the communication with PC machine, realizes the data revolution. Information preservation in poss ferroelectric random access memory FM24C16 According to the analysis and design of the system, arithmetic, program and support of hardware device. This article take 8×8 the LED matrix as an example, uses ATMEL Corporation the high performance 8 monolithic integrated circuits, discusses the simple Chinese character, the digital demonstration technology, and provides the mentality for the large-scale system research and development and the production.Key words:LEDmatrix; Single-chip microcomputerAT89C52; 4-Line to 16-Line Decoder/Demultiplexer; Poss ferroelectric random access memory FM24C16;MAX232 level transformation chip目录绪论 (1)1.1 LED显示屏的研究背景及意义 (1)1.2 LED显示屏的技术现状及发展趋势 (2)1.3 论文主要研究内容及要考虑问题 (4)2.直流电源设计介绍 (5)2.1 桥式整流电路 (6)2.2 滤波电路 (6)2.3 三端集成稳压器 (7)3. PC机与单片机串口通信接口设 (8)3.1 串行通信接口标准RS-232C (8)3.2 RS-232C与TTL\COMS逻辑电平的比较和转换 (9)3.3 MAX232电平转换芯片 (9)3.4 PC机与单片机的串行通信接电路 (10)4. LED显示屏结构功能介绍 (11)4.1 屏体部分结构与功能 (11)4.2 控制器结构与功能 (12)4.2.1 单片机功能电路 (12)4.2.2 驱动电路 (13)5.硬件模块的设计与实现 (14)5.1 总体设计 (14)5.2 主要元件介绍 (15)5.2.1 单片AT89C52 (15)5.2.2 8*8点阵显示器 (17)5.2.3 4线-16线译玛器74LS154 (24)5.2.4 大功率2SC8050NPN三极管 (28)5.2.5 大功率2SC8550PNP三极管 (31)5.2.6 铁电存储器FM24C16及其应用 (31)5.3 LED点阵显示系统的硬件设计 (34)5.3.1 单片机的晶阵电路 (34)5.3.2 单片机的复位电路 (35)5.3.3 AT89C52的最小应用系统 (36)5.3.4 显示器及接口设计 (37)5.3.5 驱动电路的原理与设计 (38)总结与展望致谢参考文献附录绪论LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体,是集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示系统。
LED点阵显示屏设计与制作毕业论文

目录摘要 (1)1绪论 (2)1.1 LED显示屏的研究背景及意义 (2)2 LED电子显示屏的介绍 (2)2.1 LED显示屏简介 (2)2.2 LED显示屏的分类 (3)3 LED显示屏的组成 (4)3.1 LED显示模块结构 (4)3.2 LED显示系统的构成 (5)3.3 LED显示屏的硬件原理 (6)4 LED显示屏的设计 (7)4.1 LED点阵显示屏驱动设计 (7)4.2 LED显示屏的控制模式 (8)4.3 LED显示屏的主控电路 (8)4.4 LED显示屏的实现技术 (9)5 LED显示屏的应用 (10)5.1 LED显示屏的应用 (10)5.2成果展示与总结 (11)5.3 LED显示屏的术语解释 (13)参考文献 (15)致谢 (16)LED显示屏设计与制作摘要:LED就是light emitting diode (发光二极管)的英文缩写,它是一种能发光的二极管。
LED显示屏(LED display),又叫电子显示屏或者飘字屏幕,是由LED点阵组成,通过红色或绿色灯珠的亮灭来显示文字、图片、动画、视频等各种信息的显示屏幕,内容可以随时更换,各部分组件都是模块化结构,通常由显示模块、控制系统及电源组成。
显示模块由LED灯组成的点阵构成,负责发光显示;控制系统通过控制相应区域的亮灭,可以让屏幕显示文字、图片、视频等内容,恒舞动卡主要是播放动画的;电源系统负责将输入电压或电流转为显示屏需要的电压电流。
关键词:LED;数据传输;信息发布系统;单片机1 绪论1.1 LED显示屏的研究背景及意义发光二极管(LED),是一种把电能变成光能的特种器件,主要由PN结芯片、电极和光学系统构成。
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新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区的空穴注入至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,这些多数载流子在结的注入和复合中产生辐射而发光。
16x32点阵LED显示屏毕业设计

16X32点阵显示屏毕业论文学院名称:物理与电子工程学院专业名称:电子信息工程技术年级班别:10级电子*名:***指导教师:***2014年5月摘要本设计是一16×32点阵LED电子显示屏的设计。
整机以单片机AT89C51为核心,介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。
全屏能显示2个汉字,采用8块8×8点阵LED显示模块来组成16×32点阵显示模式。
显示采用动态显示,使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。
文中介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计,以及使用说明等。
单片机控制系统程序采用单片机C语言进行编辑,通过编程控制各显示点对应LED 阳极和阴极端的电平,就可以有效的控制各显示点的亮灭。
所显示字符的点阵数据可以自行编写,也可从标准字库中提取。
LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点在车站、证券所、运动场馆、交通干道及各种室内/外显示场合的信息发布,公益宣传,环境参数实时,重大活动倒计时等等得到广泛的应用。
关键词:AT89C51单片机;LED;点阵显示;C语言。
AbstractThe paper deals with a 16 ×32 dot matrix LED electronic display design.Complete machine 40 foot monolithic integrated circuit AT89C51 which produces by American ATMEL Corporation is a core, introduced take it as the control system LED lattice electron display monitor dynamic design and the performance history.Controls good driver 74HC154 and four row driver 74HC595 through this chip actuates the display monitor demonstration.This electronic display monitor may demonstrate each kind of language or the monochrome picture, the entire screen can demonstrate 2 Chinese characters, use 8 8×8 lattice LED demonstration module to compose 16×32the lattice demonstration pattern.The demonstration uses the dynamic demonstration, causes the graph or the writing can realize static, moves in the emigration and so on many kinds of display mode.In the article in detail introduced the LED lattice demonstration hardware design mentality, hardware electric circuit each part of function and the principle, the corresponding software programming, as well as operating instructions and so on.SCM control system using microcontroller C language program for editing, the corresponding LED anode and cathode terminal programmed to control the level of each display point, you can effectively control each display point of light off. The dot matrix display data characters can prepare themselves (ie direct dot drawing), can also be extracted from the standard font.LED display with its flexible fabric, show stable, low power consumption, long service life, mature technology, low cost, etc in the station, securities, sports venues, the traffic trunk road, and various kinds of indoor/outdoor display of information release, public welfare propaganda, environmental parameters in real-time, major events countdown, etc widely used.The practice has proved that the system displays error is small, stable performance, reasonable structure, strong expansion capability.Keywords:AT89C51 monolithic integrated circuit; LED; Lattice demonstration; Dynamic demonstration; C language.目录第1章绪论 (1)1.1设计课题背景及意义 (1)1.2设计的主要内容 (2)第2章设计框图及介绍 (3)第3章硬件设计 (4)3.1电源电路 (4)3.2复位电路 (4)3.3单片机应用系统 (5)3.4LED点阵屏的设计 (5)3.4.1 LED点阵显示模块的扫描 (5)3.4.2列驱动电路 (8)3.4.2行驱动电路 (9)第4章软件设计 (9)第5章仿真与调试 (11)第6章总结与展望 (12)谢辞 (13)参考文献 (14)附录 (15)程序代码 (15)第1章绪论1.1设计课题背景及意义现代LED的发展很快,很多研究领域得到广泛的应用,很多相关的知识已经远远超出我们在校学生的能力范围,所以在此只是简单的研究一下用单片机驱动的LED显示移动的汉字。
LED电子显示屏的设计文献综述

福州大学至诚学院本科生毕业设计(论文)文献综述题目LED电子显示屏的设计姓名:_____________ 林丽红________________学号:_________ 210792022 ___________系别:电气工程及其自动化__________专业:电气工程及其自动化__________年级:____________ 2007级_______________指导教师: ___________________________________ (签名)2011年3月8日LED电子显示屏的设计摘要:近年来,LED(lightem itingd iode,发光二极管)电子显示屏作为一种高科技产品日益引起人们的重视。
它可以实时显示或循环播放文字、图形和图像信息,具有显示方式丰富、观赏性强、显示内容修改方便、亮度高、显示稳定且寿命长等多种优点,被广泛应用于商业广告、体育比赛、交通信息报导等诸多领域。
本课题对LEE点阵显示屏电子时钟进行研究。
本次设计硬件电路可以分为单片机系统以及外围电路、行驱动和列驱动三个部分。
采用动态扫描方法,与单片机及相关接口电路灵活实现动态扫描。
此次设计采用AT89C5单片机、利用AT89C51单片机的P2口进行行控制,而列驱动则采用串行输入转并行输出的移位寄存74HC595此LEE点阵显示屏电子时钟是一个将“时”、“分”显示于人的视觉器官的计时装置。
它的计时周期为24小时,另外还具有调节时间和整点报时的功能。
LEE显示屏因其控制灵活,操作方便,成本低廉,在社会各行业有着广泛的应用。
关键词:LED显示屏,数据传输,单片机1本课题相关领域的历史、现状和前沿发展情况1.1课题背景大约是在80年代中期LED在电子显示屏中开始使用。
进入90年代以后,由于半导体工业的迅猛发展,使LED制造材料和工艺得到了改进,在颜色与亮度方面都有了质的飞跃。
早期的LED显示屏,由于受材料和工艺的限制,视角仅有200 一300左右,从而制约了LED显示屏的发展。
LED点阵全彩屏的设计【文献综述】

文献综述电气工程及其自动化LED点阵全彩屏的设计前言LED灯也就是发光二极管已经成为我们生活的必须品了,现如今我们晚上出门就会被那些多彩的LED灯照的眼花缭乱,无论走到哪里那些五彩的小灯都会进入我们的眼眶,从一出家门锁门的指示灯,到开车时中控台上的LED屏幕,然后去餐厅,公司,车站,医院,学校等各钟LED屏,还有很多,现在我们的生活已经渐渐的离不开那些一点点的发着微弱的光的LED灯了。
正文1 LED的发展概况发光二极管(LED)是一种电致发光的光电器件。
早在1907年开始,人们就发现某些半导体材料制成的二极管在正向导通时有发光的物理现象,但生产出有一定发光效率的红光LED 已是1969年了。
到今天,LED已生产了30多年,回顾过去,它已茁壮成长。
各种类型的LED、利用LED作二次开发的产品及与LED配套的产品(如白光LED驱动器)发展迅速,新产品不断上市,已发展成不少新型产业。
展望将来,还期望更进一步地提高。
早期的LED 主要用于做指示灯。
它的发光强度不高,一般小于1mcd,高的也仅几个mcd;另外,发光效率也不高,一般小于0.2lm/W;其功率仅几十mW到上百个mW(属于小功率LED)。
作为指示灯方面的应用,有几个mcd的发光强度也可以了,但由LED组成的数码管或字符管则显得亮度不足,若要用于户外作信号或标志显示,则其亮度太低,不能满足使用的要求。
所以LED 的主要发展方向是提高发光强度(也就是一般所指的提高亮度)。
随着半导体材料及半导体工艺技术、设备的发展,LED的亮度不断提高,开发出高亮度及超高亮度LED,并且不断创造新记录。
2 LED照明与应用该文从 LED的有关发光原理、特点、LED的驱动、LED的调光控制和LED的世界新产品推出与性能改进等方面进行了讨论,由于 LED照明技术的一系列优点,LED照明进展非常快 , LED照明有很好的应用前景。
1963年2月, LED的发明者N. HOLONY AK在《读者文摘》(美)上发表了“我们坚信LED 会发展成实用的白色光源”一文 ,并作了明确的预言:“将来的灯可以是铅笔尖大小的一块合金 ,它实用且不易破碎、决不烧毁 ,比起今天通用的灯泡来说,其转换效率至少大10倍。
基于AT89C52电子显示屏的研究 毕业设计 毕业论文及文献综述

基于AT89C52电子显示屏的研究-------软件部分绪论LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体,是集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示系统。
它以其色彩鲜艳,动态范围广,亮度高,寿命长,工作性能稳定而日渐成为显示媒体中的佼佼者,广泛应用于广告、证券、信息传播、新闻发布等方面,是目前国际上极为先进的显示媒体[1]。
1.1 LED显示屏的研究背景及意义在现代信息化社会的高速发展过程中,最具意义的莫过于大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用开始向消费类多媒体应用渗透。
随着宽带网络的发展,数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流,新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心。
1.1.1 LED显示屏的特点与传统的显示设备相比,LED大屏幕的独特的优点成为众人目光的焦点。
(1)LED显示屏色彩丰富,显示方式变化多样(图形、文字、二维、三维动画、电视画面等)、亮度高、寿命长,是信息传播设施划时代的产品。
(2)LED显示屏是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高技术产品,可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。
它以其超大画面、超强视觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势,是目前国际上使用广泛的显示系统。
(3)LED显示屏应用广泛,金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面,有巨大的社会效益和丰厚的经济效益[1][2]。
在其历史的演变过程中,出现了多种信息传播媒体,但就其性能看,如阴极管(CRT)或石英管(DV)大型电视,成本非常昂贵,在不需要超大画面且在室内使用时效果尚可;彩色液晶显示同样成本昂贵、电路复杂,面积有限,受视频角的影响非常大,可视角度很小;影像投影设备亮度小、清晰度差(画面受光不均匀);电视墙表面有分割线,视觉上有异物感,室外应用时亮度效果差。
而LED显示屏以其受空间限制较小,并可以根据用户要求设计屏的大小,具有全彩色效果,视角大,可以用于显示文字、图案、图像、动画、视频、录像信号等各种信息的特点得到了突飞猛进的发展[3]。
LED点阵显示屏毕业设计文献综述

XXXXXXXX大学专业文献综述LED点阵电子显示屏系统的设计作者:xxx指导老师:xxx摘要:本设计拟采用一种由单片机控制的8*8点阵发光模块组成的16*64发光点阵,探讨简单的汉字、英文字母和动态图象显示技术,以及实时的温度测量显示。
该系统具有设计简单、字符清晰、可靠性高等特点。
关键词:LED;单片机;点阵;Design of LED Dot Matrix Electronic Display SystemAuthor:Song Jian-lei Instruct teacher:Li Xue-lianAbstract:The paper introduces a kind of16*64dot matrix consists of8*8dot matrix module, we discuss the display technology of Chinese character,English letter,dynamic image and real time temperature.It is simple in design,cheap in cost and high in reliability.Key words:LED;Single Chip Microcomputer;Dot Matrix;引言LED(Light Emitting Diode,LED)电子显示屏是随着计算机及相关的微电子、光电子技术的迅速发展而形成的一种新型信息显示媒体。
LED点阵显示器作为一种新兴的显示器件,它是由多个独立的LED发光二极管封装而成。
发光二极管LED具有体积小、抗冲击和抗震性能好、高可靠性、寿命长、工作电压低、功耗小及响应速度等优点[1]。
由于电子显示屏具有显示内容信息量大,外形美观大方,操作使用方便灵活,用户可随时任意自行编辑修改显示内容,显示方式图文并茂等优点,因此被广泛应用于商场、学校、银行、邮局、机场、车站、码头、金融证券市场、文化中心、信息中心休息设施等公共场所[2]。
基于LED的广告点阵显示设计毕业论文

毕业设计(论文)基于LED的广告点阵显示设计学院:信息学院专业:姓名:指导老师:自动化学号:职称:110104031010实验师中国·珠海二○一五年六月诚信承诺书本人郑重承诺:本人承诺呈交的毕业设计《基于led的点阵广告屏设计》是在指导教师的指导下,独立开展研究取得的成果,文中引用他人的概念和材料,均在文后按按次列出其参考文献,设计使用的数据真实可靠。
本人签名:日期: 2021 年 6 月 6 日基于Led广告显示器的设计摘要LED显示屏是新世纪很关键的信息传播媒体,在多个行业都有着关键的运用。
很多超市外表装修、银行滚动提示屏、火车站售票点等,LED显示屏都无处不在。
LED显示屏最常见的结构,有的产品一出厂,厂家已经把资料固定在里面,这样设计价格相对比力低也比力精简。
也有着电子屏已经有预留读写口,用户购买之后,可以按照本身的需要,按照说明说灵活地修改本身需要的内容,让LED显示屏更具灵活通用性。
关键词:AT89C52、LED矩阵显示屏、单片机Design of Led advertising display based onAbstractLED display is information media is the key of the new century,has a key to use in a variety of industries.Many supermarkets appearance decoration,bank rolling screen prompts,train station ticket points,LED displays are everywhere.The most common structure of LED display screen,some products factory,manufacturers have fixed material inside,so the design relatively low price is also more streamlined.Also has an electronic screen hasreserved the read-write port,the user after the purchase,can according to their own needs,in accordance with the instructions that modify the contents of their own needs,letLED display more flexible and universal.Keywords: AT89C52, LED matrix display, microcontroller目录1 前言 (6)1.1本设计的目的、意义及应达到的技术要求 (6)1.2本设计在国内外的发展概况及存在的问题 (6)1.3本设计应解决的主要问题 (7)2本设计 (7)2.1设计原理 (7)2.1.1单片机系统及其外围电路 (8)2.1.2行驱动电路 (8)2.1.3列驱动电路 (9)2.2主要元器件介绍 (9)2.2.1 8×8的点阵led的结构 (9)2.2.2 74LS595芯片介绍 (10)2.2.3 74LS164芯片介绍 (11)2.2.4 AT89C52芯片介 (12)2.2.5 单片机的最小系统 (13)2.3 程序 (14)2.3.1 显示驱动程序 (14)2.3.2 LED的显示方式 (14)2.3.3系统主程序 (16)2.4 调试以及性能分析 (17)2.4.1硬件调试 (17)2.4.2软件调试 (17)3 结论 (18)参考文献 (19)谢辞 (20)附录 (21)1 前言LED显示屏是新世纪很关键的信息传播媒体,在多个行业都有着关键的运用。
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XXXXXXXX大学专业文献综述LED点阵电子显示屏系统的设计作者:xxx 指导老师:xxx摘要:本设计拟采用一种由单片机控制的8*8点阵发光模块组成的16*64发光点阵,探讨简单的汉字、英文字母和动态图象显示技术,以及实时的温度测量显示。
该系统具有设计简单、字符清晰、可靠性高等特点。
关键词:LED;单片机;点阵;Design of LED Dot Matrix Electronic Display SystemAuthor: Song Jian-lei Instruct teacher: Li Xue-lianAbstract:The paper introduces a kind of 16*64 dot matrix consists of 8*8 dot matrix module, we discuss the display technology of Chinese character, English letter, dynamic image and real time temperature. It is simple in design, cheap in cost and high in reliability.Key words: LED;Single Chip Microcomputer;Dot Matrix;引言LED(Light Emitting Diode,LED)电子显示屏是随着计算机及相关的微电子、光电子技术的迅速发展而形成的一种新型信息显示媒体。
LED点阵显示器作为一种新兴的显示器件,它是由多个独立的LED发光二极管封装而成。
发光二极管LED具有体积小、抗冲击和抗震性能好、高可靠性、寿命长、工作电压低、功耗小及响应速度等优点[1]。
由于电子显示屏具有显示内容信息量大,外形美观大方,操作使用方便灵活,用户可随时任意自行编辑修改显示内容,显示方式图文并茂等优点,因此被广泛应用于商场、学校、银行、邮局、机场、车站、码头、金融证券市场、文化中心、信息中心休息设施等公共场所[2]。
本文主要介绍一种用于值班室外等场合的公告牌的LED点阵电子显示屏。
公告内容随时可以更新,能够实施显示温度和日期时间,并具有自动亮度调节功能。
考虑到所需器件的已购买,本设计采用8*8的点阵发光管模块,组成16*64发光点阵,显示特定的中文、字符以及数字。
硬件方面,该系统以增强型MCS-51单片机为控制器,采用RS—232通信标准,另外本系统还配备了先进的总线型数字温度传感器DS18B20,它只要一个端口就可以完成数据的读出和命令的写入,并且不需要对温度进行标定,具有操作简单、工作可靠的特点。
软件方面,该系统利用KEIL C进行软件开发,并配合PROTEUS进行联合仿真。
1 点阵显示屏总体设计设计思路:PC机从上位机软件发送指令和数据,通过串口RS232将数据传输到单片机,单片机对行驱动和列驱动发出控制命令,对LED点阵屏进行相应的控制。
外部时钟电路可以用来读取显示的时间,外部存期器件用于存储LED点阵屏的输出数据,在进行控制操作时,单片机可直接从此读取数据,可脱机进行显示控制。
通过按键不需经过PC机可对LED 点阵屏进行简单的人机交互。
温度传感器将检测的温度数据传送到单片机,单片机对数据进行处理后对LED点阵屏发出控制指令,LED点阵屏显示相应的数据。
1.1 点阵显示屏显示方式的设计方案选择点阵显示屏部分的设计首先要考虑它的显示方式,使用串行方式还是并行方式。
我通过方案论证的方法进行了对比选择。
串行方式可同时显示4个16×l6点阵汉字或8个16×8点阵的汉字、字符或数字;串行方式显示为点阵显示屏系统中比较常用的,所用器件也比较常用,容易买到。
但是它存在一个致命的缺点,就是刷新速度不够快。
如果要驱动64列点阵显示,通用51单片机会比较吃力,出现比较严重的闪烁停滞现象。
此外,要实现文字的左右移动和调整移动速度等功能,都会给软件设计带来较多困难。
并行方式可以通过锁存器芯片来扩展IO口,达到控制LED点阵的64个列线的目的。
方案中运用16片锁存器74HC573来组成8组双缓冲寄存器,驱动LED点阵的8组列线,用4/16译码器74HC595对LED点阵的16行进行扫描。
在送每一行的数据到LED点阵前,先把数据分别送到第一级的8个74HC573,然后再给第二级的8个74HC573送锁脉冲,数据一起输出到LED点阵列中,这样就避免了各行数据显示不同步问题。
由于并行数据传输速度比串行快,所以字符闪烁的问题得到较好地解决,文字左右移动也比较容易控制。
最终结合本设计的要求与实际情况选择了数据传输速度快的并行方式显示。
1.2 显示屏控制部分工作模式的设计方案选择显示屏控制部分的设计好坏决定了整个LED点阵电子显示屏系统的好坏,选择单机工作模式或主从工作模式,我依然采用方案论证的方法进行了对比选择。
单机工作模式。
采用一个单片机控制实现所有功能,其中包括LED点阵显示屏的刷新显示、模式设定、时间读取、温度检测,以及与上位机的通信等。
只用一个单片机控制点阵显示屏可以使电路大大减化,软件设计方面也容易实现。
但是,将所有功能集成在一起,一片单片机处理能力是不够的。
此时,单片机的CPU内部资源已显不足,会导致系统功能欠佳,达不到较好的性能。
主从工作模式。
采用主从单片机工作方式来控制整个系统。
其中一个单片机用于控制LED点阵显示,另外一个单片机用于扩展键盘、串口与上位机通信、温度测量、时间读取等工作。
相对单机工作方式,主从工作模式的处理能力大大提高,并且分工明确,执行速度得到很大的提高。
虽然硬件电路以及软件设计方面要求相对高了一些,更涉及到主从单片机通信问题[3]。
因为本设计的用途是用于值班室外等场合的公告牌,所以它显示的内容实时性高,对单片机的要求也比较高。
相对单机工作方式,虽然主从工作模式的硬件电路以及软件设计方面要求相对高了一些,更涉及到主从单片机通信问题。
但是,为了更好地实现各项性能指标,本设计拟采用主从工作模式。
2 系统软件部分的设计思路软件程序是整个控制系统的核心部分,本设计拟采用的系统软件的开发平台为Windows 7,开发软件为KEIL C,程序可读性强,模块化的设计使程序看起来更加简洁。
显示部分采用动态扫描的方式,实现对显示屏要显示的汉字、图像、字符等数据信息进行传输控制以及显示等功能。
软件的设计主要由主程序,初始化子程序,中断扫描子程序,显示程序等组成。
C 语言由于具有移植性强,可以实现复杂运算,函数化结构,可以直接进行位运算,非常适合初学者学习等优点。
所以本程序拟采用C语言编写。
在KEIL 51 环境下调试,PROTEUS 下仿真。
本设计的软件流程如图2-1所示。
图2-1 LED点阵显示屏软件流程框图3 硬件电路设计方案的选择LED点阵电子显示屏系统硬件部分拟采用增强型MCS-51单片机最小化应用设计[4],工作时钟为12MHz。
整个硬件系统主要分为4个部分:单片机部分,包括其外围复位及时钟源电路;LED点阵显示部分,包括输入限流和行扫描驱动电路;温度测量电路,以总线型温度探头DS18B20为主。
系统的工作原理:由5V稳压电源为整机提供标准供电电源,键盘作为信息输入及功能选择的输入设备,当按下任意键时,单片机内部键扫描程序置某一标志位,同时转相关功能程序,在LED点阵上时实显示出来。
其中温度测量功能是由温度传感器DS18B20完成外界温度检测,内部A/D转换和数据输出,再由单片机处理数据,转换为时实温度值显示输出。
本设计硬件电路设计的整体框图如图3-1所示。
图 3-1 LED点阵显示屏系统框图3.1 系统主控制器电路的设计本设计采用的DS1302是具有涓细电流充电能力的电路,主要特点是采用串行数据传输,可为掉电保护电源提供可编程的充电功能,并且可以关闭充电功能。
DS18B20是一线式数字温度传感器;温度测量范围为-55℃~+125℃;测温分辨率可达0.0625℃;其工作电源既可在远端引入,也可采用寄生电源方式产生;多个DS18B20可以并联到3根或2根线上,CPU只需一根端口线就能与诸多DS18B20通信,占用微处理器的端口较少,可节省大量的引线和逻辑电路。
以上特点使其非常适用于远距离多点温度检测系统[5]。
3.2 点阵驱动与控制电路该电路主要将单片机发送来的输出点阵数据,通过锁存器芯片扩展的I0口,来控制LED点阵的64个列线端。
本设计中用的是16片锁存器74HC573来组成8组双缓冲寄存器,驱动LED点阵的8组列线,用4/16译码器74HC595[6]对LED点阵的16行进行扫描。
在送每一行的数据到LED点阵前,先把数据分别送到第一级的8个74HC573,然后再给第二级的8个74HC573送一个锁脉冲,将数据一起送到LED点阵的各列[7]。
4 拟采用的调试与仿真方法单片机在很多产品中得到广泛的应用,无论是51系列、AVR、还是PIC[8,9]系列都有各自的特点。
在具体的工程实践中,单片机应用技术所涉及到的实验实践环节较多,且硬件投入较大,如果因为控制方案有误而进行相应的开发设计[10],会浪费较多的时间和经费。
Proteus仿真软件很好的解决了这些问题,它可以象Protel一样绘制硬件原理图并实现硬件调试,再与Keil编程软件进行联调,实现对控制方案的验证。
5 结束语本设计将能实现显示汉字、字母和数字的基本功能,并能控制文字的左右移动及速度。
同时,温度与日期时间可以实时显示,并且与上位机联机通信成功。
整机系统的软件设计难度应该会比硬件制作难度大。
本系统采用并行方式显示,并且采用主从单片机来控制整个系统,这样应该会大大减化软件的编写难度,容易实现各项功能指标。
本设计的LED点阵电子显示屏系统是比较简单的LED应用实例,实际应用中的LED电子显示屏要复杂的多,如今的LED技术发展十分迅速,相信在实际生活中LED会使用的越来越广泛。
参考文献:[1] 郭兆正.LED点阵显示屏系统设计.渤海大学学报(自然科学版),2005,26(4).[2] 王浩然,秦会斌.LED点阵屏显示单元的设计与驱动控制[J].电子器件,2010,33(5).[3] 王守华.LED点阵电子显示屏系统的设计[J].今日电子,2008,11(2).[4] 张友德,赵志英,涂时亮.单片微型机原理、应用与实验[M].上海:复旦大学出版社,2000.[5] 康志亮,廖国刚.LED点阵显示系统设计.云南民族大学学报(自然科学版),2006,15(4).[6] 侯丽玲.基于AT89S52单片机的LED点阵显示屏控制系统的设计.漳州职业技术学院学报,2008,10(3).[7] Lau,K.T.A CMOS decoder/driver IC for Chinese numerals[J].Publication Date,1988,34(4).[8] 周润景.基于PROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真[M].北京:北京航空航天大学出版社,2007.[9] 刘永军.单片机控制LED点阵显示原理及Proteus仿真[J].电脑知识与技术,2010,6(27).[10] 刘映群,孙兵,陈涛,徐现通.Proteus与Keil在单片机教学中的应用[J].中国现代教育装备,2010,99.。