大学本科毕业设计_点阵LED汉字显示系统的设计(硬件部分)

led点阵毕业设计LED点阵是一种常见的显示设备，它由许多小型的发光二极管组成，可以用来显示文字、图像和动画。

在现代科技的推动下，LED点阵的应用越来越广泛，尤其在毕业设计中，它成为了许多学生选择的研究方向。

一、LED点阵的原理和结构LED点阵的原理非常简单，它由许多发光二极管按照一定的排列方式组成。

每个发光二极管都有一个正极和一个负极，当正极接通电流时，发光二极管就会发光。

通过控制每个发光二极管的电流，可以实现不同的显示效果。

LED点阵的结构也很简单，一般由多行多列的发光二极管组成。

每行的发光二极管连接在一起，每列的发光二极管也连接在一起。

通过控制每行和每列的电流，可以选择性地点亮或熄灭每个发光二极管，从而实现显示效果。

二、LED点阵在毕业设计中的应用LED点阵在毕业设计中有许多应用，下面我们来介绍一些常见的应用案例。

1. 数字钟LED点阵可以用来制作数字钟，通过控制每个发光二极管的点亮和熄灭，可以显示出当前的时间。

这对于毕业设计来说，既有一定的技术难度，又能够实际应用于生活中，非常具有实用性。

2. 温度显示LED点阵还可以用来制作温度显示器，通过传感器获取当前的温度数值，并将其转化为LED点阵的显示。

这种设计不仅可以展示温度信息，还可以通过不同的颜色和图案来表示不同的温度区间，提高用户体验。

3. 文字信息显示LED点阵最常见的应用就是显示文字信息，比如在公共场所的广告牌、电子显示屏等。

在毕业设计中，可以通过编程控制LED点阵显示不同的文字信息，实现信息的传递和交流。

三、LED点阵毕业设计的挑战和解决方案LED点阵毕业设计虽然有许多应用案例，但也面临着一些挑战。

下面我们来讨论一些常见的挑战和解决方案。

1. 硬件设计LED点阵的硬件设计是一个关键的环节，需要考虑电路的稳定性、功耗和散热等问题。

在毕业设计中，可以通过合理的电路设计和选用高质量的元器件来解决这些问题。

2. 软件编程LED点阵的软件编程也是一个重要的挑战，需要熟悉编程语言和掌握相关的算法。

本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：点阵式ＬＥＤ汉字广告屏的设计与制作学院：计算机科学与技术专业：电子科学与技术＿班级：电子科学与技术＿学号：＿＿＿＿＿＿＿学生姓名：＿＿＿＿＿指导教师：＿＿＿＿＿2016 年 6 月 2 日本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。

毕业论文（设计）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。

特此声明。

论文（设计）作者签名：日期：目录中文摘要及关键词 (V)Abstract & Keywords (VI)第1章前言 (1)1．1 LED电子显示屏概述 (1)1．2 LED电子显示屏的分类 (1)1．3 LED显示屏的应用示例 (2)1．4 设计任务 (2)第2章显示原理及控制方式分析 (3)2．1 LED点阵模块结构 (3)2．2 LED 动态显示原理 (3)2．3 LED常见的控制方式 (5)第3章总体方案设计与分析 (7)3．1 显示单元的考虑 (7)3．2 滚屏的实现 (7)3．3 关于可扩展性 (7)3．4 微控制器的考虑 (7)3．5 关于点阵数据的存储方式 (8)3．6 关于显示内容的更新 (8)3．7 总体电路结构及工作原理 (9)3．7．1 硬件电路框图 (9)3．7．2 工作原理 (10)第4章硬件电路设计 (12)4．1 显示单元电路设计 (12)4．1．1 点阵LED模块的选择 (13)4．1．2 列驱动电路设计 (13)4．1．3 行驱动电路设计 (15)4．1．4 行驱动电路元件参数计算 (16)4．2 单片机控制系统电路设计 (17)4．2．1 单片机的选型................................... (17)4．2．2 STC单片机在条屏运用中的优越性 (17)4．2．3 单片机系统电路设计 (19)4．3 字库与单片机的接口设计 (20)4．3．1 字库芯片选型 (20)4．3．2 字库芯片的使用方法 (20)4．3．3 字库芯片的电气特性 (21)4．3．4 字库芯片与单片机的接口设计 (23)4．3．5 字库芯片3.3V电源设计 (23)4．3．6 5V-3.3V的电平转换电路设计 (24)4．4 与上位机的通信电路设计 (25)4．4．1 通信协议的选择 (25)4．4．2 MAX232电平转换芯片特点 (26)4．4．3 单片机与PC间通信接口电路设计 (27)4．5 对于系统电源及通信电缆的选择 (27)4．5．1 对于LED显示屏的电源要求 (27)4．5．2 开关电源在条屏应用中的优势 (28)第5章单片机软件设计 (29)5．1 开发工具及语言 (29)5．2 单片机软件流程 (29)5．3 单片机软件中几个重要算法的实现 (30)5．3．1 显示缓存技术与映射关系 (30)5．3．2 LED点阵与显示缓冲区建立连续编址映射的算法 (30)5．3．3 实现动态显示的算法 (31)5．3．4 实现滚屏的算法 (31)5．4 下位机软件有关的计算 (32)5．4．1 UART异步串行口波特率计算 (32)5．4．2 SPI同步串行口波特率计算 (33)5．4．3 汉字内码与点阵地址的换算 (33)5．5 片上E2PROM的空间分配 (33)5．6 单片机与PC机间的通信协议 (34)第6章上位机软件设计 (35)6．1 上位机软件开发环境 (35)6．2 上位机软件流程 (35)6．3 上位机软件界面设计 (36)6．3．1 控件布局 (36)6．3．2 MSCOMM控件属性 (36)6．4 上位机软件关键算法实现 (37)6．4．1 PC机串口操作 (37)6．4．2字符转为GB2312内码的算法 (38)6．5 上位机软件使用方法及运行环境 (39)6．5．1 控件功能及使用方法 (39)6．5．2 运行环境 (40)第7章PCB结构设计 (41)7．1 PCB设计平台 (41)7．2 元件布局及PCB整体结构工艺 (41)7．3 布线工艺与准则 (41)7．4 PCB实物照片 (43)第8章使用说明与测试结果 (44)8．1 LED汉字显示屏使用说明 (44)8．1．1 使用环境 (44)8．1．2 安装上位机软件 (44)8．1．3 更改显示内容 (44)8．1．4 更换显示模式 (45)8．2 测试结果 (45)8．2．1 软件测试 (45)8．2．2 实际刷新率测试 (46)8．2．3 实际移动速度测试 (46)8．2．4 电气指标测试 (47)8．3 设计任务完成情况 (48)第9章总结 (49)参考文献 (50)致谢 (50)附录 (51)附图1 并行驱动方式电路图 (51)附图2 本设计完整电路图（串行传输方式） (52)附图3 PCB元件布局 (53)附图4 PCB顶层布线 (54)附图5 PCB底层布线 (55)附图6 元件清单 (56)附图7 本设计作品照片 (57)附图8 本设计显示效果照片 (58)清单1 单片机程序清单 (59)清单2上位机软件VB程序清单..................。

摘要伴随当今高度发展的信息时代，涉及半导体技术光电器件、电子电路、集成电路、信息图像处理、信息传输、计算机网络以及电子产品制造和电子产品安装工程等相关技术的LED显示屏在信息领域显得尤为活跃，在各行业的应用及普及方面也取得了长足的进步。

从LED材料的不断更新，灰度控制技术的发展，真彩色图像的展现；到驱动电路的灵活、高效，控制系统技术的提高无不体现了LED行业技术的飞跃发展。

另外，随着计算机网络技术的发展，LED显示屏在网络环境下的使用情况越来越多，在多媒体、多种显示设备组成的信息显示系统中，采用智能化网络控制，联网控制多屏技术也在实际中得到应用。

现存显示屏的控制系统包括了输入接口电路、信号的控制、转换和数字化处理电路、输出接口电路等，涉及的具体技术很多，其中为关注并研究开发和应用的关键技术包括：串行传输与并行传输、动态扫描与静态锁存、输入接口技术、自动检测、远程控制技术等。

本文以4个8×8点阵显示器为例，单片机AT89C52作为控制器，探讨简单的汉字、数字显示技术。

硬件模块设计方面，主控制系统采用单片机控制方式，实现点阵 LED显示屏的驱动及信息的保存与显示。

具体包括：（1）LED显示点阵：主要由LED、固定板及其电路构成。

通过单片机的控制驱动电路，采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器，由行译码器给出的列选通信号，从第一列开始，按顺序依次对个行进行扫描，实现LED的发光功能。

（2）主控制系统：采用AT89C52单片机控制整个硬件模块的工作，系统可以和PC 机进行通信，实现数据刷新。

综上所述，基于系统的分析设计方案以及硬件设备的支持，对整个系统做了深入浅出的分析，本文以8×8LED点阵显示器为例，采用ATMEL公司的高性能8位单片机，探讨简单的汉字、数字显示技术，并为大型系统的研发和生产提供思路。

关键词：LED点阵显示器；单片机AT89C52； 74LS154 4-16线译码器； MAX232电平转换芯片；铁电存储器FM24C16ABSTRACTWith the high development of communication in our society,LED large screen include so many kinds of technique such as semiconductor technology, electrocircuit, integrate circuit,image manipulation, information transfers, computer network and electronic manufacture technology and engineering has become more and more active in the information field, and also make a great progress with application and populaziration in every walk of life.From the development of the material of LED, the technique of ash-degree control, the clearly multicolor image’s displaying to the active and high efficient drive electrocircuit, also the improving skill of control system are all incarnate the great progress of the LED-industry. In addition , with the development of network LED large screen is more and more in used ,intelligentize net control and net-join control technology are also bu used in practice under the multimedia and information display system composed with multi-device environment. Taking four 8 ×8 LED matrix with the controller of single-chip minicomputer AT89C52 as an example, we discuss the display technology of Chinese character, number.The hardware-model is under the single-chip’s control, achieve saving the information and driving the LED. Including :1.Led-field-array display: it is consist of LED, fixation and driving electrocircuit. At last through the control of single-chip accomplish the word and picture display.2. Center control system: under transfer data to the hardware system SMC, The system may carry on the communication with PC machine, realizes the data revolution. Information preservation in poss ferroelectric random access memory FM24C16 According to the analysis and design of the system, arithmetic, program and support of hardware device. This article take 8×8 the LED matrix as an example, uses ATMEL Corporation the high performance 8 monolithic integrated circuits, discusses the simple Chinese character, the digital demonstration technology, and provides the mentality for the large-scale system research and development and the production.Key words:LEDmatrix; Single-chip microcomputerAT89C52; 4-Line to 16-Line Decoder/Demultiplexer; Poss ferroelectric random access memory FM24C16；MAX232 level transformation chip目录绪论 (1)1.1 LED显示屏的研究背景及意义 (1)1.2 LED显示屏的技术现状及发展趋势 (2)1.3 论文主要研究内容及要考虑问题 (4)2．直流电源设计介绍 (5)2.1 桥式整流电路 (6)2.2 滤波电路 (6)2.3 三端集成稳压器 (7)3． PC机与单片机串口通信接口设 (8)3.1 串行通信接口标准RS－232C (8)3.2 RS-232C与TTL\COMS逻辑电平的比较和转换 (9)3.3 MAX232电平转换芯片 (9)3.4 PC机与单片机的串行通信接电路 (10)4． LED显示屏结构功能介绍 (11)4.1 屏体部分结构与功能 (11)4.2 控制器结构与功能 (12)4.2.1 单片机功能电路 (12)4.2.2 驱动电路 (13)5．硬件模块的设计与实现 (14)5.1 总体设计 (14)5.2 主要元件介绍 (15)5.2.1 单片AT89C52 (15)5.2.2 8*8点阵显示器 (17)5.2.3 4线-16线译玛器74LS154 (24)5.2.4 大功率2SC8050NPN三极管 (28)5.2.5 大功率2SC8550PNP三极管 (31)5.2.6 铁电存储器FM24C16及其应用 (31)5.3 LED点阵显示系统的硬件设计 (34)5.3.1 单片机的晶阵电路 (34)5.3.2 单片机的复位电路 (35)5.3.3 AT89C52的最小应用系统 (36)5.3.4 显示器及接口设计 (37)5.3.5 驱动电路的原理与设计 (38)总结与展望致谢参考文献附录绪论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，是集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示系统。

点阵式汉字电子显示屏毕业设计(论文) 毕业设计(论文)任务书题目: 题目: 任务与要求: 任务与要求: MCS- 系单片机为核心器件,组成点阵式汉字电子显示屏. 以MCS-51 系单片机为核心器件,组成点阵式汉字电子显示屏. 点阵显示器组成, 个汉字. 显示屏由16*16LED 点阵显示器组成,可以以此显示 4 个汉字.通过编编译可以对汉字修改. 编译可以对汉字修改. 时间: 时间: 所属系部: 所属系部: 学生姓名: 学生姓名: 专业: 专业: 指导单位或教研室: 指导单位或教研室: 指导教师: 指导教师: 电子技术教研室职称: 职称: 学号: 点阵式汉字电子显示屏的设计2010 年 4 月15 日点阵式汉字电子显示屏毕业设计(论文) 毕业设计(论文)进度计划表日期工作内容执行情况指导教师签字教师对进度计划实施情况总评签名年月日本表作评定学生平时成绩的依据之一. 点阵式汉字电子显示屏目录第 1 章设计内容及设计方案.................................................4 1.1 设计要求.............................................................................................................................. 5 1.2 总体设计方案和论证......................................................................................................... 5 1.2.1 LED 显示屏控制系统设计........................................................................................... 5 1.2.2 系统模块化设计........................................................................................................... 6 第2 章系统的功能概述....................................................... 6 2.1 电路的基本概述.................................................................................................................. 6 2.1.1 电路的基本组成.......................................................................................................... 6 2.1.2 电路的特点及功能....................................................................................................... 7 2.2 主要设计内容及技术指标................................................................................................. 7 2.2.1 主要设计内容.............................................................................................................. 7 2.2.2 主要技术指标.............................................................................................................. 8 2.3 LED 显示屏控制系统设计.................................................................................................. 8 第 3 章系统硬件设计........................................................ 8 3.1 硬件电路组成及工作原理................................................................................................. 8 3.3 A T89C51 单片机的结构.................................................................................................... 10 3.3.1 AT89C5 基本结构....................................................................................................... 10 3.3.2 单片机引脚图及封装................................................................................................ 12 3.4 74 LS154 译码器芯片介绍............................................................................................... 15 3.5 8×8 LED 点阵显示模块的硬件设计及工作原理........................................................... 17 第 4 章系统的软件设计..................................................... 19 4.1 软件流程............................................................................................................................ 19 4.2 汉字的表示及编码原理................................................................................................... 20 4.3 提取汉字的软件的设计及实现....................................................................................... 21 4.3.1 汉字的实现.............................................................................................................. 22 第5 章系统调试与测试结果分析............................................. 24 5.1 元器件清单和使用的仪器仪表........................................................................................ 24 5.1.1 电子设计元件清单..................................................................................................... 24 5.1.2 使用的仪器仪表........................................................................................................ 25 5.2 系统调试.......................................................................................................................... 25 5.2.1 硬件调试..................................................................................................................... 25 5.2.2 软件调试..................................................................................................................... 25 5.2.3 硬件软件联调............................................................................................................. 27 5.3 测试结果.......................................................................................................................... 27 总谢错误!未定义书签. 结.................................................. 错误!未定义书签. 辞.................................................. 错误!未定义书签. 错误! 未定义书签. 参考文献............................................................... 29 .................................................... 附录 1 电路设计总原理图.................................................... 31 附录 2 程序清单......................................................... 32 ......................................................... 点阵式汉字电子显示屏摘要随着电子技术和信息技术的迅速发展, 计算机技术正在日益渗透到人们日常生活的方方面面,在这一进程中,单片机起到了重要作用. 单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支, 也是一种非常活跃且颇具生命力的机种.单片微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称微控制器( MicroController Unit, MCU),单片机由单块集成电路芯片构成,内部包含有计算机的基本功能部件:中央处理器(CPU) ,存储器(MEM) ,输入/输出接口(I/O)等.因此,单片机只需要有适当的软件和外部设备,便可组成为一个单片机控制系统.自20 世纪70 年代问世以来,已经对人类社会的各个方面产生了巨大的影响. 单片机技术开发和应用水平已经成为一个国家工业化发展水平的重要标志.近年来,由于单片机在国防,工业,医疗,交通,通信,机器人等高精尖技术领域的广泛应用,促进了单片机技术的迅猛发展.为了适应广泛要求,各种新型的速度快,体积小,功能全,功耗低的单片机不断涌现出来.比较有代表性的主要有Intel 公司的MCS-51 系列以及其他公司的基于51 内核的兼容机, PIC 公司的PIC 系列单片机,Atmel 公司的A VR 系列单片机以及32 位ARM 单片机等等. 关键字:控制,微控制器,单片机关键字点阵式汉字电子显示屏第1 章,设计内容及设计方案1.1, 1.1,设计要求以MCS-51 系单片机为核心器件,组成电阵式汉字电子显示屏.显示屏游16*16LED 点阵显示器组成,可依次显示4 个汉字.通过编程可以对汉字修改. 1.2 ,总体设计方案和论证1.2.1, 1.2.1, LED 显示屏控制系统设计LED 显示屏控制系统实现显示信息的刷新技术有动态扫描和静态锁存两种方式. 方案一:动态扫描,即一行发光二极管共用一行驱动寄存器,根据共用一行驱动寄存器的发光二极管像素数目,分为1/4,1/16 扫描等; 方案二:静态锁存,即每一个发光一极管都对应有一个驱动寄存器,从而保证了每一个发光一极管的亮度占空比为100%; 动态扫描法可以大大减少控制器的I/O 口,不但符合本设计的要,求而且应用较广,因此选用方案一. LED 显示屏的数据传输方式主要有串行和并行两种.日前普遍采用串行控制技术,显示屏每个单元内部的不同驱动电路和各级联单元之间,每个时钟仅传送一位数据.采用这种方式的驱动IC 种类较多,不同显示单元之间的联线较少, 可减少显示单元的数据传输驱动元件,从而提高整个系统的可靠性和性价比,具体工程实现也较为容易.因此本设计采用串行控制技术. 点阵式汉字电子显示屏 1.2.2, 1.2.2,系统模块化设计本系统采用单片机AT89C51 为LED 显示屏的控制核心,系统主要包括LED8×8 点阵显示模块,74ls154 译码器等. 图1-1 总体硬件组成框图系统框图如图1-1 所示,系统主要由三大模块组成即74ls154 译码器, A T89C51 单片机, 8×8 LED 点阵显示模块. 第2 章,系统的功能概述2.1, 2.1,电路的基本概述2.1.1 ,电路的基本组成由AT89C51, 片74LS273 及LED 显示屏为核心组成的点阵式LED 汉字显4 点阵式汉字电子显示屏示屏是主要由时钟电路,复位电路,51 单片机,点阵阳极驱动电路,点阵阴极驱动电路,16×16 显示屏 6 部分组成. 该电路采用A T89C51 单片机最小化应用设计,P0 口作为I/O 口,输出行数据和控制信号.P2 口作为I/O 口,与"写"控制信号配合,输出列控制信号.LED 显示采用动态扫描方式实现. 控制电路部分由 4 片74LS32 和 4 片74LS273 传输信号,传输出来的信号通过74LS273 输出.通过编译依次显示汉字.该LED 显示屏用途广泛,一般用于各种公共场所,作为宣传和广告的工具[1]. 2.1.2, 2.1.2,电路的特点及功能该装置通过点阵式LED 汉字显示屏来显示输出汉字,通过编程能够随时对汉字进行修改,调整.本次设计以单片机AT89C51 为核心,1#,2#锁存器分别控制上8 行和下8 行,3#,4#锁存器分别控制左8 列和右8 列.通过软件编译, 从而达到汉字显示的目的. 通过此次设计让我们能更深一层的了解LED 汉字显示屏的工作原理,各部分电路的功能作用以及整个电路的用途.该课题,要综合应用数字电路,模拟电路,单片机等方面的知识,并且还要学习protel,prosys,VW 软件和新的器件, 使我能进一步巩固加深所学的基本理论,基本技能和专业知识,使之系统化,综合化.并且培养我收集加工各种信息与获取新知识的能力以及动手制作的能力. 该LED 显示屏用途广泛,一般用于各种公共场所,作为宣传和广告的工具.对于公共设施服务有着极为重要的意义. 2.2 ,主要设计内容及技术指标 2.2.1 ,主要设计内容1,用单片机A T89C51 及LED 点阵显示器为核心器件,制作一个点阵式汉点阵式汉字电子显示屏字电子显示屏. 2,完成电路原理图,印制电路板设计,元器件采购,装配及调试工作. 3,完成该课题的程序设计,提交程序设计框图及程序设计清单. 4,完成硬件与软件的综合调试,能实现预定的功能和主要技术指标.2.2.2 ,主要技术指标(1)点阵式显示器能依次显示4 个汉字. (2)通过编程能够随时对汉字进行修改,调整. 2.3,LED 2.3,LED 显示屏控制系统设计动态扫描,即一行发光二极管共用一行驱动寄存器,根据共用一行驱动寄存器的发光二极管像素数目,分为1/4,1/16 扫描等,动态扫描法可以大大减少控制器的I/O 口,不但符合本设计的要,求而且应用较广,因此选用此方案. LED 显示屏的数据传输方式主要有串行和并行两种.日前普遍采用串行控制技术,显示屏每个单元内部的不同驱动电路和各级联单元之间,每个时钟仅传送一位数据.采用这种方式的驱动IC 种类较多,不同显示单元之间的联线较少, 可减少显示单元的数据传输驱动元件,从而提高整个系统的可靠性和性价比,具体工程实现也较为容易.因此本设计采用串行控制技术. 第 3 章,系统硬件设计3.1 ,硬件电路组成及工作原理点阵式汉字电子显示屏本产品采用以AT89C51 单片机为核心芯片的电路来实现, 主要由AT89C51 芯片,时钟电路,复位电路,列扫描驱动电路(74HCl54),16×16LED 点阵 5 部分组成,如图 1 所示.其中,AT89C51 是一种带4kB 闪烁可编程可擦除只读存储器(Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory,FPEROM)的低电压,高性能CMOS 型8 位微处理器,俗称单片机.该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,工业标准的MCS 一5l 指令集和输出管脚相兼容.由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中,能够进行1 000 次写/擦循环,数据保留时间为10 年.他是一种高效微控制器,为很多嵌人式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案.因此,在智能化电子设计与制作过程中经常用到AT89C51 芯片. 时钟电路由AT89C5l 的18, 脚的时钟端(XTAI l 及XTAL2) 19 以及12 MHz 晶振X,电容C2,C3 组成,采用片内振荡方式.复位电路采用简R2, 开关K 组成, 分别接至AT89C51 易的上电复位电路, 主要由电阻R, 电容C, 的RST 复位输入端.LED 点阵显示屏采用16×16 共256 个象素的点阵,可通过万用表检测发光二极管的方法测试判断出该点阵的引脚分布. 我们把行列总线接在单片机的I/0 口,然后把上面分析到的扫描代码送入总线,就可以得到显示的汉字了.但是若将LED 点阵的行列端口全部直接接入89S5 1 单片机,则需要使用32 条I/0 口,这样会造成I/0 口资源的耗尽,系统也再无扩充的余地.因此,我们在实际应用中只是将LED 点阵的16 条行线直接接在P0 口和P2 口,至于列选扫描信号则是由4—16 线译码器74HCl54 来选择控制,这样一来列选控制只使用了单片机的 4 个I/O 口,节约了很多I/O 口资源,为单片机系统扩充使用功能提供了条件.考虑到P0 口必需设置上拉电阻, 我们采用4. k 排电阻作为上拉电阻. 7 汉字扫描显示的基本过程是这样的: 通电后由于电阻R,电容c1 的作用,使单片机的RST 复位脚电平先高后低,从而达到复位;之后,在C,C3,X 以及单片机内部时钟电路的作用下,单片机89C51 按照设定的程序在P0 和P2 接口输出与内部汉字对应的代码电平送至LED 点阵的行选线(高电平驱动),同时在P1.1,P1.2,P1.3,P1.4 接口输出列选扫描信号(低电平驱动),从而选中相应的象素LED 发光,并利用人眼的视觉暂留特性合成整个汉字的显示.再改变取表地址实现汉字的滚动显示. 点阵式汉字电子显示屏VCC VCC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 P1.0 VCC P1.1 P0.0 P1.2 P0.1 P1.3 P0.2 P1.4 P0.3 P1.5 P0.4 P1.6 P0.5 P1.7 P0.6 RST P0.7 P3.0 /EA P3.1 ALE P3.2 /PSEN P3.3 P2.7 P3.4 P2.6 P3.5 P2.5 P3.6 P2.4 P3.7 P2.3 XTAL2 P2.2 XTAL1 P2.1 VSS P2.0 A T89C51 2N5401*16 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 4.7K*16 1 2 3 4 5 6 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 C3 LED16*16 1K C2 22pF 1 2 C1 22pF VCC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 23 22 21 20 18 19 12 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 A Y5 B Y6 C Y7 D Y8 Y9 Y10 Y11 OE1 Y12 OE2 Y13 Y14 GND Y15 U1 74LS154 图3-1 硬件电路组成3.3, 3.3, A T89C51 单片机的结构3.3.1, 3.3.1, AT89C5 基本结构A T89C51 是一种带4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器(FPEROM—Falsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能CMOS8 位微处理器,俗称单片机.A T89C2051 是一种带2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器的单片机.单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除100 次.该器件采用ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的MCS-51 指令集和输出管脚相兼容. 由于将多功能8 位CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中, ATMEL 的AT89C51 是一种高效微控制器,AT89C2051 是它的一种精简版本.A T89C 单片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案. 外形及引脚排列如图3-2 所示VCC 24 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 12MHz Y 2N5551*16 S1 220 4.7K*16 点阵式汉字电子显示屏图3-2 外形及引脚1 2 内部结构:只读存储器即ROM(READ ONL Y MEMORY) . 外部结构:1,电源:单片机使用的是5V 电源,其中正极接40 引脚, 负极(地)接20 引脚. 2,振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须提供脉冲信号才能正常工作,在单片机内部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接18, 19 脚.3,复位引脚3 4,EA 引脚:EA 引脚接到正电源端. 引脚功能说明: 单片机的40 个引脚大致可分为4 类:电源,时钟,控制和I/O 引脚.⒈电源: ⑴VCC —芯片电源,接+5V; ⑵VSS ---接地端; 4 时钟:XTAL1,XTAL2---晶体振荡电路反相输入端和输出端. 5 控制线:控制线共有 4 根, 点阵式汉字电子显示屏ALE/PROG:地址锁存允许/片内EPROM 编程脉冲. ①ALE 功能:用来锁存P0 口送出的低8 位地址. ②PROG 功能:片内有EPROM 的芯片,在EPROM 编程期间,此引脚输入编程脉冲. (2) PSEN:外ROM 读选通信号. (3)RST/VPD:复位/备用电源. ①RST(Reset)功能:复位信号输入端. ② VPD 功能:在Vcc 掉电情况下,接备用电源. (4)EA/Vpp:内外ROM 选择/片内EPROM 编程电源. ①EA 功能:内外ROM 选择端,管脚接到正电源端. ②Vpp 功能:片内有EPROM 的芯片,在EPROM 编程期间,施加编程电源Vpp. 6 I/O 线89C51 共有 4 个8 位并行I/O 端口:P0,P1,P2,P3 口,共32 个引脚.P3 口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线). 3.3.2, 单片机引脚图及封装 3.3.2, 单片机引脚图及封装点阵式汉字电子显示屏图3-3 总线型引脚封装主要特性: 与MCS-51 兼容4K 字节可编程闪烁存储器寿命:1000 写/擦循环数据保留时间:10 年全静态工作:0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定128×8 位内部RAM 32 可编程I/O 线两个16 位定时器/计数器 5 个中断源可编程串行通道低功耗的闲置和掉电模式片内振荡器和时钟电路管脚说明: 点阵式汉字电子显示屏VCC:供电电压. GND:接地. P0 口:P0 口为一个8 位漏级开路双向I/O 口,每脚可吸收8TTL 门电流. 当P1 口的管脚第一次写1 时,被定义为高阻输入.P0 能够用于外部程序数据存储器,它可以被定义为数据/地址的第八位.在FIASH 编程时,P0 口作为原码输入口,当FIASH 进行校验时,P0 输出原码,此时P0 外部必须被拉高. P1 口:P1 口是一个内部提供上拉电阻的8 位双向I/O 口,P1 口缓冲器能接收输出4TTL 门电流.P1 口管脚写入 1 后,被内部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这是由于内部上拉的缘故.在FLASH 编程和校验时,P1 口作为第八位地址接收. P2 口:P2 口为一个内部上拉电阻的8 位双向I/O 口,P2 口缓冲器可接收,输出 4 个TTL 门电流,当P2 口被写"1"时,其管脚被内部上拉电阻拉高,且作为输入.并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流.这是由于内部上拉的缘故.P2 口当用于外部程序存储器或16 位地址外部数据存储器进行存取时,P2 口输出地址的高八位.在给出地址"1"时,它利用内部上拉优势,当对外部八位地址数据存储器进行读写时,P2 口输出其特殊功能寄存器的内容. P2 口在FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和控制信号. P3 口: 口管脚是8 个带内部上拉电阻的双向I/O 口, P3 可接收输出4 个TTL 门电流. P3 口写入"1"后, 当它们被内部上拉为高电平, 并用作输入. 作为输入, 由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故. P3 口也可作为AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示: 口管脚备选功能P3.0 RXD(串行输入口) P3.1 TXD(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断0) P3.3 /INT1(外部中断1) P3.4 T0(记时器0 外部输入) P3.5 T1(记时器1 外部输入) P3.6 /WR(外部数据存储器写选通) 点阵式汉字电子显示屏P3.7 /RD(外部数据存储器读选通) P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号. RST:复位输入.当振荡器复位器件时,要保持RST 脚两个机器周期的高电平时间. ALE/PROG:当访问外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址的地位字节.在FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲.在平时,ALE 端以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的1/6.因此它可用作对外部输出的脉冲或用于定时目的.然而要注意的是:每当用作外部数据存储器时,将跳过一个ALE 脉冲.如想禁止ALE 的输出可在SFR8EH 地址上置0.此时, ALE 只有在执行MOVX,MOVC 指令是ALE 才起作用.另外,该引脚被略微拉高.如果微处理器在外部执行状态ALE 禁止,置位无效. /PSEN:外部程序存储器的选通信号.在由外部程序存储器取指期间,每个机器周期两次/PSEN 有效.但在访问外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN 信号将不出现. /EA/VPP : 当/EA 保持低电平时, 则在此期间外部程序存储器(0000H-FFFFH) ,不管是否有内部程序存储器.注意加密方式 1 时,/EA 将内部锁定为RESET;当/EA 端保持高电平时,此间内部程序存储器.在FLASH 编程期间,此引脚也用于施加12V 编程电源(VPP) . XTAL1:反向振荡放大器的输入及内部时钟工作电路的输入. XTAL2:来自反向振荡器的输出. 振荡器特性: XTAL1 和XTAL2 分别为反向放大器的输入和输出. 该反向放大器可以配置为片内振荡器.石晶振荡和陶瓷振荡均可采用.如采用外部时钟源驱动器件, XTAL2 应不接.有余输入至内部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的高低电平要求的宽度. 3.4, 3.4,74 LS154 译码器芯片介绍点阵式汉字电子显示屏74LS154 是一个4—16 译码器,4※-线至16 线解码器/解复用器,上述每 4 行至16 线解码器采用的TTL 电路※破解四个二进制编码的输入, 其中有16※互相排斥的输出时,双方频闪输入,※G1 和G2※,是低的.解复用功能,是由使用 4 输入线路, 以解决输出线, 通过数据从一台的频闪输入与其他频闪输入偏低. 当频闪输入高,※所有产出都很高.这些解多工器,都是一个完美适合实施高效能记忆体解码器.※所有投入都缓冲和输入钳位二极管提供,以减少传输线的影响,从而简化了系统设计. 表3-1 74LS154 的真值表4-16 线译码器, 其管脚如2-1 表所示, A,B,C,D 为译码的输入端,值的区间从0000 到1111,Y1~Y15 是对应A,B,C,D 四个输入引脚的输出脚, 其中选中的线用输出低电平,没有选中的输出高电平, 1 G , 2 G 是使能端, 只有输入相应D 低电平才能使译码器正常工作. 74LS154 与A T89C51 的连接: 点阵式汉字电子显示屏A 【23 脚】,B【22 脚】,C【21 脚】,D【20 脚】分别接到AT89C51 的P1.0 【1 脚】,P1.1【2 脚】,P1.2【3 脚】和P1.3【4 脚】上. 其他脚连接:G1 【18 脚】,G2【19 脚】接地,使芯片工作;Y1【1 脚】~Y15【17 脚】连接到16*16 点阵LED 显示屏上;其中GND【12 脚】,VCC【24 脚】. 图3-4 74LS154 管脚图3.5 ,8×8 LED 点阵显示模块的硬件设计及工作原理8×8 LED 点阵显示模块是LED 显示屏设计的关键部分,共阴和共阳接法设计的好坏直接关系到LED 显示屏的亮度,稳定度等重要指标.给出8×8 点阵LED 的工作原理.图3-5 为8×8 点阵LED 外观及引脚图,其等效电路如图3-6 所示,只要其对应的X,Y 轴顺向偏压,即可使LED 发亮.例如如果想使左上角LED 点亮,则Y0=1,X0=0 即可.应用时限流电阻可以放在X 轴或Y 轴. 点阵式汉字电子显示屏图3-5 8×8 点阵LED 外观及引脚图图3-6 8×8 点阵LED 等效电路由8×8 点阵LED 的工作原理图以及8×8 点阵LED 外观及引脚图和其等效电路,可得出16×16 点阵LED 显示汉字的工作原理:16×16 点阵LED 显示器有两种接线形式,即共阴接法和共阳接法.共阳接法的原理图如图3-6 所示,图中每一行发光二极管的阳极接在一起, 有一个引出端只画出了8×8 点阵的二极管. 点阵式汉字电子显示屏X ,每一列发光二极管的阴极接在一起,有一个引出端Y.当给发光二极管阳极引出端X0 加高电平,阴极引出端Y0 加低电平时,左上角的二极管点亮.因此,对行和列的电平进行扫描控制时,可以实现显示不同汉字的目的. 第 4 章,系统的软件设计软件是该LED 显示屏控制系统的重要组成部分,在系统的软件设计中我们也才用了模块化设计,将系统的各部分功能编写成子模块的形式,这样增强了系统软件的可读性和可移植性.4.1, 4.1,软件流程本系统中(单片机89C51)的主要功能就是实现LED 显示屏上字样的移位, 显示,数据的读取等功能.其主程序流程如图3-1 所示. 开机系统初始化读取AT89C51 的ROM 中的标志等待是判断是否处于通状态? 否读取显示内容移位显示是判断是否有中断标志? 否图4-1 主程序流程图点阵式汉字电子显示屏4.2 ,汉字的表示及编码原理UCDOS 软件中的文件HZK16 和文件ASC16 分别为16×16 的国标汉字点阵文件和8×16 的ASCII 码点阵文件,以二进制格式存储.在文件HZK16 中,按汉字区位码从小到大依次存有国标区位码表中的所有汉字,每个汉字占用32 个字节, 每个区为94 个汉字.在文件ASC16 中按ASCII 码从小到大依次存有8×16 的ASCII 码点阵,每个ASCII 码占用16 个字节在PC 机的文本文件中,汉字是以机内码的形式存储的,每个汉字占用两个字节:第一个字节为区码,为了与ASCII 码区别,范围从十六进制的0A1H 开始(小于80H 的为ASCII 码字符),对应区位码中区码的第一区;第二个字节为位码,范围也是从0A1H 开始,对应某区中的第一个位码.这样,将汉字机内码减去0A0AH 就得该汉字的区位码. 例如汉字"房"的机内码为十六进制的"B7BF",其中"B7"表示区码,"BF"表示位码. 所以"房"的区位码为0B7BFH-0A0A0H=171FH. 将区码和位码分别转换为十进制得汉字"房"的区位码为"2331",即"房"的点阵位于第23 区的第31 个字的位置,相当于在文件HZK16 中的位置为第32×[(23-1) ×94+(31-1)]=67136B 以后的32 个字节为"房"的显示点阵. 在本单片机系统中,起始地址的高4 位为页号,送P1 口,低15 位为数据区地址, 送指针DPTR. 利用"MOVX"指令连续取32 个字节送LCD 的相应位置,就能实现正确的汉字显示. ASCII 码的显示与汉字的显示基本原理相同.在文件ASC16 中不存在机内码的问题,其显示点阵直接按ASCII 码从小到大依次排列,只是每个ASCII 码在文本文件中只占1 个字节且小于80H,而且ASCII 码为8×16 点阵,所以在ASCII16 文件中,每个ASCII 码的点阵也只占16 个字节. 首先提取16×16 的国标汉字点阵和8×16 的ASCII 码点阵(如UCDOS 软件中的HZK16 和ASC16)并将其直接写入29F040. 其中HZK16(共256KB)点0~7 页. 其余剩下的空间用来存为了便于编程,ASC16 虽然只有4KB,也单独占用第8 页. 点阵式汉字电子显示屏储汉字语句的编码. 由于240×128 点阵的LED 显示器每个只能显示15 个汉字(16×16 点阵汉字), 即30 个字节.所以可将需要显示的语句按30 个字节为1 行进行编写,不足30 个字符的则补空格.在PC 机上进行录入时,每行30 个字符再加上回车键和换行符, 实占32 个字符.所录入的语句以纯文本形式存盘,再将该文本文件以二进制的形式写入29F040 的第9 页.那么,以后根据需要显示的语句行号便可以进行正确的显示.此,作者推出荐使用DOS 版本的WPS 软件的"编辑非文收文件"功能,它能清楚地显示每行是否有30 个字符. 4.3, 提取汉字汉字的软件的设计及实现 4.3, 提取汉字的软件的设计及实现我们以UCDOS 中文宋体字库为例,每一个字由16 行16 列的点阵组成显示.即国标汉字库中的每一个字均由256 点阵来表示.我们可以把每一个点理解为一个像素,而把每一个字的字形理解为一幅图像.事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字, 也可以显示在256 像素范围内的任何图形. 图4-2 点阵式汉字电子显示屏用8 位的AT89C51 单片机控制, 由于单片机的总线为8 位,一个字需要拆分为 2 个部分. 一般我们把它拆分为上部和下部,上部由8*16 点阵组成, 下部也由8*16 点阵组成. 在本例中单片机首先显示的是左上角的第一列的上半部分,即第0 列的p00---p07 口.方向为p00 到p07 ,显示汉字"小"时,p05 点亮,由上往下排列,为p0.0 灭,p0.1 灭, p0.2 灭p0.3 灭, p0.4 灭, p0.5 灭,p0.6 灭,p0.7 灭.即二进制00000000,转换为16 进制为00h.. 上半部第一列完成后,继续扫描下半部的第一列,为了接线的方便,我们仍设计成由上往下扫描, 即从p27 向p20 方向扫描, 从上图可以看到, p2.4 亮, 即为00000100,16 进制则为04h. 然后单片机转向上半部第二列,全不亮,为00000000,即16 进制00h. 这一列完成后继续进行下半部分的扫描,p2.5 点亮,为二进制00000101, 即16 进制20h. 依照这个方法,继续进行下面的扫描,一共扫描32 个8 位, 可以得出汉字"小"的扫描代码为: DB 00,00,00,10H,00,20H,00,40H DB 01,80H,06,02,00,01,0FFH,0FEH DB 00,00,04,00,02,00,01,00 DB 00,80H,00,60H,00,00,00,00 由这个原理可以看出, 无论显示何种字体或图像, 都可以用这个方法来分析出它的扫描代码从而显示在屏幕上. ;小 4.3.1 ,汉字的实现本系统的取字模软件主要是编辑LED 显示屏显示的内容,在设计中采用汇编语言写了LED 显示屏控制系统的内容下载软件.软件界面如图4-3 所示. 该软件的主要是对输入的汉字取点阵数据如下: 点阵式汉字电子显示屏软件打开后输入汉字,点"检取",十六进制数据的汉字代码即可自动生成, 把我们所需要的竖排数据复制到我们的程序中即可. 小:DB 00,00,00,10H,00,20H,00,40H DB 01,80H,06,02,00,01,0FFH,0FEH DB 00,00,04,00,02,00,01,00 DB 00,80H,00,60H,00,00,00,00 心:DB 00,20H,00,40H,03,80H,00,00 DB 0FH,0FCH,00,02,80H,02,40H,02 DB 38H,02,10H,02,00,02,00,0EH DB 02,00,01,00,00,0E0H,00,00 慢:DB 02,00,1CH,00,00,00,0FFH,0FFH DB 10H,00,0BH,0C1H,0FAH,51H,0AAH,5AH DB 0ABH,0D4H,0AAH,54H,0ABH,0D4H,0AAH,5AH DB 0FAH,52H,07,0C1H,02,01,00,00 行: DB 00,40H,08,80H,11H,00,23H,0FFH DB 0C4H,00,02,00,42H,00,42H,00 点阵式汉字电子显示屏DB 42H,00,42H,02,42H,01,43H,0FEH DB 0C2H,00,46H,00,02,00,00,00 END 第5 章,系统调试与测试结果分析 5.1,元器件清单和使用的仪器仪表.1, 5.1.1,电子设计元件清单.1.1, 元件编号U1 LED U1 R1 R2 C3 K1 C2 C 1, C2 X1 规格参数AT89C51 16*16 LED 点阵74LS154 200 1K 22UF 按键开关20PF 12MHZ 作用简介核心控制芯片组成汉字显示屏 4 线-16 线译码器复位电路按键开关时钟电路点阵式汉字电子显示屏R 行16*4.7K 列16*4.7K 上拉电阻2N5551 2N5401 16 16 小功率NPN 三极管小功率PNP 三极管5.1.2 ,使用的仪器仪表数字万用表DT9203 5.2 ,系统调试根据系统设计方案,本系统的调试共分为三大部分:硬件调试,软件调试和软硬件联调.由于在系统设计中采用模块设计法,所以方便对各电路模块功能进行逐级测试:LED 显示模块的调试等,最后将各模块组合后进行整体测试. 5.2.1, 5.2.1,硬件调试对各个模块的功能进行调试,主要调试各模块能否实现指定的功能. 5.2.2,软件调试.2.2, 软件调试采用uVision3 集成开发环境及微机, 将编好的程序进行调试, 主要是检查语法错误.μVision2IDE 基于Windows 的开发平台,包含一个高效的编点阵式汉字电子显示屏辑器,一个项目管理和一MAKE 工具.μVision2 支持所有的keilc51 工具.Keil C51 是美国Keil Software 公司出品的51 系列兼容单片机 C 语言软件开发系统, 与汇编相比,C 语言在功能上,结构性,可读性,可维护性上有明显的优势,因而易学易用.用过汇编语言后再使用 C 来开发,体会更加深刻.Keil C51 软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全Windows 界面.另外重要的一点,只要看一下编译后生成的汇编代码,就能体会到Keil C51 生成的目标代码效率非常之高,多数语句生。

16X32点阵显示屏毕业论文学院名称：物理与电子工程学院专业名称：电子信息工程技术年级班别：10级电子*名：***指导教师：***2014年5月摘要本设计是一16×32点阵LED电子显示屏的设计。

整机以单片机AT89C51为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。

全屏能显示2个汉字，采用8块8×8点阵LED显示模块来组成16×32点阵显示模式。

显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。

文中介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。

单片机控制系统程序采用单片机C语言进行编辑，通过编程控制各显示点对应LED 阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。

所显示字符的点阵数据可以自行编写，也可从标准字库中提取。

LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点在车站、证券所、运动场馆、交通干道及各种室内/外显示场合的信息发布，公益宣传，环境参数实时，重大活动倒计时等等得到广泛的应用。

关键词：AT89C51单片机；LED；点阵显示；C语言。

AbstractThe paper deals with a 16 ×32 dot matrix LED electronic display design.Complete machine 40 foot monolithic integrated circuit AT89C51 which produces by American ATMEL Corporation is a core, introduced take it as the control system LED lattice electron display monitor dynamic design and the performance history.Controls good driver 74HC154 and four row driver 74HC595 through this chip actuates the display monitor demonstration.This electronic display monitor may demonstrate each kind of language or the monochrome picture, the entire screen can demonstrate 2 Chinese characters, use 8 8×8 lattice LED demonstration module to compose 16×32the lattice demonstration pattern.The demonstration uses the dynamic demonstration, causes the graph or the writing can realize static, moves in the emigration and so on many kinds of display mode.In the article in detail introduced the LED lattice demonstration hardware design mentality, hardware electric circuit each part of function and the principle, the corresponding software programming, as well as operating instructions and so on.SCM control system using microcontroller C language program for editing, the corresponding LED anode and cathode terminal programmed to control the level of each display point, you can effectively control each display point of light off. The dot matrix display data characters can prepare themselves (ie direct dot drawing), can also be extracted from the standard font.LED display with its flexible fabric, show stable, low power consumption, long service life, mature technology, low cost, etc in the station, securities, sports venues, the traffic trunk road, and various kinds of indoor/outdoor display of information release, public welfare propaganda, environmental parameters in real-time, major events countdown, etc widely used.The practice has proved that the system displays error is small, stable performance, reasonable structure, strong expansion capability.Keywords:AT89C51 monolithic integrated circuit; LED; Lattice demonstration; Dynamic demonstration; C language.目录第1章绪论 (1)1.1设计课题背景及意义 (1)1.2设计的主要内容 (2)第2章设计框图及介绍 (3)第3章硬件设计 (4)3.1电源电路 (4)3.2复位电路 (4)3.3单片机应用系统 (5)3.4LED点阵屏的设计 (5)3.4.1 LED点阵显示模块的扫描 (5)3.4.2列驱动电路 (8)3.4.2行驱动电路 (9)第4章软件设计 (9)第5章仿真与调试 (11)第6章总结与展望 (12)谢辞 (13)参考文献 (14)附录 (15)程序代码 (15)第1章绪论1.1设计课题背景及意义现代LED的发展很快，很多研究领域得到广泛的应用，很多相关的知识已经远远超出我们在校学生的能力范围，所以在此只是简单的研究一下用单片机驱动的LED显示移动的汉字。

基于单片机的LED点阵汉字显示器的设计Ⅰ.绪论汉字是我国的传统文化之一，也是世界上唯一的使用人类音值语音文字，因此具有非常重要的意义。

在现代科技发展的时代，使用LED点阵来显示汉字已经变得非常普遍，在日常生活中应用非常广泛，不仅提高了信息传递效率，而且也为人们的生活带来了极大的便利。

本文主要针对基于单片机的LED点阵汉字显示器的设计做出了一定的探讨。

Ⅱ. 硬件设计（一）LED点阵选型由于LED点阵作为显示器主要的显示组件，所以其选型非常关键。

在选型时应该综合考虑到其显示效果、显示亮度、电压电流特性等各种因素进行选择。

（二）控制芯片选型为了控制LED点阵，需要选用一款适合的控制芯片，目前市场上应用比较广泛的控制芯片有TM1638、MAX7219、74HC595等，这里选择MAX7219控制芯片，以其具有控制显示屏数量多、控制精细、显示稳定等优点。

在设计中还需要使用一个555定时器作为时基生成器，用于产生一种稳定的脉冲信号用于刷新LED点阵。

（三）电路连接在硬件设计中需要将 LED点阵、MAX7219、单片机等进行连接，其中LED点阵由于其结构简单，只需将正极连接到正极电源，负极连接到MAX7219的输出端口；MAX7219与单片机之间连接采用SPI通信方式进行连接。

Ⅲ. 软件设计（一）单片机选型由于单片机要完成汉字转移为点阵数据的任务，需要具有较强的处理能力和高速的数据传输能力，因此本设计中采用STM32F103单片机进行开发。

（二）驱动程序开发将汉字转化为LED点阵数据是软件设计中最为核心的部分，本设计选用了BMP图像转点阵工具配合字符库数据手动转化的方法，将字符或汉字转化为点阵数据，然后通过MAX7219进行数据显示。

（三）显示程序开发在开发显示程序过程中，首先需要设置显示屏编号、图像旋转、扫描限制等参数，然后再将汉字转化为点阵数据进行显示。

其中，涉及到的汉字点阵转换算法主要有横向扫描算法、格点变算法等。

毕业设计设计题目：基于单片机的LED汉字点阵显示屏的设计基于单片机的LED汉字点阵显示屏的设计摘要本文介绍了LED汉字点阵显示屏的设计及实现过程。

通过Proteus仿真详细介绍了显示的原理和显示屏驱动电路的设计，仿真效果的实现为后续实际硬件电路的焊接和调试提供了理论基础。

该系统通过单片机来控制整个系统的运行，采用逐行扫描的方式实现汉字的显示，主要分为三大部分：上位机软件部分、控制部分、LED点阵显示屏。

上位机软件部分主要通过VB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STC89C52RC，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，74LS138译码器输出控制显示屏的行扫描，74HC595（八位并行输出移位寄存器）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。

基于单片机的LED点阵显示屏与普通的平面静态广告相比，可以动态显示信息，可以随时更换显示信息，与视频广告相比，造价低，信息显示地点随意性高。

因此，无论商业广告，还是一般的信息公告显示，LED点阵显示屏都有着广泛的应用。

关键词：单片机LED点阵显示屏Proteus仿真显示屏驱动电路Design of LED dot matrix display Chinese characters Based on MCUAbstractThis article introduces the design and implementation of the dot matrix display of LED Chinese characters. It introduces the principle of display and the design of display drive circuit through Proteus simulation. The results of simulation provides theory basis for the welding and debugging of the actual hardware circuit.It controls the operation of the whole system through the MCU，it displays Chinese information by progressive scan, it mainly divided into three sections: PC software parts, control part, display screen of LED dot matrix. PC software parts mainly are writed through VB software, it writes a interface of the font conversion and sending, so as to achieve PC and MCU communications; The main chip of the control part is STC89C52RC,it is the core of the system, and then downloaded the C programming language to MCU to control its pins; The display screen of LED dot matrix includes drive circuit and display screen,74LS138 decoder controls the line scanning,74HC595(shift register that outputs eight parallel data) controls the column scanning. Because of human visual retention phenomenon, driving circuit achieves the display of the Chinese characters through the ranks of the dynamic control.Compared with LED dot matrix display of Chinese characters based on MCU, it can display dynamic information, change information at any time, compared with video advertising, low cost, arbitrary of the information display site is high. So whether commercial advertising or general information announcement, thedisplay screen of LED is applied wildly.Keywords: MCU ; display screen of LED dot matrix; Proteus simulation; drive circuit of display screen目录1 引言................................................................................................................................1.1课题背景...............................................................................................................1.2系统功能概述.......................................................................................................1.2.1总体设计框架.............................................................................................1.2.2上位机(PC) .................................................................................................1.2.3串行通信接收器.........................................................................................1.2.4单片机.........................................................................................................1.2.5外扩存储器.................................................................................................1.2.6 LED显示屏行列驱动电路........................................................................1.2.7 LED点阵显示屏........................................................................................2 Proteus模拟仿真...........................................................................................................2.1 Proteus介绍.........................................................................................................2.2 Keil u Vision3介绍..............................................................................................2.3 Keil u Vision3与Proteus的连接.......................................................................2.4硬件仿真电路.......................................................................................................2.4.1下位机汉字显示的仿真.............................................................................2.4.2 EEPROM外扩存储器读写的仿真 ..........................................................2.4.3下位机接收上位机传输数据的仿真.........................................................2.5调试过程...............................................................................................................3 硬件部分........................................................................................................................3.1单片机简介...........................................................................................................3.1.1单片机的发展及应用 (1)3.1.2单片机的应用............................................................................................3.1.3单片机的开发平台....................................................................................3.2控制部分 (1)3.2.1芯片简介 (1)3.2.2硬件电路 (1)3.2.3电路说明 (1)3.2.4调试过程 (1)3.3显示屏部分 (1)3.3.1芯片简介 (1)3.3.2硬件电路 (2)3.3.3电路说明 (2)3.3.4调试过程 (2)3.4设计硬件电路过程总结 (2)3.4.1仿真阶段 (2)3.4.2实物阶段 (2)4 软件部分 (2)4.1汇编语言与C语言 (2)4.2 C语言的突出优点 (3)4.3汉字显示的原理 (3)4.4汉字点阵码的生成 (3)4.5程序设计流程 (3)4.5.1静态显示汉字信息 (3)4.5.2动态显示汉字信息 (3)4.5.3 EEPROM外扩存储器的读写 (3)4.5.4下位机接收上位机发送的数据 (3)4.5.5外部中断的测试 (3)4.5.6总程序 (3)5 VB（上位机） (3)5.1 VB软件简介 (3)5.2人机界面设计 (3)5.3发送界面调试 (4)6 结论 (4)谢辞 (4)参考文献 (4)附录 (4)附录1 原理图 (4)附录2 下位机程序 (4)附录3 上位机程序 (5)外文资料 (6)1 引言1.1课题背景LED汉字点阵显示屏作为一种信息传递方式，主要应用在需要显示内容较少的公共场所，基于单片机的LED汉字点阵显示成本低，效果好，可以满足大部分用户需求，因此被广泛应用。

LED点阵显示屏的设计毕业设计论文标题：基于LED点阵显示屏的设计与应用
摘要：
随着信息技术的快速发展，显示技术也得到了极大的改进与创新。

其中，LED点阵显示屏以其高亮度、低功耗、寿命长等特点，在广告宣传、信息发布、装饰设计等领域得到了广泛应用。

本论文以LED点阵显示屏的设计与应用为主题，介绍了其基本原理、硬件和软件设计方案，并提出了一种创新的应用场景。

第一章：引言
1.1研究背景
1.2研究意义
1.3论文结构
第二章：LED点阵显示屏设计原理
2.1LED点阵显示屏基本原理
2.2像素排列结构
2.3驱动电路设计
第三章：硬件设计方案
3.1控制系统选择
3.2电源电路设计
3.3显示屏结构设计
第四章：软件设计方案4.1控制模块设计
4.2显示模块设计
4.3数据处理算法
第五章：应用案例分析5.1商场广告展示
5.2运动赛事直播
5.3建筑装饰设计
第六章：创新应用场景6.1互动游戏
6.2音乐节奏灯光效果6.3社交媒体实时更新第七章：总结与展望
7.1梳理研究内容
7.2创新点和不足之处7.3后续研究方向。

电子技术综合设计课程设计方案LED汉字点阵显示系统课题任务：采用80C51单片机和LED点阵显示模块设计实现组合点阵信息显示。

具有显示内容自动更新的功能以完成对任意存储的信息内容进行完整的显示。

方案比较与选择：方案一：1、采用80C51单片机为核心器件，组成一个点阵式汉字电子显示屏；2、显示屏由一块16×16LED点阵显示器组成，可一次动态显示，实现静止、移入移出等多种显示方式可显示四个或更多的汉字；3、通过编程能够随时对汉字进行修改、调整。

方案二：1、采用80C51单片机为核心器件，组成一个电针式汉字电子显示屏；2、显示屏由4个16×16点阵LED电子显示器组成，可动态显示，使文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式3、通过80C51单片机控制一个行驱动器74LS154和八个列驱动器74HC595来驱动显示屏显示4、通过编程能够随时对汉字进行修改、调整。

方案三：1、采用80C51单片机为核心器件，组成一个电针式汉字电子显示屏；2、显示屏由4个16×16点阵LED电子显示器组成，可动态显示，使文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式3、通过80C51单片机控制一个行驱动器74LS154和八个列驱动器74HC595来驱动显示屏显示4、通过串口通信，从外部pc输入要显示的文字，从而实现文字的动态该更新。

以上方案都是以前一个方案为基础，层层提高，最终实现方案三的实物及软件模拟。

方案实现：设计思路：1）、选择四片74LS273作为16×16点阵LED显示器的数据锁器。

2）、1#，2#锁存器分别控制上8行和下8行，3#，4#锁存器分别控制左8列和右8列。

3）、P0口作为I/O口，输出行数据和控制信号。

4)、P2口作为I/O口，与“写”控制信号配合，输出列控制信号。

5）、通过编程依次显示汉字“欢迎光临”。

二、硬件设计框图：根据设计要求与设计思路，硬件电路设计框图如图11-1所示。

LED点阵显示屏的设计系别信息工程系专业自动化/测控技术与仪器班级学号姓名指导教师负责教师2013年5月摘要本设计采用AT89S52单片机作为主控制器，采用LED专用驱动芯片4953和译码器来驱动大小为128×32的LED点阵显示屏。

扩展AT29C系列并行FLASH存储器用于存储字符数据和控制信息。

扩展外部并行静态RAM，以弥补51单片机内部RAM的不足，协助单片机实现各种滚动显示效果。

主控单片机与通信单片机相互配合，完成显示信息和控制参数的更新以及时间和温度信息的实时采集。

系统中的LED显示屏可以同时显示上下两行共16个16×16点阵汉字或一行共4个32×32点阵汉字，并可以实时显示当前的时间和温度，通过上位机软件还可以修改显示内容和显示效果。

扩展的并行FLASH存储器，使本LED显示系统能够掉电存储2000个字符。

因为每个LED显示单元是相互独立的，并且显示的字符数据是采用串行的传输方式，因此，系统的可扩展性得到了大大的提升，多个显示单元的级联也十分方便。

LED点阵显示屏产品不仅可以用于室内环境，还可用于复杂、恶劣的室外环境，具有很强的现实应用性。

关键词：LED点阵；单片机；并行存储；动态扫描AbstractThis design uses AT89S52 MCU as the main controller,uses the special driving chip 4953 and the decoder chip to drive the 128×32 LED dot matrix display monitor.Series of AT29C parallel FLASH memory expansion used to store character data and control information.Expanded external parallel static RAM in order to compensate the shortage of RAM inside the 51-series MCU, the external RAM assisted the Main Control MCU to accomplish each kind of trundle demonstration effect. The coordination between the Main Control MCU and The Communication MCU, update the character data and the control information as well as the time data and the temperature information real-time gathering.This LED display system can display two lines of 16 16×16 lattice Chinese characters or one line of 4 32×32 lattice Chinese characters,the current time and temperature can be displayed by this system,too. The display contents and the effects can be changed through the upper-computer software. Extended parallel FLASH memory, so that the LED display system can save 2000 characters when the power is off. Each LED display unit is independent of each other,and uses the serial transmission mode to display the character data, therefore the extensibility of this system had greatly ascend, multiple LED display units of cascade is very convenient.LED dot matrix display products not only can be used for indoor environment, but also for complex, harsh outdoor environments, it has a strong practical applicability.Keywords: LED dot matrix;Microprocessor; Parallel store; Dynamic scanning目录1 绪论 (1)1.1 课题背景和研究的意义 (1)1.2 LED点阵显示屏的发展过程 (1)1.3 LED点阵显示屏的分类 (1)1.4 LED显示屏的应用实例 (2)1.5 课题任务及要求 (2)2 LED显示屏的总体方案设计与分析 (3)2.1 显示单元的设计 (3)2.2 传输方式和可扩展性的设计 (3)2.3 扫描方式的设计 (3)2.4 滚屏的实现 (3)2.5 字模数据的存储方式 (4)2.6 上位机与主控单片机的通信、实时时间和温度采集的设计 (4)2.7 信号的衰减和抗干扰设计 (4)2.8 系统总体结构框图 (4)2.9 系统的工作过程 (5)3 LED显示屏的硬件设计 (6)3.1 主控单片机电路 (6)3.1.1 AT89S52单片机介绍 (6)3.1.2 AT89S52单片机的标准功能 (6)3.1.3 单片机的复位电路 (7)3.1.4 单片机的时钟振荡电路 (8)3.2 LED显示单元电路 (8)3.3 行、列驱动电路 (9)3.3.1 行驱动电路 (9)3.3.2 列驱动电路 (9)4 LED显示屏的软件设计 (10)4.1 开发工具介绍 (10)4.2 程序流程图 (10)4.2.1 主程序流程图 (10)4.2.2 静态模式程序流程图 (11)4.2.3 16×16上滚模式程序流程图 (12)4.2.4 32×32左滚模式程序流程图 (13)4.2.5 时间模式程序流程图 (14)4.2.6 主程序初始化程序流程图 (16)5 系统的仿真 (17)5.1 Proteus仿真软件的介绍 (17)5.2 显示屏系统仿真的效果 (17)5.2.1 静态模式下的仿真效果 (17)5.2.2 16×16上滚模式下的仿真效果 (19)5.2.3 32×32左滚模式下的仿真效果 (20)5.2.4 时间模式下的仿真效果 (21)6 PCB印刷电路板的设计 (24)6.1 PCB设计软件Protel 99SE介绍 (24)6.2 元件布局及PCB整体结构工艺 (24)6.3 布线工艺与准则 (24)6.4 PCB实物照片 (26)7 LED显示屏的整体调试 (30)7.1 LED显示单元板和主控板的焊接组装 (30)7.2 整体调试 (32)7.2.1 LED显示屏的调试 (32)7.2.2 通信单片机的通信调试 (32)7.2.3 主控板的整体调试 (32)7.3 实际显示效果图 (33)7.4 系统升级方案探讨 (34)8 结论 (36)结束语 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录ⅠLED点阵显示单元电路图 (40)附录ⅡLED点阵显示屏系统主控板电路图 (41)附录ⅢLED显示屏系统元件清单 (42)附录ⅣLED点阵显示屏系统设计作品实物 (43)附录Ⅴ主控单片机程序清单 (45)1 绪论1.1课题背景和研究的意义随着社会的飞速发展以及人们生活水平的不断提高，作为人机信息视觉传播媒体的LED点阵显示屏以其高亮度、低工作电压、小功耗、长寿命等优点迅速成长为平板显示的主流产品。

桂林航天工业学院论文LED汉字显示屏的设计与制作LED Chinese characters display design andproduction毕业设计任务书桂林航天工业学院电子工程系毕业设计任务书专业：应用电子技术年级：2009装订线毕业设计开题报告桂林航天工业学院电子工程系毕业设计开题报告装订线摘要中文摘要LED 显示屏是一种新型信息显示媒体，集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示系统。

以其色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作性能稳定特点，广泛应用于广告、证券、信息传播、新闻发布等方面。

本文设计了基于单片机的LED汉字显示屏，给出了系统框图，硬件模块设计图、软件流程图和程序。

硬件模块设计方面，主控制系统采用单片机控制方式，实现点阵 LED显示屏的驱动及信息的保存与显示。

LED显示点阵主要由LED、字模及其电路构成。

通过单片机的控制驱动电路，采用扫描方式进行显示。

用C语言进行软件设计，增加了程序的可读性和可移植性。

为了便于扩展和更改，软件的设计采用模块化结构，使程序设计的逻辑关系更加简洁明了。

通过调试实现了汉字的滚动显示功能，达到了预期效果。

关键词：STC89C52单片机LED点阵动态显示ABSTRACTLED display is new information shows that the media set microelectronic technology, photonics technology, computer technology, information processing technology in the large-scale integrated display system. With its colorful, wide dynamic range, high-brightness, long life and performance characteristics of stability, widely used in advertising, securities, information dissemination, press releases, and so on.This paper was designed based on SCM LED display Chinese characters. By Given system diagram, hardware module design, software, flow charts and procedures, hardware module design, the main control system using SCM control, and dot-matrix LED display driver and the preservation and display of information. LED display lattice mainly by the LED, word-model and its circuit. SCM control through the drive circuit, a scan showed that way. C language software designed to increase the readability of the procedure and portability. In order to facilitate the expansion and changes, the software design is modular structure, so that the logic of relations much concisely. Through the pilot realized the rolling display Chinese characters, achieved the expected results.KEY WORDS：STC89C52 Micro Controller Unit, LED , Field-array ，Dynamic display目录目录第一章前言 (1)第二章系统整体设计方案 (2)2.1实现的功能 (2)2.2 LED显示特点 (2)2.3设计方案论证 (3)2.3.1显示模式方案 (3)2.3.2数据传输方案 (4)第三章系统硬件部分设计 (6)3.1单片机系统及外围电路 (6)3.1.1单片机的选择 (6)3.1.2 STC89C52芯片介绍 (6)3.1.3单片机系统外围电路 (9)3.2列驱动电路 (10)3.3行驱动电路 (12)3.3.1行驱动芯片74HC138 介绍 (12)3.4行驱动电路 (13)3.5 LED显示屏电路 (15)第四章系统软件部分设计 (18)4.1系统主程序 (18)4.2显示驱动程序 (19)第五章调试及性能分析 (21)5.1软件调试 (21)5.2硬件调试 (22)5.3性能分析 (22)第六章总结与展望 (24)参考文献 (25)致谢 (26)附录一电路图 (27)附录二系统程序清单 (29)桂林航天工业学院毕业论文第一章前言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。

LED点阵广告牌系统设计摘要随着LED技术日趋成熟，在汽车、广告、日常生活等诸多领域都能够看见LED点阵显示屏的身影，目前高亮度LED已能够产生红、绿、蓝三原色的光，能够组成大型单色、双色和彩色LED显示屏，常见的应用是文字显示及气象预报图像，另外，也盛行利用LED显示屏作为广告招牌。

因此，LED在各个领域有普遍的应用。

本文介绍了一种基于单片机的LED点阵广告牌系统，系统是以AT89S51单片机为核心实现LED点阵汉字的显示。

本文别离从硬件设计和软件实现给予详尽的描述。

硬件部份由行驱动模块、列驱动模块和LED点阵显示模块组成；软件部份采纳简单流通性强的C语言编程，实现不同的显示方式、显示不同的点阵汉字、调速。

此LED点阵显示系统是基于AT89S51单片机的操纵，采纳这种方式设计的LED点阵显示系统本钱低、易于实现。

【关键词】AT89S51单片机；LED点阵汉字；【论文类型】应用型Title: LED Dot billboards System designMajor: Electronic and Information EngineeringName: LiYa Signature: Supervisor: Zhang Xiao Li Signature:ABSTRACTWith the LED technology matures, many fields of automotive, advertising, and daily life can be seen the figure of the LED dot matrix display. At present, high-brightness LEDs can produce red, green and blue light and can form a large monochromethe two-color and color LED display. The common application is the image of text display and weather forecasts. In addition the prevalence of the use of LED display advertising signs.Therefore, the LED has a wide application in various fields.This article describes a microcontroller-based LED dot matrix billboard system and theAT89S51 microcontroller is the core of Chinese characters of LED dot matrix display systemThe article give a detailed description separately from the hardware design and software.The hardware part is made of the line driver module, the column driver module and LED dot matrix display module and software part simple liquidity of the C programming language.So can present a different display mode , a variety of dot matrix characters display and different space system is controlled by AT89S51 microcontroller. The LED dot matrix display system using this method designed is low-cost and easy to implement.【Key words】AT89S51 Single-chip microcomputer(SCM); LED Dot matrix characters 【Type of Thesis】Applied type目录LED点阵汉字显示系统背景 (1)LED点阵汉字显示系统概述 (2)2 LED点阵汉字显示系统整体方案设计 (3)移位寄放器74HC595操纵列（方案一） (3)译码器74HC154操纵列（方案二） (4)3 系统硬件电路设计 (5)芯片选择 (5)1）MCS-51单片机 (5)2）16×64LED点阵显示 (8)LED点阵汉字PROTUES仿真原理 (10)8×8LED点阵组成16×16LED点阵 (10)LED点阵显示系统的protues仿真 (11)点阵系统显示仿真结果 (12)LED点阵显示系统硬件电路设计 (14)单片机最小系统设计 (14)3×3矩阵键盘 (15)4 软件程序设计 (18)LED点阵系统主程序流程图 (18)LED点阵系统主程序关键代码 (18)3×3的矩阵键盘扫描流程图 (19)3×3的矩阵键盘扫描程序 (20)5 总结 (22)致谢 (23)附录Ⅰ. LED点阵显示系统电路图 (24)附录Ⅱ. LED点阵显示系统PCB图 (25)附录Ⅲ. LED点阵显示系统实物图 (26)附录Ⅳ. LED点阵显示系统要紧程序 (28)1 绪论LED点阵汉字显示系统背景由于单片机技术的不断进展和高亮度LED 发光管的显现,使得大屏幕高亮度电子广告屏成为可能。