基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现课程设计报告书
基于51单片机点阵LED汉字显示屏设计
信息化社会的形成，信息领域愈加广泛，LED显示屏的应用前景更为广阔。预计大型或超大型LED显示屏的主流产品局面将会发生改变，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、餐饮、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显示屏市场总量中将会占有多数份额。
在短短的十来年中，LED点阵显示屏就以亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。LED的发展前景极为广阔，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。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，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。因此对它的研究已经成为一种需要，它在社会中的广泛应用促使我们不断的去更新它、改进它，达到我们的各种需要。LED显示屏的发展是很迅猛的，在技术上有它的独特之处，虽然现在的我们还无法做出很高端的关于LED显示屏的产品，但是我们可以做一些小的作品，了解它的基本原理，基本结构，通过不断的实践来提高我们的动手能力以及我们对知识的掌握。对于本次毕业设计，我充满了信心，与其说是让我们完成学校给我们的任务，还不如说是给我们一次检验自己，锻炼自己的机会。科技是第一生产力，为了明天，我一定会高质1.1.1 选题背景
LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。它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，显示屏由几万……几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成，具有亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定等特点。
基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现
基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现一、引言随着科技的发展，LED点阵显示屏已经成为了广告、公告栏、车载显示屏等各个领域的重要组成部分。
本文将基于51单片机，设计并实现一个LED点阵显示屏系统。
二、系统设计1.系统硬件设计系统硬件由以下组成部分构成：-51单片机：作为系统的控制中心，负责控制点阵的亮灭以及显示内容的刷新。
-LED点阵：采用常用的8×8点阵显示屏，共64个LED灯，用于显示文字、图形等内容。
-驱动电路：由8个NPN型晶体管构成的列激活电路和8个PNP型晶体管构成的行激活电路，用于控制点阵灯的亮灭。
-电源：为系统提供工作电压，需要稳定的直流电源。
2.系统软件设计系统软件主要包括以下功能：-初始化：对系统硬件进行初始化，包括设置I/O引脚的方向、初始化计时器等。
-显示内容控制：通过控制51单片机的I/O口，向LED点阵发送要显示的内容，包括文字、图形等。
-刷新显示：通过定时器中断，控制点阵的显示周期，使得点阵灯在适当的时间内亮灭，实现流畅的显示效果。
三、系统实现1.硬件实现根据系统硬件设计，搭建相应的电路板，包括51单片机、LED点阵、驱动电路等。
根据电路原理图进行布线，并进行必要的焊接工作。
2.软件编程使用汇编语言或C语言编写单片机程序，实现系统软件设计中的各个功能。
具体步骤包括：-配置51单片机的I/O口，设置为输出端口，并连接到LED点阵和驱动电路。
-初始化计时器，设置定时器中断的周期，用于刷新点阵显示。
-编写显示内容的控制函数，通过对I/O口的控制，向LED点阵发送相应的数据。
-编写中断服务函数，在每次中断发生时，刷新点阵显示。
-编译、烧录程序到51单片机，并将其与其它硬件模块连接。
3.系统测试与优化通过实际测试，检验系统硬件和软件是否正常工作。
根据系统的实际表现进行调整和优化，确保点阵显示的效果稳定而流畅。
四、结论本文基于51单片机，设计并实现了LED点阵显示屏系统。
基于C51单片机的LED点阵显示屏的设计
[摘要]当今社会，广告宣传已经成了人们生活中随处可见并重要的一部分。
广告的媒介除了我们常见的报纸、书刊、电台和网络之外，更常见的就是LED点阵广告屏。
这种屏幕具有经济实惠、对环境要求小、节省能源、亮度高、直观等特点，成为了现在常见的一道风景。
不管是大公司的外景宣传，还是小门店的产品介绍，LED点阵屏随处可见。
彩色点阵屏已经渐渐取代了露天的大荧幕，成为常见的广告宣传手段。
与此同时，巨大的信息量和美观性也为丰富人们的日常生活、点缀城市起到了至关重要的作用。
本设计便为基于C52单片机的简单LED点阵显示屏，通过C52控制行列芯片进行动态扫描，显示规定的汉字或者图形。
也可以通过对C52内部烧录改变所需显示的内容。
该设计具有可扩展性，可以扩充LED点阵屏幕的数量来同时显示更多的汉字。
[关键词] 单片机；LED点阵屏；信息显示；广告Abstract: Nowaday's society, advertising has became ubiquitous in people's lives and the important part. In addition to our common advertising media newspapers, books, radio and online, the more common is the LED dot matrix screen advertising. This screen has an economic benefit, environmental requirements of small, energy saving, high brightness, visual characteristics, a common landscape now. Regardless of the location of large companies is publicity, or small stores Products, LED dot matrix display everywhere. Color dot matrix display has gradually replaced the open-air big screen, a common means of advertising. At the same time, we can add more LED dot matrixes to display more informations.Key words:SCM；LED dot matrix display；Information display；Advertisement目录1 绪论 (1)1.1 本课题的研究意义及必要性 (1)1.2 LED的现状和发展趋势 (1)2 硬件总体设计 (3)2.1 主要设计框图及思路 (3)2.2 所需要芯片及各芯片功能介绍 (3)2.2.1各主要芯片简单介绍 (3)2.3 各模块电路图设计及原理 (7)2.4 系统的软件设计 (8)2.4.1 Keil.uVERSION、protues介绍 (8)2.4.2 动态扫描及取字库原理 (8)图2.12 程序流程图 (9)3 详细设计 (10)3.1 电路详细设计 (10)4 程序实现 (14)4.1 主要显示程序原理及实现 (14)4.1.1动态行扫描程序框图 (14)4.1.2实现显示内容的左滚动原理 (15)4.1.3单片机延时子程序 (18)5 设计结果测试 (20)5.1 Proteus和Keil仿真结果 (20)结束语 (21)致谢 (22)参考文献 (23)附录A 部分代码 (24)附录B 总电路图 (29)1 绪论1.1 本课题的研究意义及必要性单片机是一种集成微处理芯片，高密度集成了普通计算机的微型处理器，具有8kB的ROM和P0、P1、P2、P3输入输出接口，且集成了定时器等电路。
基于51单片机的8乘8LED点阵显示屏的设计
基于单片机的8*8LED点阵显示屏的设计随着单片机在各个领域的广泛应用，许多用单片机作控制驱动LED显示屏也应运产生。
本系统设计使用单片机MCS-51控制扫描方法实现LED点阵显示器的字符的显示，介绍了用单片机进行显示系统开发的方法，单片机软件、硬件调试技术，还有点阵显示驱动扩展的一般方法。
1.引言1.1 研究的目的、意义LED因其体积小，耗电量低，亮度及环保等优点而被广泛应用于公共场所的大屏显示上，LED点阵大屏可应用于户外广告，交通导航，大厅公告，比赛的多媒体实时显示等领域。
本设计作品的用途正是在于实现大屏显示的核心功能，即汉字的显示，可实际应用于简单的显示系统中，如简单的排队叫号显示屏，电梯显示屏等。
通过此次设计将单片机软硬件结合起来对程序进行编辑，校验，锻炼实践能力和理论联系实际的能力。
1.2 本设计所要做的工作为了完成该设计实现，经过考虑论证，决定分为以下几个阶段进行：(1)对课题进行全面的分析，明确系统要实现的功能，大致了解要解决的问题，制定总的设计方案；(2)根据论证设计硬件系统并画出电路图，并根据电路图在面包板上连接电路图；(3)在硬件的基础上设计软件程序；(4)利用仿真器编译软件程序，进行调试仿真；(5)把调试成功的程序利用烧入器烧入到芯片中去；(6)把固化好程序的芯片插入到实际应用系统，投入到实际使用。
2．系统设计方案2.1系统构成框图3．硬件电路设计3.1 主要器件介绍3.1.1 LED点阵LED点阵显示屏采用1个8*8共64个象素的点阵，通过LED点阵资料判断出该点阵的引脚分布，如图3.1所示。
8*8的LED点阵为单色共阳模块，单点的工作电压为正向(Vf)=1.8v,正向电流(if)=8-10MA。
静态点亮器件时(64点全亮)总电流为640mA。
总电压为1.8v,总功率为1.15w.动态时取决于扫描频率(1/8或1/16秒),单点瞬间电流可达80-160mA。
图3.1点阵LED扫描法介绍点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式：(1)点扫描(2)行扫描(3)列扫描若使用第一种方式，其扫描频率必须大于16*64=1024HZ，周期小于1MS即可。
基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计
基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计【摘要】本文讨论了一种新型LED点阵显示技术，它使用单片机AT89S51作为控制器，可以同时提供静止图像和动画图像。
此外，它还可以通过层间接口，将图像放宽，从而提高图像质量。
通过使用PC机作为上位机，将控制指令传递给AT89S51单元，开发出一套全新的51单片机控制程序，可以有效地支持多种应用，包括数据传输、可视化、静止图像以及可视化图像的展示。
PC机与单片机之间的通信采用RS—232C通信标准来实现。
【关键词】AT89S51 LED点阵显示串行通信1系统硬件设计1.1硬件整体设计该系统包含了上位机、MCU、通讯、翻转、显示驱动器和LED点阵。
上位机可以将控制命令传递给MCU，然后MCU根据接受的命令进行编程，最终使用I/O接口将编程的结果转换为可供用户查看的数据。
此刻，采用翻译技术将数字信号进行串联和并联，从而实现将其同步传送至显卡驱动器的功能[5]。
接着，显示驱动电路控制电压和电流以满足LED点阵屏的电流电压要求，并最终在屏幕上显示预期内容。
可以看出，整个系统是通过各种互相协调合作的部件和组件来完成LED点阵屏的控制和显示功能的。
为了确保系统的有效运行，我们需要根据硬件的功能结构和预期功能来选择合适的元件。
这些元件不仅需要满足我们的需求，还需要满足系统的兼容性。
1.2控制系统设计由于AT89S51使用了单片机技术，它具有一个简化版本，由复位器、外接时钟器以及大量IO接口组成，可以实现对多个外接设备及其相关信息的有效监测。
通过调整单片机的参数，以及配置相应的外部元件，可以实现更高效的系统运行。
P1的四个端子被广泛应用于LED的显示，以及ISP的下载。
它们的连接方式如下：P1.0，连接四块74LS164的A端，将串行信号传递到74LS164，然后进行处理，最终实现同步的输出；P1.2，连接四块74LS164的CLOCK端，实现同步的输出；通过P1.3、P1.7以及164芯片，可以实现将一组串行数据进行并行处理，从而实现ISP的下载功能。
基于51单片机的Led点阵显示器.doc
基于51单片机的Led点阵显示器。
项目名称:基于51单片机的发光二极管点阵显示器目录一、项目介绍2 1.1项目背景1.2功能介绍二.电路结构3实施模块5四.操作程序7一、项目简介1.1项目背景当今世界，电子技术发展迅速。
点阵显示设备作为现代信息显示的重要媒介，已经广泛应用于金融证券、体育、机场、交通、商业、广告、电信、指挥调度、国防和军事等领域。
因此，点阵显示器件的开发和生产也得到了迅速发展，并逐渐形成了一个产业，成为光电子产业中的一个新的产业领域。
目前，点阵显示设备具体包括发光二极管显示模块和液晶显示模块。
目前，所开发的液晶显示器相对先进，优势明显。
它体积小、易于控制、功能强、价格适宜，能够适应显示器的发展方向。
因此，它已经越来越广泛地应用于通信、家用电器、大屏幕投影等领域。
随着社会经济的快速发展，工业生产逐渐实现了自动化。
其中，设备工作状态和生产过程状态的显示和监控起着非常重要的作用。
对于需要显示的信息不是很大、分辨率不是很高、制造成本相对较低的场合，使用大、小屏幕的发光二极管点阵显示器更经济适用，可以显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同的字体大小和字体，显示亮度更高，对环境条件的要求更低。
发光二极管显示器可分为单色显示器和双色显示器，可根据需要的大小、形状和颜色进行组合，并可由单片机控制实现各种文字或图形的变化，从而达到宣传和提示的目的。
1.2功能介绍2本设计中由单片机控制的显示电路使用相对简单，易于操作。
它主要通过8×8点阵显示图案，并通过不同的按键选择控制图案的类型和显示方式。
打开电源后，显示屏完全点亮，然后进入逐字显示状态。
按下复位键K1，系统将自动复位，显示勤奋，然后进入待机状态。
键1、2、3和4分别控制不同的模式。
另外，我们可以用k5键来控制角色移动的速度。
二、电路结构微控制器最小系统设计2.2.1具体电路1微控制器时钟电路的每一部分单片机内部振荡电路是一个高增益反向放大器，分别引出XTAL1和XTAL2放大器的输入和输出。
基于51单片机的LED点阵电子显示屏设计
题目基于51单片机的LED点阵电子显示屏设计目录摘要 (1)ABSTRACT (2)引言 (3)正文 (4)1 实验平台概述 (4)1.1单片机概述 (4)1.2芯片简介 (5)1.2.1 MSC-51芯片简介 (5)1.2.2 74LS154芯片简介 (7)2 实验设计 (8)2.1硬件系统设计 (8)2.1.1 时钟电路 (8)2.1.2 复位电路 (8)2.1.3 驱动电路 (9)2.2LED显示原理 (9)2.2.1 LED点阵显示屏 (9)2.2.2 LED显示方式 (10)2.2.3 电路原理图 (11)2.3软件系统设计 (12)2.3.1 程序语言设计 (12)2.3.2 汇编语言 (12)2.3.3 汇编程序 (13)2.3.4 仿真软件 (15)2..3.4.1 Keil仿真软件 (15)3 实验结果与分析 (16)3.1实验结果 (16)3.1.1 LED实物显示效果图 (16)3.2实验分析与结论 (17)结论 (19)参考文献 (20)综述 (21)致谢............................................................................................................................. 错误!未定义书签。
摘要LED点阵显示屏因为其具有运行可靠、安全节能、价格低廉、使用方便等特点而深受大家的喜爱。
随着时间的变迁，LED点阵显示屏在我们的生活中已经变得不可或缺，给我们的生活带来了极大的便利，使我们的生活更加的丰富多彩。
为进一步加深对LED的了解，增强动手操作能力，开展了基于51单片机的LED点阵显示屏设计。
本研究主要是讨论了基于51单片机的LED点阵的显示屏系统，并利用51单片机的程序设计实现LED点阵显示。
单片机的程序设计主要分为汇编程序设计和C程序设计两种，本次设计主要运用了汇编程序设计。
基于51单片机16×16点阵LED显示屏的设计
基于 51 单片机16×16点阵 LED显示屏的设计摘要：近年来，单片机己经成为科技领域的有力工具，人类社会生活的得力助手。
它的广泛应用，不仅仅体现在工业控制、机电应用、智能仪表、实时控制、航空航天、尖端武器等行业和领域的智能化、高精度化，而且在人类日常生活中也随处可见它的身影。
本论文提出基于普通51系列单片机实现LED显示屏控制的原理及方法，通过软硬件结合的方法设计出一款性价比较高且适用于职业技能教学的16×16点阵LED显示屏。
关键词：单片机 LED显示屏机电应用点阵本系统采用AT89C51单片机为核心而设计的16×16点阵LED显示屏。
系统功能划分成4大模块，分别为：单片机系统及外围电路模块、列驱动器电路模块、行驱动器电路模块和LED显示屏电路模块。
在对系统工作原理充分研究的基础上，选择合适的元件型号和参数，再用Proteus绘图软件绘制电路原理图，最后根据电路接口编写软件程序，软件程序采用C语言编程，Keil软件设计。
一、显示屏模块化设计该16X16点阵显示屏硬件设计是以单片机为中心的核心控制模块，采用模块化设计。
系统的主要功能模块原理框图如图1所示。
图1 主要功能模块原理框图二、硬件设计本设计分为硬件设计和软件设计，这两者相互结合，不可分离。
本系统硬件设计过程如下：1、单片机系统及外围电路模块单片机系统及外围电路如图2所示，主要有+5V电源、AT89C51单片机、时钟电路、复位电路等组成。
图2单片机系统及外围电路图2、时钟模块本系统中采用的是内部时钟方式。
内部时钟方式就是利用单片机芯片内部的振荡器，通过在引脚XTALl和XTAL2两端跨接晶体振荡器，构成稳定的自激振荡器的方法，再由获得的自激振荡器发出稳定的脉冲，直接送入芯片内部的时钟电路的方式。
时钟电路如图3所示。
图3时钟电路从时钟电路的示意图中可以看到，单片机所跨接的晶体振荡器旁边还有两个电容器C1和C2。
基于单片机AT89C51控制的LED点阵屏显示时钟课程设计报告
课程设计报告课程名称：LED点阵显示时钟专业班级：课程设计参与人员：指导老师：宁波技师学院2013年9月26日摘要文章论述了基于AT89C52单片机的LED点阵显示电子钟设计控制系统, 并且可以对其进行设置。
基于AT98C52单片机的LED点阵显示电子钟具有结构简单，性能靠，价格低和灵活等优点，因此得到了广泛应用。
LED点阵显示屏是利用发光二极管或像素组成的平面式显示屏。
它具有发光效率高，使用寿命长，组态灵活等特点。
本文设计的是用4块8×8点阵显示屏制作的室内时钟，数字采用静止显示方式。
电子钟是一种利用数字电路来显示分、时的计时装置，与传统的机械钟相比，它具有走时准确、显示直观、无机械传动装置等优点，因而得到广泛应用。
随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到数字电子钟。
本文介绍了LED点阵显示电子钟的发展历史及其应用范围。
目录1.总体设计方案及思路 (4)2.硬件设备及电路图 (5)3.所用的材料清单 (10)4.单片机汇编程序及解释 (13)5.组员分工 (27)5.1倪坤.单片机汇编程序的设计 (27)5.2倪翔.原理图及PCB的绘制 (27)5.3采佳浩.硬件设计思路和控制思路设计 (28)6课程报告的总结及调试程 (29)1总体的设计方案及思路：由中断产生的秒、分、小时数据，经转换子程序转换成适应LED点阵显示屏显示的数据，并通过单片机的输出功能输入到LED点阵显示屏，再通过显示扫描程序，显示出时钟的走时时间。
用计时程序来完成计时，数时功能，再通过单片机综合控制将数字显示出来。
由此可见，通过A T89C51单片机的控制功能，完全可以实现LED点阵显示电子钟。
1.1硬件结构：根据项目的功能和要求，可采用A T89C51单片机作为核心控制器。
LED点钟电子钟系统组成包括：晶振电路模块、复位电路模块、显示电路模块、显示行驱动电路模块、蜂鸣器电路模块、按键电路模块以及电源模块。
点阵LED电子显示屏设计报告单片机课程设计报告
单片机P1口低4位输出的行号经4/16线译码器74LS154译码后生成16条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线中选通端〔G1、G2〕均为低电平时，可将地址端〔ABCD〕的二进制编码在一个对应的输出端，以低电平译出。 假设将 G1 和 G2 中的一个作为数据输入端，由 ABCD 对输出寻址，54/74154 还可作 1 线－16 线数据分配器。一条行线上要带动16列的LED进展显示，按每一LED器件20mA电流计算，32个LED同时发光时，需要640mA电流，选用三极管8550作为驱动管可满足要求。
6.2软件调试
软件局部需要调试的分需要调试的主要有显示屏的刷新率及显示效果局部。
显示屏的刷新率由定时器T0的溢出率和单片机的晶振频率决定。显示驱动程序在进入中断后首先要对定时器T0重新赋初值，以保证显示屏的刷新率的稳定。定时器T0设定为工作方式1，即16位定时器模式，晶振频率f为11.0592MHZ,通过计算得定时器T0的初值TH0=0XFCH,TL0=0X18H.
前言：LED电子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。他具有发光效率高、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。并广泛用于公交汽车、码头、商店、学校和银行等公共场合用于信息的发布和广告宣传。自20世纪八十年代开场，LED电子显示屏的应用领域已经遍布了交通、电信、教育、广告宣传等各方面。LED电子显示屏开展较快，其无论在本钱和产生的社会效益等方面都有其独特的优势。
七、设计总结
两周的课程设计终于圆满落下帷幕了。经过这次的课程设计，让我更深刻体会到了把理论学习联系到实践应用当中的重要性。应该说我们所选择的课题16×16点阵LED电子显示屏的设计是一项硬件相对复杂、软件相对简单的设计，一开场由于对设计原理没有做到很深入的理解，导致一开场画原理图出现了点小错误，后来在教师的指导下画出了正确的原理图，后来的画PCB和做板的过程中又出现了问题，画PCB中由于理解错误把8*8点阵LED的位置放错了，以致在做板过程中经过一番修改才做出了正确的PCB板。在软件设计时，参考了很多网上搜索的资料，经过无数次的修改和调试，最后确定了这次设计的源程序。总之，经过这次课程设计，让我们的实践动手能力得到了很大的提高，在接下来的学习中，我们应该更多的把学习的理论知识应用到实践当中。
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课程设计题目：基于单片机的点阵电子显示屏设计（显示大学人民武装学院信息工程系）毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中已经注明引用的容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示意。
作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。
有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。
学校可以公布论文（设计）的全部或部分容。
的论文（设计）在解密后适用本规定。
作者签名：指导教师签名：日期：日期：注意事项1.设计（论文）的容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订基于单片机的点阵电子显示屏设计摘要：本文介绍了一款以单片机AT89S51为控制器的LED点阵显示屏系统的设计。
该系统可实现中英文字符的显示和动态特效显示。
并且可以通过级连的方式来扩大显示屏幕的尺寸以达到增加显示容的目的。
系统采用PC机作为上位机，上位机向单片机发送控制命令和上位机所存储的显示代码，AT89S51单片机接收并处理PC机的控制命令以及显示代码，由显示驱动模块驱动一个16×16分辨率的LED点阵显示屏的扫描显示。
PC机与单片机之间的通信采用RS—232C通信标准来实现。
所选用的AT89S51单片机具有价格低廉程序写入方便的特点使得整个系统方便维护和检修。
除此之外，该系统只占用了单片机少量的I /O口和存，为系统留下了功能扩展的空间。
关键字：AT89S51；LED点阵显示；串行通信第1章绪论1.1 课题背景1.1.1 选题背景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，显示屏由几万……几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。
利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。
目前应用最广的是红色、绿色、黄色。
而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。
LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室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[1]。
在短短的十来年中，LED点阵显示屏就以亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。
LED的发展前景极为广阔，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。
LED 显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。
（2）机场航班动态信息显示。
（3）港口、车站旅客引导信息显示。
（4）体育场馆信息显示。
（5）道路交通信息显示。
（6）调度指挥中心信息显示。
（7）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。
（8）广告媒体新产品等。
1.1.2 研究现状及发展趋势（1）我国LED产业发展现状我国的LED显示屏产业经过几年的发展，基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。
据不完全统计，至1998年底，年度销售总额在1000万元以上的企业有20多家，其销售总额达6亿元左右，占行业市场总额的85%以上。
全国从事LED显示屏的各类企业有100余家，从业人员近6000人，行业年度销售总额近8亿元人民币，1996年、1997年的增长速度均保持40%左右，1998年略有回落。
在国市场上，国产LED显示屏的市场占有率近100%，国外同类产品基本没有市场，四十三届世乒赛主会场体育中心、京九铁路、西客站、首都机场、浦东机场等，均由国代表企业中标。
技术水平相对领先,我国LED显示屏产业在规模发展的同时，产品技术推出新，一直保持比较先进的水平。
90年代初即具备了成熟的16级灰度256色视频控制技术及无线遥控等国际先进水平技术，近年在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无经线控制、多级群控技术等方面均有国先进、达到国际水平的技术和产品出现；LED显示屏控制专用大规模集成电路也已由国企业开发生产并得到应用。
LED显示屏产业培养形成了一批LED显示屏科技队伍，在全国LED显示屏行业的从业人数6000人中，科技人员有2800多人，将近50%。
LED 显示屏产业正成为我国电子信息产业的重要组成部分，也是平板显示领域唯一立足国形成的民族高科技产业。
（2）LED显示屏的发展趋势现代信息社会中，作为人一机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。
高亮度、全彩化蓝色及纯绿色LED产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业化条件。
基础材料的产业化。
使LED全彩色显示产品成本下降，应用加快。
LED产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色LED显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色LED屏更会成为主流产品。
全彩色LED显示屏的广泛应用会是LED显示屏产业发展的一个新的增长点。
未来LED显示屏会向着标准化、规化，产品结构多样化的方向发展[2]。
（3）选题意义该设计课题使我们能够掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法，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单片机的的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。
1.2 论文主要容针对设计题目的特点，作者对论文的容和结构将做如下安排：（1）初步方案的论证和选择搜集题目的有关资料，并参照目前通用的设计思想和设计方法拟定几套设计方案进行分析比较。
最终选定了以PC机为上位机，单片机为核心控制器件，外加译码电路和驱动电路的设计方案。
（2）方案实现以设计方案为指导思想选择合适的器件来实现这一思想，选择器件时要从功能和电气特性两方面来选择和论证。
经过对比选择选定AT89S51单片机为核心控制器件，由串并转换器74LS164和锁存器74LS373为译码电路器件，三极管8550和ULN2803为驱动电路器件。
论文列出了详细的器件参数和在系统中的连接使用方法。
（3）软件编写根据硬件特点和设计要求，软件选用汇编语言编写。
程序按功能分为静态显示、动态显示、通信等几个功能上相对独立的模块。
然后按照所划分的模块逐个编写和调试，最后将独立的模块整合起来。
（4）验证与测试调试分为硬件调试、软件调试和系统联合调试几步来进行。
在硬件调试中发现有单片机端口驱动能力不足、驱动电路工作不稳定等问题。
在软件调试中出现程序整合工作不协调等问题。
通过分析，查找找出了问题原因并设法将其解决。
（5）结论设计完成后对设计中所遇到的问题、经验教训、以及自己的想法进行总结。
第2章方案论证与选择2.1 系统硬件方案大多数的LED显示屏都在户外，所以对硬件的质量要求非常的高。
为方便检修和维护硬件电路设计时常常采用模块化的设计方法。
硬件的设计采用模块化设计，既要满足模块本身功能又要能够和整个系统兼容。
如图2-1所示,根据显示系统的功能特点确定系统硬件由显示屏部分，控制部分，通信系统及上位机四部分组成。
上位机通过通信部分向控制部分发送控制指令和显示容代码，控制部分执行显示指令并将显示代码处理后控制显示部分的显示容和显示方式[3]。
图2-1 系统硬件组成框图2.1.1 显示屏主控制器控制部分是整个系统的核心部分，其功能为与上位机通信接收上位机发送的数据和控制指令处理过后控制显示部分显示容。
其常用的电子设计方法有单片机、DSP、及EDA技术。
几种设计方法比较各有其特点：（1）单片机单片机是集成了CPU，ROM，RAM和I/ O口的微型计算机。
它有很强的接口性能，非常适合于工业控制,因此又叫微控制器(MCU)。
单片机品种齐全,型号多样 CPU 从8，16，32到64位，多采用RISC 技术，片上I/O非常丰富，有的单片机集成有A/ D，“ 看门狗”，PWM，显示驱动，函数发生器，键盘控制等。
它们的价格也高低不等，这样极满足了开发者的选择自由。
除此之外单片机还具有低电压和低功耗的特点。
随着超大规模集成电路的发展，NMOS工艺单片机被CMOS代替，并开始向HMOS 过渡。
供电电压由5V 降到3V，2V甚至到1V，工作电流由mA降至μA ，这在便携式产品有用武之地[4]。
单片机的技术门槛较低开发成本也较低非常适合初学者进行学习和锻炼使用。
现在市场上常用的单片机主要有MCS-51、AVR、ARM、PIC等。
其中应用最广泛的单片机首推Intel的51系列，由于产品硬件结构合理，指令系统规，加之生产历史“悠久”，有先入为主的优势常作为单片机学习的教材。
且51系列的I/O脚的设置和使用非常简单，当该脚作输入脚使用时，只须将该脚设置为高电平（复位时，各I/O口均置高电平）。