基于单片机的LED汉字滚动显示器的设计说明

1、本科毕业设计(论文)题目：基于单片机的LED汉字滚动显示器设计 教学单位： 工程技术系 专 业： 电子信息工程 学 号： 0912070130 姓 名： 春怀 指导教师： 永岐 2013年5月 / 摘要LED已成为一个高速发展的新兴产业，前景广阔。该设计介绍了基于单片机AT89S52的1616点阵LED汉字滚动显示屏的设计。其中重点介绍了LED点阵显示的硬件设计、硬件电路各部分的功能和原理、相应软件的程序设计，与详细的使用说明和工作流程。该设计分为六部分，其中主要容为系统总体分析，系统硬件设计，系统软件设计三部分。系统总体分析是该设计的基础；系统硬件设计是该论文的关键与核心部分，首先该部分简单描述系统硬件的工作原理，且附上系统硬件设计框图，论述了该设计所应用的各硬件接口技术和各个接口模块的功能与工作过程；软件设计是系统运行必不可少的部分。本设计主要是软、硬件相结合，以硬件为基础，来进行各功能模块的设计。本设计实用性强、操作简单、扩展功能强。本显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单与容易实现等优点。关键词：单片机；LED；点阵；汉字显示AbstractLEDhave become

2、a high speed development of emerging industries, and broad prospects. The design based on single chip microcomputer AT89S52 was introduced 16 * 16 lattice LED scrolling display of Chinese characters design. Which focus on LED dot matrix display the functions of the parts of the hardware design, hardware circuit and the principle and the corresponding software program design, and detaiLED instructions and work processes.The design is divided into six parts, including the main content for the syst

3、em overall analysis, the system hardware design, system software design three parts. System overall analysis is the foundation of the design; System hardware design is the key and core part of the paper, first of all, this part simply described the working principle of the system hardware, and attach a system block diagram of hardware design, the design is discussed the application of the hardware interface technology and the function of each interface module and working process; Software design

4、 is a crucial part of the system is running.The dominant idea of the design is a combination of software and hardware, on the basis of hardware, design of each function module. This design and strong practicability, simple operation, strong extended functionality. This display design with small size, less hardware, circuit structure is simple and easy to implement, etc.Keywords:MCU; LED; Lattice; Chinese character demonstrates目 录第1章 绪 论11.1 本课题的研究意义与必要性11.2 LED的现状和发展趋势11.3 LED的参数与特点2第2章 系统总体分析42

5、.1 设计目标与采取的方案42.2 工作原理52.3 总体设计5第3章 系统硬件设计73.1 单片机处理模块73.2 行驱动模块103.3 列驱动模块123.4 LED点阵显示模块143.4.1 LED点阵显示方案143.4.2 LED点阵原理153.4.3 汉字显示原理17第4章 系统软件设计194.1 主程序设计194.2 显示子程序设计204.3 移位子程序设计21第5章 系统调试与性能分析235.1 复位电路的调试与改进235.2 驱动电路的调试与改进235.3 上拉电阻的调试与改进235.4 总体性能分析23结 论25致 26参考文献27附录28第1章 绪 论1.1 本课题的研究意义与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。自其问世以来就因性价比极高而广受欢迎：其因价格低廉、功能强大、对环境要求低、编程简易方便、灵活而广泛应用在一些工控机和智能化仪表装置里面。LED点阵显示屏就是其一种常见的运用。自从改革开放以来，人们的生活水平日渐提高。纯粹的物质需求已经不能满足人们的

6、需要。人们对信息的渴求也越来越强烈。广告已经成为人们获取信息重要的一部分。LED显示屏有图文显示屏和视频显示屏两种。其中图文屏可以显示单色或者彩色的简单图形、文字，广泛应用在医院、火车站、学校教学楼、小型门店等场所；视频显示屏通过上位机控制，能实时的显示视频、实况转播等，多用在足球场、大型会客厅等场所。而且，不同尺寸规格和亮度的LED为室和室外信息显示提供了多种选择。LED之所以收到广泛的欢迎和应用，跟它的多项优点是分不开的。其概括起来主要是：成本低、体积小、亮度高、设计简单、需要电压低、功耗小、耐冲击、稳定、寿命长。现在LED正在向着更小体积、更大点阵密度、更多色彩和更小成本发展。由于LED技术的快速发展，有很多已经超出在校生所接触到的知识围，所以本设计旨在利用最简单主要的单色屏显示演示LED屏的工作过程和原理，并实现其显示容的滚动效果。可以通过更改程序中的点阵字库来改变所需要显示的容。且该设计具有较好的扩展性，要使其能同时显示更多的容，只需要再接通上相应数量的点阵屏模块即可。还可以通过修改烧录在单片机ROM的程序容来实现更多的动态效果如缩放、文字切入等。1.2 LED的现状和发展趋

7、势自从1907年HjRound发现了金刚砂通电之后可以出现发光的现象，并继此由后人发明了发光二极管，已经过去了一个多世纪。一个多世纪以来，LED技术得到了很大的发展。早先的LED是单个的发光管，结构比较简单。通过单向导电的方式点亮发光。它由阳极脚（1）、阴极脚（2）、部芯片（3）和环氧树脂保护外壳组成。外壳不仅可以起到保护芯片的作用，还可以透光聚光，使LED显示效果更强。早期LED外形如图1.1所示。图1.1 发光二极管（LED）外形图 随着科技的发展，人们已经不能满足于只能简单用作电源通断指示、普通照明用的发光二极管。随着要求的不断升高，更直接更方便的LED显示期间应运而生。如共阴极数码管、电平管、字符管等的外形虽然各不一样，他们的根本原理是一样的，即通过排列不同形状不同颜色的LED，用电路控制不同的点亮方式显示容。从此，LED产品的应用更加广泛。不论是出租车计价器，投票计数牌、昂贵仪器的显示面板，都可以看到它们的身影。LED点阵通过将一定数量的发光二极管通过矩阵的形式排列在一起，用类似我们现在的液晶显示器的显示方式显示一定像素字符或图片。常见的点阵数量有57、44、88、1616等

8、，可以通过排列组成更大的点阵。因为采用不同颜色的外壳和制作材料，LED点阵可以显示多种颜色，常见的有红色、蓝色、绿色。通过不同颜色的通断、灰度搭配，可以显示几乎所有我们常见的颜色。这也是近些年来LED被广泛运用的原因之一。相信在未来，LED照明和现实技术将会得到更大的进步和发展，继而有取代常规大功耗室外现实设备的趋势。LED的参数与特性LED的电压和电流的匹配。图1.2 LED的电压和电流LED 的正向伏安特性因此，LED伏安特性的数字模型可用式1.1表示()() (1.1)其中，是LED的启动电压。表示伏安曲线斜率。表示环境温度。是LED正向电压的温度系数，相对于多数LED而言典型值为。从LED的伏安曲线与数字模型看，LED在正向导通后其正向电压的细小变动将引起LED电流的很大变化，并且，环境温度，LED老化时间等因素也将改变影响LED的电气性能。而LED的光输出直接与LED电流相关，所以LED驱动电路在输入电压和环境温度等因素发生变动的情况下最好能控制LED电流的大小。否则，LED的光输出将随输入电压和温度等因素变化而变化，并且，若LED电流失控，LED长期工作在大电流下将影响LE

9、D的可靠性和寿命，并有可能失效。第2章 系统总体分析2.1 设计目标与采取的方案毕业设计是考察学生完成本专业教学培养目标的重要环节，是整个教学计划中综合性最强的实践性教学环节，它对于培养学生的正确思想和工作学习作风，提高学生综合应用专业知识和分析解决实际问题的综合能力，达到工程技术人员所必备的基本素质等方面具有重要的意义。该设计借助单片机AT89S52使LED显示屏实现滚动显示汉字的方法。研究Proteus软件在LED汉字滚动显示器和仿真中的应用，研究Keil软件编译和调试程序，并制作出LED滚动汉字显示屏。该设计的理论基础是单片机技术与应用基础，微机原理，模拟电子技术与数子电子技术。比如AT89S52芯片的一些工作原理是在MCS51的基础上加以改进完成的。8255芯片的工作方式曾在微机原理课程中介绍的。74LS154和三极管的工作原理也分别在数子和模拟电路课程中介绍过。通过该设计不但把以前学过的知识重新复习，而且在查阅专业外资料时还有好多芯片均是以学过的芯片为基础，并且在其基础上完善和改进。通过该毕业设计使我在校学习的理论知识与实际应用有机地相互结合起来，同时也培养了我独立思考问题、敢于创新的科学态度和不怕辛苦的钻研精神。在做该设计时预备两种方案来完成该设计。方案一:由于整个LED显示屏是1616即显示屏有16条

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