電子信息工程畢業(yè)論文--led點陣顯示

1、<p><b>　　畢業(yè)設計</b></p><p>　　設計題目 LED點陣顯示 </p><p>　　系 別 機 電 工 程 系 </p><p>　　專 業(yè) 電子信息工程技術 </p><p>　　班 級 09306 &l

2、t;/p><p>　　姓 名 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　2012年 5 月</p><p><b>　　LED點陣顯示器</b></p><p>　　摘要：本設計使用簡單單片機AT

3、98S52作為主控制模塊，利用簡單的外圍電路來驅(qū)動16*16的點陣LED顯示屏。利用燒錄器可以很方便的實現(xiàn)單片機與PC機等外圍存儲設備的數(shù)據(jù)傳輸，并能利用軟件方便的進行顯示內(nèi)容的多樣變化，另一方面點陣顯示屏廣泛的應用于醫(yī)院、機場、銀行等公共場所，使信息的發(fā)布全面進入動屏時代,所以本設計具有很強的現(xiàn)實應用性。</p><p>　　關鍵詞：點陣 LED 單片機</p><p><b>

4、;　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　LED電子顯示屏是隨著計算機及相關的微電子﹑光電子技術的迅猛發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。它利用發(fā)光二極管構成的點陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應能力強、性能價格比高、使用成本低等特點，在短短的十來年中，迅速成長為平板

5、顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領域得到了廣泛的應用。</p><p><b>　　1.2 LED簡介</b></p><p><b>　　LED</b></p><p>　　即發(fā)光二極管是利用半導體的P-N結電致發(fā)光原理制成的一種半導體發(fā)光器件。[LED具有亮度高、功耗小、壽命長、工作電壓低、易小型化等優(yōu)點。最近藍色、純綠色超

6、高亮發(fā)光二極管相繼研制成功并已商品化，用LED制成室外"大彩電"已成為現(xiàn)實，它標志著 LED顯示技術達到了一個新的高度。</p><p>　　LED顯示屏是用發(fā)光二極管作顯示像素而構成的顯示屏，受空間限制小，適合于幾平方米到幾百平方米的屏幕，在此范圍內(nèi)和其它幾種屏幕相比有較強優(yōu)勢，可表現(xiàn)文字、圖形、圖像、動畫和視頻，能較好地適應各種使用環(huán)境.</p><p>　　1.3

7、 LED屏的分類 </p><p>　　1.3.1按顯示器件分類 </p><p>　　LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。 </p><p>　　LED點陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。 </p><p>　　LED視頻顯示屏

8、：顯示器件是由許多發(fā)光二極管組成，可以顯示視頻、動畫等各種視頻文件。 </p><p>　　1.3.2.按顯示方式分類</p><p>　　有靜態(tài)、橫向滾動、垂直滾動和翻頁顯示等。單塊模塊控制驅(qū)動12塊（最多可控制24塊）8X8點陣，共16X48點陣（或32X48點陣），是單塊MAX7219（或PS7219、HD7279、ZLG7289及8279等類似LED顯示驅(qū)動模塊）</p>

9、;<p>　　2 LED點陣顯示屏</p><p>　　2.1 LED顯示屏的簡介</p><p>　　LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構成的點陣模塊或像素單元組成在面積顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應能力強、價格性能比高、使用成本低等特點，在短短的十來年中，迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領域得到了廣泛的應用

10、。</p><p>　　2.2 LED顯示屏的需求分析</p><p>　　信息化社會的到來，促進了現(xiàn)代信息顯示技術的發(fā)展，形成了CRT、LCD、PDP、LED、EL、DLP等系列的信息顯示產(chǎn)品，縱觀各類顯示產(chǎn)品，各有其所長和適宜的市場應用需求。隨著LED材料技術和工藝的提升，LED顯示屏以突出的優(yōu)勢成為平板顯示的主流產(chǎn)品之一，并在社會經(jīng)濟的許多領域得到廣泛應用，主要包括：</p&g

11、t;<p>　?。?）證券交易、金融信息顯示。</p><p>　?。?）機場航班動態(tài)信息顯示。</p><p>　　港口、車站旅客引導信息顯示。</p><p><b>　　體育場館信息顯示。</b></p><p><b>　　道路交通信息顯示。</b></p>&l

12、t;p>　?。?）調(diào)度指揮中心信息顯示。</p><p>　?。?）郵政、電信、商場購物中心等服務領域的業(yè)務宣傳及信息顯示。</p><p>　?。?）廣告媒體新產(chǎn)品。</p><p><b>　　演出和集會。</b></p><p><b>　　展覽會。</b></p><

13、;p>　　2.3 LED顯示屏實現(xiàn)的功能</p><p>　　2.3.1 顯示屏驅(qū)動電路的選擇</p><p>　　采用通用芯片74LS595，其具有8位鎖存、串—并移位寄存器和三態(tài)輸出，可以用它的鎖存功能實現(xiàn)硬件電路對數(shù)據(jù)的刷新。其特點是控制信號簡單，級聯(lián)方便，芯片數(shù)量少。</p><p>　　2.3.2 亮度連續(xù)可調(diào)功能</p><p&

14、gt;　　通過調(diào)節(jié)電位器來改變電壓,實現(xiàn)亮度的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)電位器實現(xiàn)線形電壓調(diào)整,從而控制三極管使顯示屏壓降發(fā)生改變。從而達到連續(xù)調(diào)節(jié)亮度的目的。電位器的調(diào)節(jié)范圍較大，因此用此方法來調(diào)節(jié)。</p><p>　　圖2.1 簡單單片機處理框圖</p><p>　　2.3.3 串行口的選擇</p><p>　　采用MAX232來進行串行的傳輸, 用串行通訊的好處是簡單，抗干

15、擾性強.由于本系統(tǒng)有寄存器,因此不需要遠距離傳輸,因此MAX232已經(jīng)足夠滿足要求。并且可直接和PC機接口，[2]不用外加協(xié)議轉(zhuǎn)換電路。</p><p>　　3 系統(tǒng)的具體設計與實現(xiàn)</p><p><b>　　3.1 系統(tǒng)總框圖</b></p><p><b>　　圖3.1系統(tǒng)原理圖</b></p><

16、;p><b>　　3.2 硬件部分</b></p><p>　　用常用的AT89S52控制。技術比較熟練，應用廣泛，現(xiàn)在的51系列技術硬件發(fā)展的也非常得快，也出現(xiàn)了許多功能非常強大的單片機，因此使用單片機可以實現(xiàn)要求的基本功能。</p><p>　　都是8051的內(nèi)核，只不過52的內(nèi)部資源比51稍多，比如增加了一個16位的計數(shù)器T2，當然相應的特殊寄存器(SFR

17、)也有了一點變化，另外52的內(nèi)存也從51的128字節(jié)提高到了256字節(jié)，ROM也從2K提高到4K，可以裝下更大的程序，但是若單從運算速度來講，由于二者都是8051的直系后代，基本上可以認為二者運算性能相同。 考慮到內(nèi)存的增加對較復雜的程序帶來的好處，52的總體性能是要比51好不少的。</p><p>　　另外S52比C51還增加了ISP功能，就是在線可編程功能，這可是很有用的功能哦，首先是省去購買編程器的錢，另

18、外，對于買不起仿真器或希望能板上調(diào)試（就是插在成品電路板上調(diào)試）的人來說十分有價值，你可以隨時更新插在電路板上的單片機的程序，十分方便。當然S51也具備這一功能，C51和C52都不具備，現(xiàn)在電子市場能買到的大都是S系列的。</p><p>　　圖3.2 8*8點陣外觀及引腳圖</p><p>　　采用4個8*8LED顯示模塊，構成16行*16列點陣顯示點陣顯示屏。4片8*8點陣LED顯示模

19、塊利用總線形組成一個16*16的LED點陣，用于同時顯示1個16×16點陣漢字或4個16×8點陣的字母﹑字符或數(shù)字。單元顯示屏可以接收來自控制器（主控制電路板）或上一級顯示單元模塊傳輸下來的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級顯示模塊單元中，因此顯示板可擴展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容。</p><p><b>　　3.2 軟件部分

20、</b></p><p>　　3.2.1 LED顯示屏驅(qū)動電路</p><p>　　采用74HC154譯碼器。將從AT89S52里出來的列信號通過74HC154級聯(lián)而成的16位的信號輸出端連接到16*16的點陣LED的輸入端，作為點陣的行驅(qū)動信號。從89S52輸出四個信號分別輸入到級聯(lián)的74HC154譯碼器，然后輸出16位行信號，經(jīng)過16個200歐姆的電阻，再輸入到16個PNP

21、（8550）三極管的B極來進行對行信號的放大，其中所有的三極管的E極相連接+5V的電源，所有的C極接16個LED點陣的行型號引腳，得到的信號作為點陣LED 的行輸入信號。通過對154的四個輸入信號進行控制，改變行信號來控制二極管的亮、滅來顯示出所要求的字符、漢字。</p><p>　　行驅(qū)動電路：每個LED管亮需要7mA的電流，那么64個同時亮就需要448mA的電流，所以我們要對列進行驅(qū)動，我們采用晶體管8550

22、對列信號進行放大，使LED點陣能夠正常顯示。其驅(qū)動電路如下：</p><p>　　圖3.3 74HC154行驅(qū)動線路圖</p><p>　　3.3.2 LED顯示器列驅(qū)動電路</p><p>　　此電路是由集成電路兩個級聯(lián)74HC595構成的，它具有一個8位串入并出的移位寄存器，可以實現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳送下一行的列數(shù)據(jù)。</p><p

23、>　　圖3.4 74HC595列驅(qū)動線路圖</p><p>　　3.5 刷新頻率的計算</p><p>　　根據(jù)人眼的視覺的暫留特性，50HZ是適宜的刷新頻率，所以CPU的刷新頻率一般不低于60HZ，但是刷新頻率太高的話，會使顯示屏的亮度降低，所以刷新頻率有最高值要求，本設計最高刷新頻率為600HZ。</p><p><b>　　3.6 鍵盤<

24、/b></p><p>　　鍵盤是使用比較簡單的獨立式鍵盤，而且具有指示功能模塊電路圖如圖</p><p>　　圖3.5 按鍵開關線路圖</p><p><b>　　鍵盤各項功能如下：</b></p><p>　　顯示模式鍵：鍵可以模式選擇五種模式，預存漢字、預存符號、SD卡信息、時鐘和PC數(shù)據(jù)顯示。</p&

25、gt;<p>　　滾動模式鍵：可以控制二種滾動模式，在正常顯示模式下實現(xiàn)左、右滾動。</p><p>　　循環(huán)模式鍵：可以控制定時循環(huán)模式。</p><p>　　時間調(diào)整鍵：即時間設定鍵，在時鐘顯示模式下，可配合加減鍵循環(huán)設置時、分、秒。</p><p>　　定時鍵：按下時，顯示當前的循環(huán)間隔的時間，可利用加減鍵進行間隔控制調(diào)整。</p>

26、<p>　　刷新頻率鍵：按下后，顯示刷新頻率，可利用加減鍵調(diào)整。</p><p>　　滾動速度鍵：按下后可以顯示當前的速度，利用加減鍵調(diào)節(jié)滾動速度。</p><p>　　加、減鍵：配合其他鍵，在各種模式下，實現(xiàn)調(diào)整。</p><p><b>　　復位鍵：復位系統(tǒng)。</b></p><p>　　3.7 系統(tǒng)各個

27、程序流程框圖</p><p>　　本系統(tǒng)的顯示處理采用動態(tài)掃描法，而鍵盤處理采用查詢法并注意按鍵的消抖處理。整個程序可以分為鍵盤掃描、點陣行列的掃描、串口傳輸。</p><p>　　3.7.1 主程序的流程圖</p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p

28、><p><b>　　否</b></p><p>　　是 </p><p>　　3.7.2 按鍵程序</p><p>　　本系統(tǒng)中的按鍵程序分為按鍵掃描子程序和按鍵功能執(zhí)行子程序。而且在按鍵中使用了定時器Time0來實現(xiàn)按鍵消抖的功能。</p><p>　　是

29、 否</p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　3.7.3 掃描</b></p><p>　　本系統(tǒng)中利用89S52來實現(xiàn)點陣顯示屏的行列的掃描，其軟件的流程圖如下圖</p>&l

30、t;p><b>　　4測試、結果及分析</b></p><p><b>　　4.1功能</b></p><p><b>　　表4.1</b></p><p>　　4.2 發(fā)揮部分功能</p><p><b>　　表4.2</b></p>

31、<p><b>　　5 總 結</b></p><p>　　本系統(tǒng)完成了LED點陣電子顯示屏和控制器的制作。經(jīng)調(diào)試，顯示屏的顯示亮度適中，并能實現(xiàn)持續(xù)可調(diào)，滾屏顯示和實時時間顯示。通過和PC機的通訊，使顯示的信息能實時的更新。整個系統(tǒng)簡潔，可靠性高，性能穩(wěn)定。本系統(tǒng)達到了設計的基本要求和發(fā)揮部分的要求，并且在其他發(fā)揮項目中擴充了很多設計。 經(jīng)過本次設

32、計，對AT89S52，74HC595，74HC154等芯片功能有了更深層次的理</p><p>　　設計中還有欠缺的方面</p><p>　　今后的學習工作中會加以注意。</p><p><b>　　6 致 謝</b></p><p>　　本文的順利完成，首先要感謝的是**老師，從選題到定稿，都是在**老師的悉心指導下完

33、成的，**老師學識淵博，對待工作一絲不茍、治學嚴謹?shù)膽B(tài)度使我不僅在做論文的過程中受益匪淺，更是對我在今后的生活、工作和學習都將具有長遠的指導意義。</p><p>　　將近三年的大學生活，讓我學到了很多，收獲了很多。能一路走來，我感謝我的同學轉(zhuǎn)眼三年仿佛就在昨天,三年里大家一起生活、學習,讓我在這個遠離家鄉(xiāng)的城市有著家一般的融洽,你們給了我最純正的友情,最真誠的幫助.</p><p>　

34、　在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ </p><p>　　參考文獻： </p><p>　　[1]《單片機原理及其接口技術》 李明；大連理工大學出版社， 2009。</p><p>　　[2] 《工業(yè)電器控制與PLC應用》