课程设计(论文)-基于单片机的LED电子广告牌设计实现
17页1、 课 程 设 计 报 告设计名称 基于单片机的LED电子广告牌的设计和实现 学 校 陕西电子科技职业学院 学 院 电子工程学院 学生姓名 班 级 1507 指导教师 时 间2017年10月21日 11 总括1.1 LED点阵汉字显示系统由于单片机技术的不断发展和高亮度LED 发光管的出现,使得大屏幕高亮度电子广告屏成为可能。与传统的显示设备相比,LED显示设备具有明显的优势:LED 屏色彩丰富,显示方式变化多样、亮度高;LED 屏可以随意修改显示内容;LED 显示屏可用来与计算机屏幕同步。另外,它以其超大画面、超宽视觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势,广泛应用于金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面。 LED电子显示屏是利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕,它具有高清晰度、色彩鲜艳、视角大、工作稳定、寿命长、功耗低等优点。由干采用单元模块化结构,屏体大小可按用户要求灵活拼制,它的超高亮度,使它在户内外显示中具有不可替代的作用。本文提供了一种成本低廉的汉字点阵LED显示方案,该方案采用常用的5l系列单片机和可以级联扩展的显示电路,可适用于许多需要汉字和图
2、形显示的场合。本设计的LED点阵显示系统采用字模提取软件,其显示和动态效果的实现主要依靠硬件扫描驱动,该方法方便,且易于实现。本文对点阵显示原理进行了深入的研究,对单片杌控制系统及显示驱动屯路进行了分析。介绍了单片机控制程序的设计方法。设计和制作了基于5 1系列单片机控制系统的641 6LED点阵显示屏。该系统对LED显示屏的驱动采用动态扫描驱动方式,可以实现不同的动态显示效果。 2 LED点阵汉字显示系统总体方案设计列显示数据列驱动1664LED点阵行驱动行扫描控制电路2.1移位寄存器74HC595控制列(方案一)输出数据缓冲33矩阵键盘片外RAM单片机AT89C51控制电路主要由单片机AT89C51、33矩阵键盘和片外RAM构成。结构框图如图2.1所示。80C51的PL口负责将显示数据发送给显示电路。P0口与P2口负责于片外RAM及内存通讯,即作数据线也作地址线。33矩阵键盘控制实现不同的显示方式、显示不同的点阵汉字、调速。结构框图如图2.1所示 图2.1 控制电路结构框图 显示电路主要由两片译码器74LS138、8片行驱动4953(每片控制两行)、8片列驱动74HC595(每片控
3、制八列)和16片1588共阳极二极管点阵模块(88)构成。这就决定了本LED显示屏是1664点阵。本屏通过33矩阵键盘左移、右移显示“通信学院电子信息工程”,控制点阵汉字的暂停、开始。结构框图如图2.2 输入 图2.2 显示电路控制结构框图2.2 译码器74HC154控制列(方案二) 该系统由AT89C52最小系统、1664LED点阵显示屏、列驱动电路、行驱动电路、33矩阵键盘构成。AT89C52为主控芯片,显示屏由16块88LED共阳极连接组成,其列驱动电路由4块4-16线译码器74HC154构成,输出列选信号,行驱动电路由2片74LS273构成。本屏通过33矩阵键盘左移、右移显示“通信学院电子信息工程”,控制点阵汉字的暂停、开始。,控制显示系统框图如图2.3 1664LED点阵显示屏行驱动列驱动33矩阵控制键盘电源电路时钟电路AT89C51复位电路 图2.3 LED点阵系统框图 方案一、方案二均可实现LED点阵汉字的显示,均采用基于KEIL C51的编程,故都具有较好的移植功能,程序可读性强。模块化的设计使程序看起来更加简洁,可非常方便地任意修改所要显示的汉字。方案一用移位寄存器7
4、4HC595控制列,易于扩展LED点阵,但行驱动、列驱动所用芯片过多,PCB版成本过高;方案二用4-16线译码器控制列,不易扩展LED点阵,但使用芯片较少,制作简单、方便,PCB版成本较低。通过比较,方案二成本低、制作方便,故选择方案二实现LED点阵显示系统。 3 系统硬件电路设计3.1芯片选择1)ATC89C51单片机1.ATC89C51系列单片机 ATC89C51是指INTEL公司于1980年推出的新一代8位单片机系列产品(8051)。从严格意义上讲,其他所有具有8051指令系统的单片机都不应直接称为ATC89C51系列单片机,ATMEL只是INTEL公司专用的单片机系列符号。 ATC89C51系列单片机及其兼容产品通常分为以下几类: 基本型:典型产品有8031/8051/8751。基本型采用HMOS工艺,片内集成有8位CPU,片内驻留4K8位的ROM(8031片内无),128B的数据存储器(RAM)以及21个特殊功能寄存器,32条I/O接口线,1个全双工的串行I/O口(UART),2个16位的定时/计数器,5个中断源和2级中断。数据存储器和程序存储器的寻址能力为128KB,指令系
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