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基于单片机控制的无线电子广告牌的设计随着现代社会生活方式的不断发展，各种广告信息也日益丰富和多样化。
作为商家、餐饮店和相关广告行业的从业人员，我们必须要采用更加有效的广告营销手段来进行推广。
而基于单片机控制的无线电子广告牌则成为了一个非常好的选择。
本文将介绍基于单片机控制的无线电子广告牌的设计和实现方法。
一、设计概述基于单片机控制的无线电子广告牌广告，它的核心部分是由单片机、LED灯光模块、无线模块、应用控制系统、电源管理系统等部分组成的一个模块化系统。
通过无线信号，将广告信息传输到广告牌的控制单元，控制单元通过单片机的程序实现广告信息的显示。
二、设计流程1.电路设计方案电路部分采用单片机AT89C52作为主控芯片，配合LED点阵，通过MAX485芯片完成数据的转换和传输。
同时，我们还使用了无线模块ESP8266来实现无线传输。
可以使用电池或者DC/DC电源来提供电源。
2.蓝牙与无线信号的传输本系统采用ESP8266作为无线模块。
在应用控制系统内，使用一个特定的命令将广告信息传输到无线模块上，然后再由无线模块通过Wi-Fi信号或者蓝牙信号将广告内容传输到单片机控制单元。
在具体实现时，可以通过手机APP、PC端或者要展示广告信息的客户进行信号传输，实现方便灵活。
3. LED点阵的显示控制LED灯光模块使用多个点阵组成，可以根据需要设计点阵数量和结构，然后将点阵与单片机的控制单元连接，通过AT89C52控制LED的亮灭，从而实现广告内容的显示。
4. 应用控制系统的实现应用控制系统的设计依据实现方案和展示需求进行。
一般来说，我们可以采用自己开发的APP、PC端软件，或者是使用市场上已经存在的广告牌控制软件等等。
具体需要视实际情况而定。
三、实现技术1. 单片机的程序设计单片机的程序设计是实现整个系统的核心部分。
我们可以采用芯片厂家提供的Keil C等开发工具来进行程序编写。
首先需要了解单片机的数据存储、常用寄存器、定时器和中断等基本知识，然后再根据具体的需要进行编码实现。
编号本科生毕业设计基于单片机的LED点阵广告牌设计LED dot matrix billboard design based on singlechip学生姓名专业学号指导教师学院二〇一五年六月毕业设计（论文）原创承诺书1.本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《基于单片机的LED点阵广告牌设计》，是认真学习理解学校的《理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作容。
2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。
3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分容。
以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：年月日摘要本设计使用AT89C51单片机作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动64×16的LED点阵显示屏。
利用其本身强大的功能，可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储，并能用软件方便的进行显示容的变化，另一方面点阵显示屏广泛的应用于公共场所，所以本设计具有很强的实用性。
本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示4个16×16点阵汉字，并能通过软件修改显示容和效果。
把字符码存储在空闲的单片机程序存储器空间，使本LED显示系统能掉电存储1024个字符。
设计中采用了SPI接口的GB2312标准字库。
因为采用串行传输方式，使本系统的可扩展性得到提升，便于多个显示单元的级联。
本文从LED的显示原理入手，详细阐述了LED动态显示的过程以及硬件电路的设计。
单片机原理与应用课程设计报告课程设计名称：LED点阵广告牌的设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：成绩：信电工程学院摘要LED的特色之处一是节能（直接功耗，间接耗能），二是基本无电离辐射，三提高空间利用率。
而这些特色又恰好解决了上述的三种问题。
LED点阵显示屏之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与LED显示屏本身所具有的优点分不开的。
组合型led点阵显示器以发光二极体为图素,它用高亮度LED晶粒进行阵列组合后,再透过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。
LED 点阵显示系统中各模组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,但硬体接线复杂,在实际应用中一般採用动态显示方式,动态显示採用扫描的方式工作,由峰值较大的窄脉冲驱动,从上到下逐次不断地对显示幕的各行进行选通,同时又向各列送出表示图形或文字资讯的脉冲信号,反復迴圈以上操作,就可显示各种图形或文字资讯。
LED点阵显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、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。
关键词单片机 LED 点阵目录1绪论 (1)1.1 LED点阵显示屏的设计背景及意义 (1)1.2显示原理及控制方式分析 (3)1.2.1 LED点阵模块结构 (3)1.2.2 LED 动态显示原理 (4)1.2.3 LED常见的控制方式 (4)1.3 设计目标及采取的方案 (5)1.3.1 本设计的目标 (5)1.3.2 本设计采取的方案 (5)2系统硬件设计 (5)2.1 AT89C51芯片的介绍 (6)2.2 74LS154芯片的介绍 (6)2.3 点阵式汉字LED显示屏设计 (7)2.3.1 16*16点阵LED原理及应用 (7)2.3.2 LED点阵的显示文字图形原理 (8)3.字模生成 (10)3.1 字模简介 (10)3.2 LED显示屏领域字模实现技术 (10)3.3 字模存储技术简介 (11)4 系统软件设 (11)4.1 程序设计 (11)5 调试与仿真 (12)5.1 仿真效果 (12)5.2 调试中出现的问题 (12)结论 (12)参考文献 (14)附录 (14)附录1 16*16的点阵图文显示屏的硬件原理图 (14)附录2 完整程序 (14)1 绪论1.1 LED点阵显示屏的设计背景及意义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。
毕业设计基于单⽚机的LED⼴告牌的设计基于单⽚机的LED⼴告牌的设计摘要LED点阵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。
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。
本设计使⽤AT89C52芯⽚作为主控制模块，利⽤简单的外围电路来驱动16×16点阵LED显⽰屏。
设计分为三个模块：单⽚机控制模块.输出显⽰模块，译码器74LC138与三极管驱动的驱动模块。
单⽚机控制模块以单⽚机为核⼼，以软件KEIL 编程实现信号输出，以驱动16×16 LED点阵显⽰块为⽬的。
另⼀⽅⾯显⽰屏⼴泛的应⽤于医院、⽕车站、银⾏等公共场所，因此本设计有很强的现实实⽤性。
本设计主要是以AT89C52单⽚机为核⼼，采⽤串⾏传输，动态扫描技术，在负载范围内，只需通过简单的级联就可以对显⽰屏进⾏扩展，是⼀种成本低廉的图⽂显⽰⽅案。
关键词：LED /单⽚机/动态扫描Based on LED Billboard Design SCMABSTRACTDestem is using light-emitting diodes dot matrix modules or pixel unit composed of a flat display screen【1】. It has high luminous efficiency, long service life, configure, flexible, rich color and for indoor and outdoor environment adaptiveness,etc【2】. The LED display experienced from monochrome, double-color graphic display to now full-color video screen development process, since the 1980s began, the LED display applications has already spread transportation, telecommunication, education, securities, advertising, etc.【3】This design USES AT89C52 single chip as the main control module, use simple peripheral circuit to drive 16 x 16 lattice LED display. Design is divided into three modules: SCM control module. Output display module, 74LC138 decoder with triode driven driver modules. Single-chip microcomputer control module based on singlechip KEIL programming realization with software, signal output to drive 16 x 16 of LED dot matrix display piece for the purpose. On the other hand display widely used in hospitals, railway stations, Banks and other public places, so this design has a strong realistic practicability.This design is mainly by AT89C52 single chip computer as the core, and adopting the serial transmission, dynamic scanning technology, within the scope of the load, simply through simple cascade can expand on screen, is a low-cost graphic display solutions.KEY WORDS: LED,SCM,Dynamic scanning⽬录摘要 (Ⅰ)ABSTRACT (Ⅱ)1 前⾔ (1)1.1LED简介 (1)1.2单⽚机的应⽤ (2)1.3电⼦显⽰屏 (2)2 系统总体⽅案 (4)2.1需要实现的功能 (4)2.2滚屏的实现 (6)3系统硬件设计 (7)3.1单⽚机系统及外围电路 (7)3.1.1AT89C52芯⽚介绍 (7)3.1.2单⽚机系统及外围电路 (8)3.2电源模块 (9)3.3驱动扫描 (9)3.3.1 74HC138芯⽚介绍 (11)3.3.2 驱动电路的构成 (12)3.416×16LED点阵显⽰屏电路和原理 (14)4 系统程序的设计 (15)4.1显⽰驱动电路 (15)5 调试及性能分析 (17)5.1软件调试 (17)5.2性能分析 (18)结论 (19)致谢 (20)参考⽂献 (21)附录1 硬件电路图 (22)附录2 显⽰程序 (23)1 前⾔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。
摘要当今世界，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。
由于LED 电子显示屏具有所显内容信息量大,外形美观大方,操作使用方便灵活.适用于火车,汽车站,码头,金融证券市场,文化中心,信息中心体育设施等公共场所.该项目广泛涉及了计算机及电子技术中的电源技术,单片机技术,数据通讯技术,显示技术,存储技术,系统软件技术,接口及驱动等技术.我国经济发展迅猛,对信息传播有越来越高的要求.可以相信,LED电子显示屏以其色彩鲜亮夺目,大的显示信息量,寿命长,耗电量小,重量轻,空间尺寸小,稳定性高,易于操作,安装和维护等特点,将在社会经济发展中扮演越来越重要的角色。
利用单片机对整个系统进行总体控制，进行显示所要显示的字符。
显示方式分为三种：逐字显示、上滚显示、左滚显示，其中显示字模数据由单片机输入显存，点阵的点亮过程有程序控制，由驱动电路完成，点阵采用单色显示，该显示器电路的特点是：点阵的动态显示过程占用时间比较短，亮度比较高，而且亮度可以改变电阻进行调节。
本文以Proteus为软件平台，设计制作一套51系列单片机实验系统。
【关键词】单片机点阵 LED电子显示屏AbstractIn today's world, the rapid development of electronic technology, dot-matrix display device as a modern information display of the important media, in the financial securities, sports, airport, transportation, commercial, advertising, post and telecommunications, command and control, national defense military, and many other areas have been widely applied. So dot-matrix display devices in the development, production and to the rapid development, and gradually formed a optoelectronics trade industry, the new industry fields. Because LED electronic display has shown informative content, a beautiful appearance, convenient in operation is flexible. Apply to the train, bus station, wharf, financial securities market, cultural center, information center sports facilities in other public places. This project involves a wide computer and electronic technology of power technology, single chip microcomputer, data communication technology, display technology, storage technology, system software technology, interface and drive technology. China's economic development of information transmission has rapidly, and more and more high requirements. Can believe that LED electronic display by its color bright is dazzing, large display information, long life, small power consumption, light weight, small size, high stability, space, easy to operate, installation and maintenance and other characteristics, in the social economy development will play more and more important role. Using single chip computer in overall control of the whole system, display should show the characters. Display mode is divided into three types: word for word display, rolling display, left, which shows that font that roll of microcomputer data input the video memory, bitmap lightened process has program control, by driving circuit is completed, the monochromatic show that the dot matrix display circuit features are: dot matrix the dynamic display of the process take time is short, brightness is higher, and brightness can change resistance on the adjustment.In this paper, the software platform, Proteus for design a set of 51 series SCM experiment system.Keywords: SCM lattice LED electronic display目录一．引言 (3)二．LED概述 (4)1.LED电子显示屏概述 (4)2.LED电子显示屏的分类 (4)三．系统概述 (7)1.整体结构 (7)2.单片机系统作用及应用 (7)3.发展趋势 (8)四．LED显示屏控制技术状况 (10)1.串行传输与并行传输技术 (10)2.动态扫描与静态锁存技术 (10)3.自动检测及远程控制技术 (10)五．硬件电路设计 (11)1.总体设计 (11)2.系统硬件选择 (12)3.系统硬件概述 (12)4.LED点阵的内部结构及工作原理 (13)5.系统总体电路图 (15)6.硬件焊接 (15)六．软件设计 (17)1.程序设计总体思路 (17)2.程序流程图 (17)3.各模块程序设计 (18)七．系统的硬件及软件调试 (20)总结 (22)致谢 (23)参考文献 (24)附录引言LED（Light Emitting Diode），发光二极管，简称LED，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。
编号本科生毕业设计基于单片机的LED点阵广告牌设计LED dot matrix billboard design based on singlechip学生姓名专业学号指导教师学院二〇一五年六月毕业设计（论文）原创承诺书1.本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《基于单片机的LED点阵广告牌设计》，是认真学习理解学校的《理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作容。
2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。
3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分容。
以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：年月日摘要本设计使用AT89C51单片机作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动64×16的LED点阵显示屏。
利用其本身强大的功能，可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储，并能用软件方便的进行显示容的变化，另一方面点阵显示屏广泛的应用于公共场所，所以本设计具有很强的实用性。
本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示4个16×16点阵汉字，并能通过软件修改显示容和效果。
把字符码存储在空闲的单片机程序存储器空间，使本LED显示系统能掉电存储1024个字符。
设计中采用了SPI接口的GB2312标准字库。
因为采用串行传输方式，使本系统的可扩展性得到提升，便于多个显示单元的级联。
本文从LED的显示原理入手，详细阐述了LED动态显示的过程以及硬件电路的设计。
单片机原理与应用课程设计报告课程设计名称：LED点阵广告牌的设计专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计时间：成绩：信电工程学院摘要LED的特色之处一是节能（直接功耗，间接耗能），二是基本无电离辐射，三提高空间利用率。
而这些特色又恰好解决了上述的三种问题。
LED点阵显示屏之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与LED显示屏本身所具有的优点分不开的。
组合型led点阵显示器以发光二极体为图素,它用高亮度LED晶粒进行阵列组合后,再透过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。
LED 点阵显示系统中各模组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,但硬体接线复杂,在实际应用中一般採用动态显示方式,动态显示採用扫描的方式工作,由峰值较大的窄脉冲驱动,从上到下逐次不断地对显示幕的各行进行选通,同时又向各列送出表示图形或文字资讯的脉冲信号,反復迴圈以上操作,就可显示各种图形或文字资讯。
LED点阵显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、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。
关键词单片机 LED 点阵目录1绪论 (1)1.1 LED点阵显示屏的设计背景及意义 (1)1.2显示原理及控制方式分析 (3)1.2.1 LED点阵模块结构 (3)1.2.2 LED 动态显示原理 (4)1.2.3 LED常见的控制方式 (4)1.3 设计目标及采取的方案 (5)1.3.1 本设计的目标 (5)1.3.2 本设计采取的方案 (5)2系统硬件设计 (5)2.1 AT89C51芯片的介绍 (6)2.2 74LS154芯片的介绍 (6)2.3 点阵式汉字LED显示屏设计 (7)2.3.1 16*16点阵LED原理及应用 (7)2.3.2 LED点阵的显示文字图形原理 (8)3.字模生成 (10)3.1 字模简介 (10)3.2 LED显示屏领域字模实现技术 (10)3.3 字模存储技术简介 (11)4 系统软件设 (11)4.1 程序设计 (11)5 调试与仿真 (12)5.1 仿真效果 (12)5.2 调试中出现的问题 (12)结论 (12)参考文献 (14)附录 (14)附录1 16*16的点阵图文显示屏的硬件原理图 (14)附录2 完整程序 (14)1 绪论1.1 LED点阵显示屏的设计背景及意义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。
基于单片机的Led点阵广告牌设计在当今数字化的时代，广告宣传的方式多种多样，而 Led 点阵广告牌以其独特的显示效果、灵活的设计和广泛的应用场景，成为了广告领域的重要组成部分。
基于单片机的 Led 点阵广告牌更是凭借其低成本、高可靠性和易于控制的特点，受到了广泛的关注和应用。
一、Led 点阵广告牌的基本原理Led 点阵广告牌是由多个 Led 灯按照一定的排列方式组成的矩阵。
通过控制每个Led 灯的亮灭状态，可以显示出各种文字、图形和图像。
Led 点阵广告牌通常分为单色、双色和全彩三种类型，其中单色 Led点阵广告牌最为常见，成本也相对较低。
在基于单片机的 Led 点阵广告牌中，单片机作为核心控制器，负责接收外部输入的信息，并根据预设的程序控制 Led 点阵的显示内容。
单片机通过向驱动电路发送控制信号，来实现对每个 Led 灯的精确控制。
二、单片机的选择在设计基于单片机的 Led 点阵广告牌时，单片机的选择至关重要。
常见的单片机有 51 系列、AVR 系列和 STM32 系列等。
51 系列单片机是经典的 8 位单片机，具有成本低、开发简单的优点，但处理能力相对较弱。
AVR 系列单片机具有较高的性能和丰富的功能，适用于对性能要求较高的应用。
STM32 系列单片机是 32 位的单片机，具有强大的处理能力和丰富的外设资源，适用于复杂的系统设计。
对于一般的 Led 点阵广告牌设计，51 系列单片机通常能够满足需求。
例如，STC89C52 单片机具有 8K 的 Flash 存储器和 512 字节的 RAM，能够存储一定规模的显示数据和程序代码。
三、Led 点阵模块Led 点阵模块是组成 Led 点阵广告牌的基本单元。
常见的 Led 点阵模块有 8×8、16×16 和 32×32 等规格。
在选择 Led 点阵模块时，需要考虑显示效果、分辨率和成本等因素。
8×8 的Led 点阵模块结构简单，成本较低，但显示的内容相对较少。
基于单片机的LED点阵广告牌设计单片机（microcontroller）是一种高度集成的电子组件，内部包含着处理器、内存和各种外设，可以用于控制和驱动各种电子设备。
在这篇文章中，我们将讨论基于单片机的LED点阵广告牌设计。
LED点阵广告牌是一种以LED灯为基本元素组装而成的显示器。
利用这种显示技术，可以实现文字、图形和动画的展示。
由于其亮度高、色彩鲜艳、可视角度广等优点，LED点阵广告牌成为了商业广告和宣传的重要工具。
基于单片机的LED点阵广告牌设计，主要包括硬件设计和软件设计两个方面。
在硬件设计方面，我们需要选择合适的LED点阵模块，并与单片机进行连接。
LED点阵模块通常采用共阳极或共阴极的方式连接，我们需要根据具体的模块类型来配置单片机的GPIO引脚。
此外，还需要添加适当的电源电路和稳压电路，以确保LED点阵模块正常工作。
在软件设计方面，我们需要编写单片机的控制程序。
首先，我们需要了解单片机的开发平台和相应的编程语言，如Arduino、C语言等。
然后，我们可以通过编写程序来控制LED点阵模块的亮灭状态，实现文字、图形和动画的展示。
这些程序可以通过串口、蓝牙或无线方式从外部设备发送，也可以通过内部存储器的方式加载。
在编写程序时，我们可以利用单片机提供的各种函数和库，如GPIO控制、定时器控制等，以简化开发过程。
除了基本的显示功能外，还可以添加一些高级功能来增强LED点阵广告牌的实用性和吸引力。
例如，可以添加温湿度传感器和光线传感器，以实现自动调节亮度和显示内容的功能。
此外，还可以通过网络模块将广告内容从远程服务器上获取，实现实时更新和远程控制。
基于单片机的LED点阵广告牌设计具有灵活性和可扩展性。
我们可以根据实际需求选择不同规格和尺寸的LED点阵模块，并根据需要进行硬件和软件的定制。
这种设计不仅可以应用于商业广告牌，还可以应用于室内展示和装饰等领域。
总之，基于单片机的LED点阵广告牌设计结合了硬件和软件技术，可以实现多种展示效果和功能。
基于单片机的led点阵广告牌设计课程设计单片机原理与应用课程设计报告课程设计名称: LED点阵广告牌的设计专业班级:学生姓名:学号:指导教师:设计时间:成绩:信电工程学院摘要LED的特色之处一是节能(直接功耗,间接耗能),二是基本无电离辐射,三提高空间利用率。
而这些特色又恰好解决了上述的三种问题。
LED点阵显示屏之所以受到广泛重视而得到迅速发展,是与LED显示屏本身所具有的优点分不开的。
组合型led点阵显示器以发光二极体为图素,它用高亮度LED晶粒进行阵列组合后,再透过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。
LED点阵显示系统中各模组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,但硬体接线复杂,在实际应用中一般?用动态显示方式,动态显示?用扫描的方式工作,由峰值较大的窄脉冲驱动,从上到下逐次不断地对显示幕的各行进行选通,同时又向各列送出表示图形或文字资讯的脉冲信号,反??圈以上操作,就可显示各种图形或文字资讯。
LED点阵显示屏的发展前景极为广阔,目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、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。
关键词单片机 LED 点阵目录1绪论 (1)1.1 LED点阵显示屏的设计背景及意义 (1)1.2显示原理及控制方式分析..31.2.1 LED点阵模块结构31.2.2 LED 动态显示原理..41.2.3 LED常见的控制方式..41.3 设计目标及采取的方案..51.3.1 本设计的目标.51.3.2 本设计采取的方案..52系统硬件设计52.1 AT89C51芯片的介绍.62.2 74LS154芯片的介绍.62.3 点阵式汉字LED显示屏设计72.3.1 16*16点阵LED原理及应用..72.3.2 LED点阵的显示文字图形原理.83.字模生成103.1 字模简介.103.2 LED显示屏领域字模实现技术103.3 字模存储技术简介114 系统软件设..114.1 程序设计.115 调试与仿真..125.1 仿真效果.125.2 调试中出现的问题12结论12参考文献.14附录14附录1 16*16的点阵图文显示屏的硬件原理图.14附录2 完整程序141 绪论1.1 LED点阵显示屏的设计背景及意义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。
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 X16,24 X24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 X16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 X64LED点阵5部分组成。
四、硬件设计4.1系统硬件概述整个电路由单片机89C51 , 8 个74LS373, 1 个74HC154 , 1 个74LS138,4 个16X 16 的LED。
该电路所设计的电子屏可显示多个汉字，需要4个16X 16 LED点阵模块，可组成16X 64的条形点阵。
AT89C51是一种带4KB可编程可擦除只读存储器的低电压,高性能微处理器,俗称单片机。
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。
AT89C51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。
AT89C51引脚即外观如图 3.1所示。
为两类译码器，即针对共阳极的低电平有效的译码器 ；针对共阴极LED 的高电平输出有效的译码器。
74LS373是低功耗肖特基TTL8D 锁存器，内有8个相同的D 型（三态同相）锁存器，由 两个控制端（11脚G 或EN ; 1脚OUT 、CONT 、OE ）控制。
当OE 接地时，若G 为高电平， 74LS373接收由PPU 输出的地址信号；如果G 为低电平，则将地址信号锁存。
工作原 理：74LS373的输出端O0—O7可直接与总线相连。
当三态允许控制端OE 为低电平时， O0—O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。
当OE 为高电平时，O0—O7呈高阻 态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。
当锁存允 许端LE 为高电平时，O 随数据D 而变。
当LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电 平。
74LS373引脚即外观如图 3.2所示图4.1 AT89C51的管脚图译码器是组合逻辑 件，74LS138的输出是 辑功能时，输出端不可 74LS138与前面不同，必须加以处理，否则无>XTAL1 PO.O/ADD XTAL2P0.1/AD1 P0.2/AD2 P0.3/AD3 P0.4/AD4P0.5/AD5 RSTP0.6/AD6 P0.7/AD7P2.0/A8 P2.1/A9P2.2/A10 PSEN P2.3/A11 ALE P2.4/A12 EAP2.5/A13 P2.6/A14P2.7/A15P1.0 PS.O^RXDP1.1 P3.1I/TXD P1.2 P3.2/1NTO P1.3 P1.4 P3.371NT1 P3.4/TBP1.5 P3.5/T1 P1.B P3.6AVRP1.7P37/RD电路的一个重要的器 低电平有效，故实现逻 接或门及或非门， 其有使能端，故使能端 法实现需要的逻辑功1913930235 6 7 a11 22 22 24工2834 321011 亠 141£ 丄图4.2 74LS373引脚图74HC154为4线—12线译码器，当选通端(G1、G2)均为低电平时,可将地址端(ABCD)的二进制编码在一个对应的输出端，以低电平译出。
若将G1和G2中的一个作为数据输入端，由ABCD对输出寻址，还可作1线—16线数据分配器。
工作环境温度为0〜70C,对社会的要求非常适合。
所以LED的抗震性能好该电路的显示采用逐行扫描方式。
工作时，由单片机取出第一行需要显示的内容经延时一段时间后再进行下一行点阵数据的显示。
需要注意的是，每次只能选通一行数据，即要通过不断的逐行扫描来实现汉字或字符的显示。
4.2 16 X16LED点阵显示制作4.2.1 16 X16LED点阵的内部结构及工作原理以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。
即国家标准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。
这里我们以”高”字说明，如图3.3所示。
图3.3 16*16LED 汉字显示用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。
一般把它拆分为上部和下部，上部由8X16点阵组成，下部也由8X 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pOO —p07 口。
方向为pOO到p07，显示汉字”高”时，p02点亮,由上往下排列，为pO.O灭，p0.1灭，p0.2 亮，p0.3灭，p0.4灭，p0.5灭，p0.6灭，p0.7灭。
即二进制00000100，转换为16进制为04h。
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，这一列全部为不亮，即为00000000 , 16进制则为00h。
然后单片机转向上半部第二列，仍为p01点亮，为00000100，即16进制04h.这一列完成后继续进行下半部分的扫描，p20点亮，为二进制00000010，即16进制02h.依照这个方法，继续进行下面的扫描，一共扫描32个8位，可以得出汉字高”的扫描代码为：02h，00h，01h，04h，OFFh，OFEh，OOh，OOh，1Fh，OFOh，10h，10h，10h，10h，1Fh，OFOh，OOh，04h，7Fh，OFEh, 40h，04h，4Fh，0E4h，48h，24h，48h，24h，4Fh，0E4h，40h，OCh。
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。
不过现在有很多现成的汉字字模生成软件，就不必自己去画表格算代码了。
4.2.2用8X8LED点阵构成16 X16LED点阵Proteus中只有5 X7和8 X8等LED点阵，并没有16 X 16LEI点阵，而在实际应用中，要良好地显示一个汉字，则至少需要16X 16点阵。
下面我们就首先介绍使用8X8点阵构建16X 16点阵的方法，并构建一块16X 16LED点阵。
首先，从Proteus7.1的元件库中找到“MATRIX8X8-RED元器件，并将四块该元器件放入Proteus文档区编辑窗口中。
右边8个引脚是其列线（当然，如果你是将右转，贝U右边8个引脚是行线）。
然后将四个元器件对应的行线和列线分别进行连接，引脚接一行16个LED，列线也相同。
并注意要将行线和列线引出一定长度的引脚，以便下面我们使用。
连接好的16X 16点阵如图3.4所示。
如上图的16X 16点阵只是第一步，这样分开的数块并不能达到好的显示效果，下面我们要将其进一步组合0组合实际上很简单,首先选中如上图中右侧的两块8X8点阵，然后拖动并使其与左侧的两块相并拢,如图3.5所示图4.5与左侧的两块相并拢可以看到原来的连线已经自动隐藏了，至于线上的交点，我们不要去动。
然后，我们再来最后一步，选中下侧的两块点阵，并拖动使其与上侧的两块并拢，最后的效果如图 3.6所示。
看到,原来杂乱的连线现在已经几乎全部隐藏了，一块16 X 16勺LED点阵做成了0需要注意，做成的LED点阵的行线为左侧的16个引脚，下侧的16个引脚为其列线，而且其行线为高电平有效，列线为低电平有效°然后，我们将其保存，以便以后使用。
图4.6最后的效果图4.3主控单片机的接口说明P0 口：P0 口是一组8位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复制用口，作为输入口时，每位能吸收电流的方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写入“1可作为高阻抗输入端用°在访问外部数据存储器或程序存储器时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期激活内部上拉电阻°在Flash编程时，PO口接收指令节，而在程序校检时，输出指令字节，校检时，要求外接上拉电阻°P1 口：P1 口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对端口写“ 1”通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流I。
Flash编程和程序校检期间，P1接收低8位地址。
P2 口:P2 口是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O 口，P1的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4个TTL逻辑门电路。
对端口写“ 1 ”通过内部的上拉电阻把端口拉到高电平，此时可作输入口，作输入口时，因为内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一个电流I。
在访问外部数据存储器或16位地址的外部数据存储（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2 口送出高8位地址数据。
在访问8 位地址的外部数据存储器（如执行MOVX@RI指令）时，P2 口线上的内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区中R2寄存器的内容），在整个访问期间不改变。
