衡水学院
毕业设计开题报告
题目:基于单片机的LED点阵显示屏的设计
学生姓名: 肖霄
系别: 物理与电子信息系
专业: 电子信息工程
年级: 2008级
学号: 200840513043
指导教师: 郭海丽
衡水学院教务处印制
毕业设计开题报告
题目基于单片机的LED点阵显示屏的设计
系别专业物理与电子信息系
电子信息工程
年级2008级开题日期2011.12.26
学号200840513043 姓名肖霄指导教师郭海丽
一、选题的目的及意义、本课题研究的基本内容、拟解决的主要问题：
1.选题的目的及意义:
随着电子技术的迅猛发展,点阵显示器件作为现代信息显示的重要媒体，在各个领域中得到了广泛应用。因此点阵显示器件的研制、生产得到了迅速发展，形成了光电子行业新兴的产业。LED显示屏以其外形美观大方，显示内容信息量大，操作使用灵活方便著称，主要应用在金融证券、广告宣传、公交、车站、体育、军事等许多领域。在各种公共场所，几乎我们都能看到LED显示屏，可见其在人们的日常生活中的重要性。该设计广泛涉及到了单片机技术、硬件之间的数据通讯技术、显示存储技术、系统软件开发设计技术、以及硬件接口和驱动的技术。由于我国的经济发展迅速，对信息传播要求越来越高，因此LED显示屏凭借其显示信息量大、寿命长、能耗小、重量轻、空间尺寸小、稳定性能高、便于维护和操作安装等特点，在社会中扮演着非同寻常的角色。
2.本课题研究的基本内容：
本设计利用单片机对整个系统进行控制，将要显示的字符和汉字按照需求进行显示。其中显示的内容由单片机输入，其中亮度以及稳定性主要由硬件电路完成。点阵采用的是单色显示，显示器电路特点是：单片机控制硬件电路动态扫描发光二极管，频率高，因此亮度也高，并且亮度可通过限流电阻来控制。通过单片机和时钟芯片或者温度传感器通信来显示时间和温度。由于系统的设计要求其独立稳定地显示要求的内容，并且能控制LED汉字的动态显示，因此控制部分设计成为以单片机为核心，驱动电路以及需要的传感器等为外围挂件，形成了点阵显示屏的控制部分。控制部分采用了价格低廉、扩展性强、功能强大的STC89C52单片机。该单片机内部集成了8KB的FLASH程序存储器和256B的随机存储器，采用CMOS工艺，具有低功耗、高可靠、超低价、安全性能高、工作频率高等优点，其存储器大小满足设计所需。处理PC机下载到单片机中的数据，将数据代码显示在LED显示屏上。大量的数据字库就可以存储在外围存储器上。驱动部分采用适合单片机的扩展的芯片即可。软件部分是用C语言编写程序来控制单片机数据的输入、处理、输出。
此系统是以单片机STC89C52为核心控制芯片，由DS1302和DS18B20完成时间和温度的测量，单片机分别读取它们的时间和温度，并将信息显示到LED屏幕上，行驱动采用的是74LS154和非门提供足够大的电流，列驱动采用用74LS595级联传送数据，利用串行传输数据。点阵屏幕采用的是8块8×8的单色LED点阵组成的16×32点阵显示屏。
此系统的主要功能是：能显示当前的时间并且可定制闹钟和整点报时，显示所处环境的温度，显示可调节速度地滚动显示字幕，显示静态显示字幕，显示动画等功能。3.本课题拟解决的主要问题：
该课题内容涉及到：驱动器、传感器模块、单片机外围电路、74LS595级联的应用、单片机与各个模块之间的通信问题。
行驱动采用芯片74LS154和非门，能输出一个高电平，控制点阵的一行点亮。用于扫描点阵显示屏的行。列驱动采用多片74LS595级联，级联能满足点阵显示屏的扩展，利用串行通讯能节省单片机的接口。传感器主要用到了DS1302和DS18B20。本系统的时间显示部分采用的是时钟芯片DS1302，温度显示部分采用的是温度传感器DS18B20，它们的外围电路都与单片机相连接，实时反馈信息。单片机外围电路涉及到最小系统的搭建，驱动电路搭建以及电路的走线的规范性。74LS595级联问题，利用数据接口和级联接口接在一起，所有74LS595的时钟线和信号线都要共同连接到单片机I/O口上。单片机和各个模块之间通信问题主要是在软件设计上，要安排合理，严格按照时序，画出流程图，编写程序。
二、课题研究步骤、方法及措施：
研究步骤:
第一、理论准备阶段，理解题目，研究题目所涉及到的内容，能够较好的掌握有关题目知识。
第二、确定系统各个模块，理清各个模块之间的关系。并开始进行相关硬件电路的资料收集。
第三、规划课题，确定组成结构，提出大体系统框架并在结构框架的基础上提出原理图。
第四、完成硬件设计部分并画出各部分电路图，将系统部件通过接口电路集合在一起，并画出电路图。
第五、根据系统控制过程绘制出流程图完成软件设计部分。
第六、检查是否可以实现要求，能够按照要求实现控制功能。整理论文。
研究方法：
1.文献调研法：通过网络、书籍和数字图书馆查找搜集与基于单片机的LED点阵显示相关的文献资料，对研究课题的现状有一定的了解。
2、理论分析法：通过对资料的分析与整理，根据单片机、LED点阵显示、传感器等的理论知识，分析本课题研究的可行性。
3、实践验证法：系统整体电路设计与软件编程相结合，先做出整个系统的电路，然后做出实物，对硬件和软件进行整体调试。
研究措施：
1、积极查找与课题相关资料，对课题进行深入分析，保证课题研究有序进行。
2、对系统软硬件相结合，设计硬件电路并编写相应的软件程序。
3、焊接硬件电路，并进行相应的调试。
4、通过调试，整理资料，撰写论文。
三、课题研究工作进度：
2011.11.07 —— 2011.12.11 查阅资料，方案论证，掌握相关知识；
2011.12.12 —— 2012.01.06 进行软、硬件设计，并完成文献综述和开题报告；2012.01.07 —— 2012.04.08 进一步进行试验，确定最佳方案；
2012.04.09 —— 2012.04.29 撰写论文，并完成初稿；
2012.04.30 —— 2012.05.21 完成论文文档和材料整理工作，提交论文；
2012.05.22 —— 2012.05.31 准备并参加答辩。
四、主要参考文献：
[1] 周兴华.单片机智能化产品[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006:196-230.
[2] 陈权昌,李兴富.单片机原理及应用[M].广州:华南理工大学出版社,2007.
[3] 侯玉宝,陈忠平,李成群等.基于Proteus的51系列单片机设计与仿真[M].北京:电
子工业出版社,2008.
[4] 郝建国,郑燕.单片机在电子电路设计中的应用[M].北京:清华大学出版社,2006.
[5] 诸昌矜.LED显示屏系统原理及工程技术[M].西安:电子科技大学出版社,2000.
[6] 李任青,连细建.点阵式LED电子显示屏的制作[J].电子制作,2002,(11):3-7.
[7] 胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京:清华大学出版社,1996,(7):317-341.
[8] 游华.大屏幕图文动画显示屏系统[J].电子技术应用,1994(8):26-27.
[9] 阳进.基于单片机的LED显示屏汉字显示[J].中国科技信息,2005,(12):112.
[10] Bonner.Locating a Space for Ethics to Appear in Decision-making[J].Privacy as an
exemplar.Journal of Business Ethics, 70:221-234,2007.
五、指导教师意见：
指导教师（签名）：
年月日
六、开题审查小组审查意见：
审查结果： 1、通过； 2、完善后通过；3、未通过
组长签名：
年月日
说明：开题报告应在教师指导下由学生独立撰写，开题报告一般不少于1000字，并交指导教师审阅。
毕业设计开题报告论证记录
题目基于单片机的LED点阵显示屏的设计
学生姓名肖霄学号200840513043 指导教师郭海丽
论证小组组成
组成姓名职称所在单位专业方向签字组长郭海丽讲师物理与电子信息系电路与系统
成员车爱静讲师物理与电子信息系电子信息工程李艳乐助教物理与电子信息系电路与系统霍聪颖助教物理与电子信息系电路与系统
1．问：完成此设计要解决哪些问题？
答：基于单片机的LED点阵屏的设计主要解决系统的硬件和软件两方面的问题。硬件方面主要解决单片机和外围电路的接口设计以及屏幕驱动设计的问题。外围电路主要有蜂鸣器驱动，用一个PNP三极管，基极限流电阻采取1K。时钟芯片主要是用到其接口工作原理，相应的供电口有两个，一个是5V电源供电，一个是掉电时备用电源供电，采用3V供电，还有接到晶振上的两个引脚和其余三个工作时与单片机相连接的引脚。软件方面主要是利用C语言，完成控制部分代码的编写。主要用到的是单片机工作时中断处理的知识和定时器的应用方面。
2．问：完成此设计需要掌握什么相关的知识？
答：此设计需要的相关知识如下：掌握74LS595芯片的级联应用以及数据的传送、译码器的应用、单片机的外围电路设计、点阵屏幕驱动电路设计、点阵屏幕的搭建、单片机C语言编程知识、时钟芯片的工作原理以及温度传感器的工作原理等。
3．问：此设计可实现的功能是什么？
答：能够显示当前的时间、设置闹钟、整点报时、显示所处环境的温度、显示可调速滚动速度的滚动字幕、以及静态显示和动画显示。系统上电后，首先进行初始化，读取时间和温度信息，显示当前的运行时间，此时可通过切换按键设置时间。等待功能键按下，就会切换到闹钟显示，此时可以调节闹钟的时间，调节闹钟的开和关。等待功能键再次按下，就会切换到温度显示功能。等待功能键第三次按下，就会显示静态字幕，此时可通过切换按键，模式切换到滚动显示字幕，此时可通过加减来调节滚动速度的大小。等待功能键第四次按下，会显示动态的图画。
记录员签名：
年月日
设计 题目 姓名 焦作大学机电 工程学院 中图分类号： 基于单片机的LED点阵显示 专业名称： 学生姓名： 导师姓名： 职称： 学号： 焦作大学机电工程学院 2012年12 月 毕业设计
中图分类号：密级： UDC：单位代码： 基于单片机的LED点阵显示 LED-based LCD display microcontroller design 姓名学制 专业研究方向 导师职称 提交日期答辩日期 焦作大学机电工程学院
焦作大学机电工程学院毕业设计摘要 摘要 单片机自70年代问世以来得到蓬勃发展，目前单片机功能正日渐完善:单片机集成越来越多资源，内部存储资源日益丰富，用户不需要扩充资源就可以完成项目开发，不仅是开发简单，产品小巧美观，同时抗干扰能力加强,系统也更加稳定，使得它更加适合工业控制领域，具有更加广阔的市场前景；提供在线编程能力，加速了产品的开发进程，为企业产品上市赢得宝贵时间。此外单片机具有性能高、速度快、体积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点。单片机的设计目标主要是增强“控制”能力，满足实时控制的需要。 本文的主要内容是掌握各种单片机的结构、接口、片上外设的特点，并用STC12C5410AD单片机的片上资源设计出适当的最小系统；并利用自行制作的单片机最小系统，完成一个简单应用（量程自动转换的电压表）的设计与软件及硬件设计制作，让读者掌握数字单片机最小系统的设计及单片机系统的应用方法。 关键字：单片机仿真器 LED点阵显示屏
Abstract MCU in modern life has been widely applied in the life of the very important position. It features becoming strong, involving various electronic applications. The work process for data collection, data processing and display, receiving terminals. Including specific control, display, A / D converter, level translation interface, such as personal computers. ADC0809 used to design 8-way data sampling, the use of MCS-51 microcontroller serial port to send and receive data. Show 8155, 75452, 7407 and in part by a LED digital display. Hardware design applications for electronic design automation tools, software design is modular programming method Key W ords: Single Chip Microcomputer Emulator LED dot matrix display
分类号 TP 单位代码 11395 密级公开学号 0605230 学生毕业设计（论文） 题目LED汉字显示 作者 院 (系) 能源工程学院 专业电气工程及自动化 指导教师 答辩日期2010年月日
毕业设计（论文）诚信责任书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名: 年月日
LED汉字显示 摘要 目前，作为方便、快捷的信息显示方式，LED汉字显示的应用非常广泛。车站、银行、超市等大型公共场所的即时信息及广告的显示，无不应用LED汉字显示屏。在能源日渐危机以及信息日渐重要的今天，具有低耗能、频更新、易维护的LED汉字显示屏必将受到广泛的应用，其具有非常的发展前景。 本文从LED的发展及单片机的简单原理开始，深入的研究了基于AT89C51单片机16×16 LED汉字滚动显示屏的设计并运用Proteus软件的仿真和实现。主要介绍了LED汉字显示屏的硬件电路设计、汇编程序设计与调试、Proteus 软件仿真和实物制作等方面的内容，本显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易实现等优点。能帮助广大电子爱好者了解汉字的点阵显示原理，认识单片机的基本结构、工作原理及应用方法，并提高单片机知识技术的运用能力。 关键词：单片机 LED 点阵 Proteus仿真
单片机LED点阵显示方法与程序代码 点阵的接法有共阴和共阳两种（共阳指的是对每一行LED来讲是共阳）。 由于51单片机驱动能力有限，亮度不够，所以一般需要三极管驱动，下图为一个8X8点阵原理图，仅仅是仿真，如果需要接实物的话，加上三极管才足够亮。 显示的方法有两种： 1、逐列扫描方式。如下图所示，P1口输出列码决定哪一列能亮（相当于位码），P2口输出行码（列数据）决定列上哪些LED亮（相当于段码），能亮的列从左向右扫描完8列（相当于位码循环移位8次）即显示出一帧完整的图像。 2、逐行扫描方式，与逐列扫描调换，即P2口输出位码，P1口输出段码，扫描完8行显示出一帧图像。 以逐行扫描为例，从上图可以很明了的知道点阵的显示原理了（红色表示高电平，绿色表示低电平），当把扫描速度加快，人的视觉停留，看见的就是一幅图或一个字了，如下图所示。
一、行扫描静态显示， 用51单片机实现上图静态显示的程序如下： #include
通信工程学院 毕业设计开题报告 题目：大型显示屏设计 专业：自动化 学号： 学生姓名： 指导教师姓名： 指导老师职称：博士 日期：2009年1月26日
一、毕业设计题目背景和目的 1.1课题研究的背景 LED电子显示屏作为一个城市、一个地区的商业发达程度的标志之一，已广泛地出现于车站、码头、大型商场等公共场所，是一个理想的新闻、广告和信息媒体。其中大型的LED文字屏由于功能比较专一、工作稳定可靠等诸多优点。本论文设计的是通用型LED显示屏，该屏可适用于室内外，其工作温度为－40℃――85℃。该屏显示能力灵活多变，显示模式多样，显示单元为单色点阵LED模块。 LED就是light emitting diode ，发光二极管的英文缩写，简称LED。LED 的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，其大概的样子就是由很多个通常是红色的小灯组成，靠灯的亮灭来显示字符。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。 LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于金融、税务、工商、邮电、体育、广告、厂矿企业、交通运输、教育系统、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。 LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内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。 纵观LED的发展历史，其之所以具有巨大的市场吸引力，根本在于：LED 的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途和无可比拟的优点。
项目名称：基于51单片机的LED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) 三、实现模块 (5) 四、运行程序 (7) 一、项目介绍 1.1项目背景 当今世界，电子技术迅猛发展，点阵式显示器件作为现代信息显示的重要媒体，在金融证券、体育、机场、交通、商业、广告宣传、邮电电信、指挥调度、国防军事等许多领域中得到了广泛应用。因此点阵式显示器件的研制、生产也的到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。目前，点阵式显示器件具体包括LED显示模块和LCD显示模块等。现在发展的LCD比较先进，LCD的优点较为明显，他体积小，容易控制，功能强，价格适宜，能够适应显示器的发展方向，因而在通信、家电、大屏幕投影等领域得到了越来越广泛的应用；随着社会经济的迅猛发展，工业生产逐渐实现了自动化，其中，设备的工
作状态和生产过程状态的显示与监控起到了非常重要的作用，对于那些需要显示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相对比较低的场合，使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，他可以显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同字号、字型，显示亮度较高，并且对环境条件要求比较低。LED显示又可以分为单色显示和双色显示，可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，并用单片机控制实现各种文字或图形的变化，达到宣传和提示的目的。 1.2功能介绍 2本次设计的用单片机控制的显示电路使用比较简单，操作方便。它主要是通过一个8×8点阵来显示图案，通过不同的按键来选择控制图案的种类及显示方式。在通电以后，显示屏全亮，随后进入逐字显示状态。按下复位键K1，系统自动复位，显示diligent，随后进入待命状态。按键1、2、3、4分别控制不同的图案。另外，我们可以通k5键来控制字符移动速度的快慢。 二、电路结构 单片机最小系统设计 2.2.1 各部分具体电路 1 单片机的时钟电路 AT89C52单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器，引线XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。单片机内部虽然有振荡电路，但要形成时钟，外部还需附加电路。AT89C52的时钟产生方式有两种：内部时钟电方式和外部时钟方式。由于外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中，所以此处选用内部时钟方式。 内部时钟方式：利用其内部的振荡电路在XTAL1和XTAL2引线上外接定时元件，内部振荡电路产生自激振荡。最常用的是在 XTAL1和XTAL2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器，如图2-1电路所示为单片机最常用的时钟振荡电路的接法，其中晶振可选用振荡频率为6MHz的石英晶体，电容器一般选择30PF左右。
篇一：基于单片机的led点阵显示系统的设计-开题报告 毕业设计（论文）开题报告 题目基于单片机的 led点阵显示系统的设计 二〇一二年十二月开题报告填表说明 1.开题报告是毕业设计（论文）过程规范管理的重要环节，是培养学生严谨务实工作作风的重要手段，是学生进行毕业设计（论文）的工作方案，是学生进行毕业设计（论文）工作的依据。 2.学生选定毕业设计（论文）题目后，与指导教师进行充分讨论协商，对题意进行较为深入的了解，基本确定工作过程思路，并根据课题要求查阅、收集文献资料，进行毕业实习（社会调查、现场考察、实验室试验等），在此基础上进行开题报告。 3.课题的目的意义，应说明对某一学科发展的意义以及某些理论研究所带来的经济、社会效益等。 4.文献综述是开题报告的重要组成部分，是在广泛查阅国内外有关文献资料后，对与本人所承担课题研究有关方面已取得的成就及尚存的问题进行简要综述，并提出自己对一些问题的看法。 5.研究的内容，要具体写出在哪些方面开展研究，要突出重点，实事求是，所规定的内容经过努力在规定的时间内可以完成。 6.在开始工作前，学生应在指导教师帮助下确定并熟悉研究方法。 7.在研究过程中如要做社会调查、实验或在计算机上进行工作，应详细说明使用的仪器设备、耗材及使用的时间及数量。 8.课题分阶段进度计划，应按研究内容分阶段落实具体时间、地点、工作内容和阶段成果等，以便于有计划地开展工作。 9.开题报告应在指导教师指导下进行填写，指导教师不能包办代替。 10.开题报告要按学生所在系规定的方式进行报告，经系主任批准后方可进行下一步的研究（或设计）工作。 篇二：led点阵显示系统开题报告 电气与信息学院 毕业设计（论文）开题报告《基于单片机的led点阵显示系统设计》开题报告 一、课题的目的和意义 1、研究目的 （1）运用51系列单片机控制技术，编写程序，通过程序控制led的显示，使led显示能够固定，平移，左右跑马，垂帘等多种显示功能，达到熟练使用c51语言进行单片机编程的目的。 （2）以89c51单片机为主要芯片，通过与译码器芯片、行列驱动器件及周围辅助电路的连接，形成硬件电路，并用dxp2004绘制出电路原理图与pcb图。通过设计，达到熟练使用dxp绘图的目的，同时锻炼动手能力，并对51系列单片机熟练应用。 2、研究意义 led是取自 light emitting diode 三个字的缩写，中文译为“发光二极管”，顾名思义发光二极管是一种可以将电能转化为光能的电子器件具有二极管的特性。 八十年代以来出现了组合型ied点阵显示器，以发光二极管为像素，它用高亮度发光二极管芯阵列组合后，环氧树脂和塑模封装而成。具有高亮度、功耗低、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。点阵显示器有单色和双色两类，可显示红，黄，绿，橙等。led点阵有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16、24×24、40×40等多种。目前，在
＃i nclude
for(j=0;j<3;j++)//from left to right 3 time { for(i=0;i<8;i++) { P3=taba[i]; P1=0xff; delay1(); } } for(j=0;j<3;j++)//from right to left 3 time { for(i=0;i<8;i++) { P3=taba[7-i]; P1=0xff; delay1(); } } for(j=0;j<3;j++)//from top to bottom 3 time { for(i=0;i<8;i++) { P3=0x00; P1=tabb[7-i]; delay1(); } }
单片机课程设计报告 —8×8 LED点阵屏显示“大”字 第一章设计内容及要求 (3) 第二章总体设计 (3) 2.1 系统框图.........................................................3、4 2.2 设计步骤 (4) 第三章各部分电路设计 (4) 3. 1 复位电路………………………………………………4 、5 3.2时钟电路……………………………………………5、 6 3.3显示电路.........................................................6、7 3. 4大字取模 (7) 3.5 LED 引脚连接方式..........................................8、9 3.6总体电路 (9) 第四章程序设计 (9) 4.1软件流图......................................................9、10 4.2大字的模 (10) 4.2主程序......................................................10、11 4.3 C51单片机开发工具：keil 4 Proteus使用方法...11、16 第五章仿真结果 (16)
第六章总结与体会................................................17、18 第七章参考文献 (18) 附录程序清单……………………………………………19、20 基于C51单片机的8×8 LED点阵屏汉字显示 一设计要求 1、设计一个8*8点阵LED电子显示屏 2、要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可静态显示一个大字。 二总体方案设计 2.1系统框图 根据设计要求与设计方案，硬件电路的设计框图如图1所示。硬件电路结构由8个部分组成：时钟电路、复位电路、按键接口电路、电源电路、点阵显示阳极电路、点阵显示阴极电路和8*8点阵显示电路。
项目名称：基于51单片机的LED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) 三、实现模块 (5) 四、运行程序 (7) 一、项目介绍 1.1项目背景 当今世界，电子技术迅猛发展，点阵式显示器件作为现代信息显示的重要媒体，在金融证券、体育、机场、交通、商业、广告宣传、邮电电信、指挥调度、国防军事等许多领域中得到了广泛应用。因此点阵式显示器件的研制、生产也的到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。目前，点阵式显示器件具体包括LED显示模块和LCD显示模块等。现在发展的LCD比较先进，LCD的优点较为明显，他体积小，容易控制，功能强，价格适宜，能够适应显示器的发展方向，因而在通信、家电、大屏幕投影等领域得到了越来越广泛的应用；随着社会经济的迅猛发展，工业生产逐渐实现了自动化，其中，设备的工作状态和生产过程状态的显示与监控起到了非常重要的作用，对于那些需要显示
的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相对比较低的场合，使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，他可以显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同字号、字型，显示亮度较高，并且对环境条件要求比较低。LED显示又可以分为单色显示和双色显示，可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，并用单片机控制实现各种文字或图形的变化，达到宣传和提示的目的。 1.2功能介绍 2本次设计的用单片机控制的显示电路使用比较简单，操作方便。它主要是通过一个8×8点阵来显示图案，通过不同的按键来选择控制图案的种类及显示方式。在通电以后，显示屏全亮，随后进入逐字显示状态。按下复位键K1，系统自动复位，显示diligent，随后进入待命状态。按键1、2、3、4分别控制不同的图案。另外，我们可以通k5键来控制字符移动速度的快慢。 二、电路结构 单片机最小系统设计 2.2.1 各部分具体电路 1 单片机的时钟电路 AT89C52单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器，引线XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。单片机内部虽然有振荡电路，但要形成时钟，外部还需附加电路。AT89C52的时钟产生方式有两种：内部时钟电方式和外部时钟方式。由于外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中，所以此处选用内部时钟方式。 内部时钟方式：利用其内部的振荡电路在XTAL1和XTAL2引线上外接定时元件，内部振荡电路产生自激振荡。最常用的是在 XTAL1和XTAL2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器，如图2-1电路所示为单片机最常用的时钟振荡电路的接法，其中晶振可选用振荡频率为6MHz的石英晶体，电容器一般选择30PF左右。
毕业设计（论文） 题目名称：基于51单片机的LED点阵显示屏系统 的设计与实现
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
1 LED电子显示屏原理 1.1 L ED电子显示屏概述 LED电子显示屏（Light Emitting Diode Panel）是由几百--几十万个半导体发光二极管构成的像素点，按矩阵均匀排列组成。利用不同的半导体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显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式，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。 LED显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。LED 显示屏因为其像素单元是主动发光的，具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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。 LED显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、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。 1.2 LED显示屏动态显示原理 LED点阵显示系统中各模块的显示方式：有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。 点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
目录i 摘要 本文介绍了一款以单片机STC89C52的LED点阵显示屏系统的设计。该系统可实现宋体汉字的静态显示和动态特效显示。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，STC89C52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。上位机软件部分主要通过软件编写一个字模转换发送的界面；实现上位机与下位机的通信；控制部分主芯片是STC89C52，是系统的核心，再利用C语言编程下载实现对单片机各引脚的控制；LED点阵显示屏包括驱动电路和显示屏，74HC138译码器输出控制显示屏的行扫描，74HC573（八位数据锁存器）控制显示屏的列，由于人眼视觉的滞留现象，行列驱动电路通过动态控制便实现了汉字的显示。 关键词：STC89C52 LED点阵屏单片机74HC138 74HC573
ii 目录 ABSTRACT This paper introduced a system design of LED dot matrix display which based on a single-chip controller STC89C52 . The system can display Arial static and dynamic character effects display. System uses a PC as a PC, the PC sends control commands to the microcontroller and PC display code stored, STC89C52 microcontroller receives and processes the command and control of the PC display code, by the display driver module to drive a 16 × 16 resolution LED dot matrix display scan display. PC software software development, mainly through VB interface to send a font conversion; Between PC and the next crew of communication; controlling part of the main chip is STC89C52, is the core of the system, and then use the C programming language download each pin of the microcontroller to achieve control; LED dot matrix display includes a drive circuit and display, 74HC138 decoder output control display line scan, 74HC573 (eight data latches) control the display of the column, because the human visual retention phenomenon, the ranks driving circuit through the dynamic control will achieve a display of Chinese characters. Keywords: STC89C52 LED dot matrix display microcontroller 74HC138 74HC573
8X8 LED点阵显示技术 在8X8LED点阵上显示柱形，让其先从左到右平滑移动三次，其次从右到左平滑移动三次，再次从上到下平滑移动三次，最后从下到上平滑移动三次，如此循环下去。 电路原理图 图4.24.1 硬件电路连线
(1)．把“单片机系统”区域中的P1端口用8芯排芯连接到“点阵模块” 区域中的“DR1－DR8”端口上； (2)．把“单片机系统”区域中的P3端口用8芯排芯连接到“点阵模块” 区域中的“DC1－DC8”端口上； 程序设计容 (1)．8X8点阵LED工作原理说明 8X8点阵LED结构如下图所示
从图4.24.2中可以看出，8X8点阵共需要64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置1电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，如图49所示，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述： 一根竖柱：对应的列置1，而行则采用扫描的方法来实现。 一根横柱：对应的行置0，而列则采用扫描的方法来实现。
汇编源程序 ORG 00H START: NOP MOV R3,#3 LOP2: MOV R4,#8 MOV R2,#0 LOP1: MOV P1,#0FFH MOV DPTR,#TABA MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR MOV P3,A INC R2 LCALL DELAY DJNZ R4,LOP1 DJNZ R3,LOP2 MOV R3,#3 LOP4: MOV R4,#8 MOV R2,#7 LOP3: MOV P1,#0FFH MOV DPTR,#TABA MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR MOV P3,A DEC R2 LCALL DELAY DJNZ R4,LOP3
沈阳工业大学 本科生毕业设计（论文）开题报告 毕业设计题目：基于proteus的LED显示屏的设计与仿真 学院：信息科学与工程学院 专业班级：通信工程0701班 学生姓名： 指导教师：陈桂林 2011年03 月21 日
基于proteus的LED显示屏屏的设计与仿真 一、课题研究的目的和意义 随着社会的不断发展，数字通信在通讯领域中起得作用越来越大。它带给人快捷，准确的信息资源，已经受到全社会的普遍认可。然而这些功能功能的实现可离不开单片机的功劳。单片机是一微型处理器，负责数据的接收、发送和处理工作。显示屏作为单片机一个基本的输出单元，具有颜色多样性和样式多样性的特点，不仅可以显示汉字及各种字符，而且还可以显示图像，甚至是三维立体动画。在日常生活中的用途更为广泛。通过设计16×16LED 电子显示屏，进一步了解单片机的工作原理和编程技巧，为进一设计出功能更强大的显示系统做准备;以便更好地服务社会。 LED显示屏经过多年发展，在国内外的应用趋于成熟化。它从最初的单基色显示，经过到双基色，现在发展到全彩色阶段。它们在社会上以得到广泛应用。同时颜色趋多样化，颜色由最初的红色，发展到可以表现真实世界的各种色彩。如何在该显示屏上更好地显示各种字形，图片，动画以及视频，已经成为社会关注的热点。尤其是显示效果的多样化和显示内容的逼真化与细腻化。如何通过软件解决以上问题，已经成为业内人士努力的方向。通过此次设计，以16×16点阵的LED显示屏为例，对此问题做进一步的讨论。 二、课题研究的主要任务与要求 1)熟悉单片机仿真软件proteus的使用方法 2)掌握发光二极管显示屏工作原理 3)设计电路并在proteus环境下绘制原理图，加入软件设计代码 4)系统混合仿真运行
盛年不重来，一日难再晨。及时宜自勉，岁月不待人。 基于单片机的LED广告牌设计 班级电子2班姓名秦地学号0902214075 成绩 一、设计背景 LED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。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。并广泛的应用于公交汽车，码头，商店，学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传。LED 显示屏经历了从单色，双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，自20世纪八十年代开始，LED显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教育、证券、广告宣传等各方面。 二、任务要求 设计一个简易的LED广告牌，用于显示自己的名字或其它个性信息。显示的字符用LED 发光二极管排列成固定形状，在控制电路驱动下各字符轮流循环点亮。或者用LED点阵显示，显示内容可更新。汉字一般是以点阵式方式存储的，如16×16,24×24点阵。汉字的字模其实是汉字字形的图形化。所谓16点阵字模，就是把汉字写在一个16×16的网格内，汉字的笔划通过某网格时该网格就对应1，否则该网格对应0，这样，每一网格均对应1或0，把对应1的网格连起来看，就是这个汉字。汉字就是这样通过字节表示其点阵存储在字形中的。为了方便查找所需要汉字的点阵，每个汉字都与一个双字节的内码相对应。通过汉字的内码可以计算出它的点阵起始字节。 三、整体设计方案 如图所示，本设计通过单片机来控制行列驱动器使LED显示屏显示出汉字，单片机选用AT89C52芯片，行驱动器采用74HC154的P0口，列驱动器选用74HC595芯片。该系统主要由AT89C52芯片、电源、行驱动器、列驱动器、16×64LED点阵5部分组成。
毕业设计（论文）文献综述 论文题目：基于单片机的LED点阵显示屏的设计 DESIGN OF LED DOT-MATRIX DISPLAY SCREEN BASED ON MCU 学生姓名：陈珂学号：0707070502102 二级学院名称：电子信息学院专业：电子信息工程 指导教师：黄暑娟职称：副教授 填表日期： 2011 年 2 月 20 日 浙江传媒学院教务处制 引言 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LED灯。在大型商场车站，地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示汉字或者图像。LED行业已成为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。LED显示屏是利用发光二极管点阵模型或者像素单元组成平面的显示屏幕。不但拥有色彩丰富，组态灵活，能够适应室内外各种环境的特点，还具有发光效率高，使用寿命长的优势。LED显示屏经历了初期的不可更换显示内容，单色，双色的
图文显示到如今的可随时更换显示内容，全彩色的视频显示，历经发展，LED显示屏得到了广泛的应用和发展。 一、国内外研究发展现状 随着信息产业的高速发展，LED显示屏作为信息传播的一种重要手段成为现代信息化社会的一个闪亮标志。近年LED显示屏已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所如银行、营业部、车站、机场、港口、体育场馆等信息的发布，政府机关政策、政令，各类市场行情信息的发部和宣传等。目前，对于那些需要显示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相对比较低的场合，使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，它可以用单片机控制实现显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同字号、字型，根据不同的需求动态或静态显示。 LED显示屏（LED panel）是由几万-几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成，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。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显示屏的发展可分为以下几个阶段： 第一阶段为1990年到1995年，主要是单色和16级双色图文屏。用于显示文字和简单图片，主要用在车站、金融证券、银行、邮局等公共场所，作为公共信息显示工具。 第二阶段是1995年到1999年，出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。视频控制技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将LED显示屏提升到了一个新的台阶。LED显示屏控制专用大规模集成电路芯片也在此时由国内企业开发出来并得以应用。 第三阶段从1999年开始，红、纯绿、纯蓝LED管大量涌入中国，同时国内企业进行了深入的研发工作，使用红、绿、蓝三原色LED生产的全彩色显示屏被广泛应用，大量进入体育场馆、会展中心、广场等公共场所，从而将国内的大屏幕带入全彩时代。 具体的说，LED显示屏目前的发展现状如下：
-14- 引言 随着社会的发展，LED显示户外广告是 目前一种重要的广告形式。LED显示具有功耗 低、寿命长、清晰度高的特点，随着广告内容 的多样化，对LED显示的要求也越来越高。数 码管显示是LED显示的最基本功能，但是其只 能通过各个段位来实现10位数字和少量字母的 显示，一般适用于纯数字显示领域。LED显示 屏是由多个发光二极管组成显示屏幕，通过控 制二极管的亮灭来对内容进行显示，能够实现 对图形、文字、视频等多种信息的显示。 一、单片机的选择 单片机又被称作单片微控制器，它是系统 控制和设计的核心。单片机的选择非常重要， 选择合适的单片机不仅能够提高所设计系统的 性能、简化外围电路和程序的设计，而且能 够降低设计的成本，使所设计的系统更具有实 际意义。本文采用功耗低、I/O口资源丰富、 价格便宜的AVR系列单片机中的ATmega16作为 显示系统控制的核心。针对LED显示系统的特 点，本文选择ATmega16单片机的原因主要有： (1)性能高，功耗低。ATmega16的高速数 据吞吐率很好的解决了功耗和处理速度之间的 矛盾，对于太阳能光伏系统来说，因为产生的 电能非常宝贵，因此功耗小的控制器能为系统 节省更多的能源。 (2)I/O口资源丰富，且功能多样。ATmega16 具有三十二个I/O口，在这些I/O口中，PA口具 有10位精度的ADC，可对单端输入电压进行采 集。本系统需要对多路模拟信号进行采集，利 用ATmega16可以方便的进行数据采集，不必再 进行另外的电路设计，简化了电路。 (3)能够通过对相关定时器的简便的设置 实现PWM波信号的产生和调节。ATmega16有两 个8位和一个16位的定时计数器，可以通过简 单的指令产生频率、相位和占空比可调的PWM 信号，且具有多种PWM信号模式，能够满足不 同的需求。 (4)与Protues硬件仿真软件具有很好的 兼容性。通过Code Vision AVR编译的应用在 Protues中的程序，能够通过编译器直接下载 的单片机中使用，方便了系统的调试。 图1 8×8点阵显示屏内部结构图 二、LED显示原理 LED数码管和点阵显示屏显示的基本原理 都是通过控制发光二极管的亮灭，来形成不同 的字形或者图案。对于点阵显示屏来说，因为 其彩色显示的需要，有时候需要对发光二极管 的颜色进行控制。点阵显示屏的发光二极管数 基于单片机的LED显示系统设计 中山市技师学院 李 威 【摘要】LED显示作为一种重要的数字化显示方式，从起初的纯数字显示功能发展到目前的图像、视频等多种媒体显示功能，给人们带来了完美的视觉享受。本文在对单片机选型的基础上，阐述了LED显示的原理，并且针对LED点阵显示屏，设计了以ATmega16单片机为核心的LED显示控制系统。该系统主要的优点是功耗小、成本低且工作速率快，非常适合室外多媒体和产业化的要求。 【关键词】LED显示；ATmega16；单片机 量较多，因此显示原理也比较复杂，如图1所 示是共阳极LED显示屏的内部结构图。点阵显 示屏一般具有多个LED发光二极管，不能直接 通过单片机的I/O口来控制其亮灭，一般都采 用动态扫描的方法，对点阵进行逐行或者逐列 的控制。对于共阳型的点阵来说，根据要显示 的字形，设置每一行和每一列的数据，从第一 行第一列开始，先对应第一行二极管的亮灭送 出列数据并锁存，然后选通第一行，送行数 据，延迟一段时间后送行数据00H;然后选通第 二行，采取相同的方法来控制二极管亮灭，直 至8行扫描结束，然后重复扫描。因为扫描的 速度非常快，由于人眼的余辉效应，就可以再 显示屏上看到稳定显示的字形。 三、系统硬件电路设计 本系统采用ATmega16单片机作为显示控 制的核心，采用8×8点阵单色点阵显示屏来进 行显示，同时系统还包括行驱动器、列驱动器 以及相关电源电路。系统的整体框图如图2所 图2 系统整体设计框图 图3 晶振电路图 1.ATmega16单片机最小系统设计 单独的一个单片机是不能发挥其控制作用 的，只有通过相关辅助电路的设计，使其构成 一个最小系统，才能发挥其强大的微控制器功 能。 (1)晶振电路的设计 ATmega16单片机内部具有RC振荡电路，可 实现四种振荡频率。但是内置振荡电路产生的 振荡信号不是很准确，因此在某些对振荡频率 要求比较高的情况下，例如定时器准确定时等 情况，一般都采用外部振荡电路为单片机提供 振荡频率。一般在外部晶振电路设计中，都要 求接22pF左右的电容。其电路图如图3所示。 (2)复位电路设计 对于ATmega16单片机来说，其内部已经设 置了上电复位，通过对相应熔丝位的控制，可 以实现对复位时间长短的控制，因此单片机外 部的复位电路设计就简化了许多，具体做法是 在外部接一个上拉电阻R 到VCC，本文选择10K 的上拉电阻。 本文设计的复位电路图如图4，在设计的 过程中，为了增加电路的可靠性，一般会增加 一个滤波电容来实现消除杂波和干扰的功能， 本文采用增加一个0.1uF的电容。电路中的二 极管D3(1N4148)的主要有两个主要功能：功能 一是当系统突然断电后，将上拉电阻短路，同 时使滤波电容C 实现快速放电，当系统再次通 电时，保证复位的有效性；功能二是系统在复 位时将其输入电压限制在VCC±0.5V之间。本 课题采用按键方式进行复位，当单片机正常工 作时，按下复位开关，由于电路的设计复位脚 输入相应的低电平信号，对系统进行复位。 图4 最小系统复位电路设计 (3)电源电路设计 AVR单片机最常用的是5V与3.3V两种电 压。本线路以开关切换两种电压，并且以双 色二极管指示(5V时为绿灯，3.3V时为红灯)。 二极管D1防止用户插错电源极性。D2可以允许 用户将电压倒灌入此电路内，不会损坏1117－ ADJ，系统电源电路如图5所示。 图5 电源电路设计图 1117-ADJ的特性为1脚会有50uA的电流输 出，1-2脚会有1.25V电压。利用这个特点，可 以计算出要求得出输出电压： 当SW开关打向左边时，R6上的电流为 1.25/0.33=3.78ma。R8上的电流为1117-ADJ1脚 电流加上R6上的电流，即0.05+3.78=3.83ma。 可以计算得R8上的电压为3.84V。于是得出 VCC=1.25+3.83=5.08V。误差在2%以内。 当SW开关打向右边时，R6上的电流为 1.25/0.62= 2.02ma。R8上的电流为1117-ADJ1脚 电流加上R6上的电流，即0.05+2.02=2.07ma。 可以计算得R8上的电压为2.07V。于是得出 VCC=1.25+2.07=3.32V。误差在1%以内。