16×64led广告屏设计论文论文课程设计论文论文报告_本科论文
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LED显示屏设计毕业论文标题:LED显示屏设计及其应用研究摘要:本文通过对LED显示屏的设计原理、结构及其应用进行研究,探讨了LED显示屏在户外广告、舞台演出、体育赛事等领域的广泛应用。
首先,介绍了LED显示屏的基本结构和工作原理,着重讲解了常见的点阵LED显示屏和全彩LED显示屏;其次,分析了LED显示屏的设计要点包括像素点密度、亮度、色彩饱和度等方面,以及电源供应和控制系统的设计;最后,结合实际应用,论述了LED显示屏在不同行业的应用状况和未来发展趋势。
本文旨在为从事LED显示屏设计及应用工作的相关研究人员和工程师提供参考和借鉴。
关键词:LED显示屏;设计原理;应用领域;像素点密度;亮度;色彩饱和度一、引言随着科技的不断发展和应用领域的拓展,LED显示屏作为一种新型的显示技术,广泛适用于户外广告、交通指示、舞台演出等领域。
LED显示屏以其高亮度、高清晰度、低功耗等优势,成为人们生活中不可或缺的重要工具。
因此,对LED显示屏的设计和应用进行深入研究,对推动科技发展和广告行业的创新具有积极意义。
二、LED显示屏的结构和工作原理1.点阵LED显示屏的结构与工作原理点阵LED显示屏是由许多点阵组成的,其中每个点阵都是一个独立的发光元件。
通过点阵的组合排列,可形成图像或文字显示。
点阵LED显示屏的工作原理是当电流通过发光元件时,发光元件会发出红、绿、蓝三种不同颜色的光,通过这三种颜色的光的叠加,可以呈现出各种颜色的图像。
2.全彩LED显示屏的结构与工作原理全彩LED显示屏由红、绿、蓝三种颜色的LED灯珠组成,每个灯珠都可以单独发出不同颜色的光。
全彩LED显示屏可以通过控制每个灯珠发光的亮度和色彩,来呈现出丰富多样的图像和视频。
三、LED显示屏的设计要点1.像素点密度的设计像素点密度决定了显示屏的分辨率和图像的清晰度,高像素点密度可以呈现出更细腻的图像。
因此,在设计LED显示屏时,应根据实际需求确定合适的像素点密度。
编号:湖北文理学院理工学院本科毕业论文(设计)题目无线LED显示屏的设计机械系机械设计制造及其自动化专业学生姓名陈登彪指导教师胡雄杰起讫日期 2015.2.20 ~ 2015.5.20无线LED显示屏的设计内容提要近年来,LED(lighted exciting bode,发光二极管)电子显示屏作为一种高科技产品日益引起人们的重视。
它可以实时显示或循环播放文字、图形和图像信息,具有显示方式丰富、观赏性强、显示内容修改方便、亮度高、显示稳定且寿命长等多种优点,被广泛应用于商业广告、体育比赛、交通信息报导等诸多领域。
LED显示屏的核心技术主要集中在控制器中。
目前,大部分异步显示屏采用的是8位或16位的微控制器,由于受到微处理器的处理速度、体系架构、寻址范围、外围接口资源等诸多限制,已难以在要求显示较多像素、显示内容帧频较高、动态显示效果复杂的情况下得到良好的动态视觉效果。
LED显示屏控制系统性能良好,工作稳定可靠,易于维护升级,具有很高的性价比。
关键词:LED;数据传输;信息发布系统;单片机AbstractLED panel systems gains rapid development in the design, machine and app lication from nine-rites ages. It went thorn from single color and two colors to im age LED panel. As a , LED panel can realize real time and sequential displaying t extile, granitic and images. LED panel . Moreover, with the technique of color p Anne perfect increasingly,LED panel is widely used in many fields.The core technique for a LED panel is mainly centralized on its controlled. The majority of asynchronous display panel use the 8 or the 16 micro-controllers ,because the processing speed, the system construction, the addressing scope, the periphery connection resources and on so many limits, in request demonstration many picture elements, the demonstration content frame frequency with difficul t the dynamic demonstration effect complex situation, obtains the good dynamic visual effect.the method was favorable for the stability and efficiency of the whole system .The system was easy in maintenance and updating,and enjoys System; informa tion releasing system; single chip目录目录 (4)第1章绪论 (6)1.1 LED显示屏的研究背景及意义 (6)1.2 LED大屏幕的发展状况与趋势 (7)1.2.1 LED大屏幕的发展状况 (7)1.2.2 LED大屏幕的发展趋势 (7)1.3 LED显示屏的信息发布技术 (8)第二章 LED电子显示屏的介绍 (9)2.1 LED显示屏简介 (9)2.2 LED显示屏的特点 (9)2.3 LED显示屏的分类 (10)3.1 稳压电源的设计方法 (12)3.1.1 稳压电源原理 (12)3.2 单片机系统及外围电路 (13)3.2.1单片机最小系统介绍 (13)3.3单片机的选择 (14)3.3.1C8051F020与80C51之间的异同点 (14)3.3.2相同点 (15)3.3.3主要硬件不同点 (15)3.4 8051F020单片机介绍 (16)3.4.1系统概述 (16)3.4.2片内存储器 (17)3.4.3可编程数字IO 和交叉开关 (18)3.4.4 12 位模数转换器 (18)3.4.5 8位模数转换器 (19)3.4.6比较器和DAC (20)3.4.7 C8051F020引脚的定义 (21)3.5列驱动电路 (22)3.5.1 74HC595芯片的简介 (23)3.6行驱动电路 (24)3.6.1 74HC154芯片的简介 (24)3.7 LED的汉字显示原理 (25)3.7.1显示模块与PC机接口的连接 (26)4.1系统程序的设计 (28)4.1.1 显示驱动程序 (28)4.1.2 系统主程序 (28)4.2设计部分原理图介绍 (30)第五章总结 (33)致谢 (34)参考文献 (35)第1章绪论1.1 LED显示屏的研究背景及意义发光二极管(LED),是一种把电能变成光能的特种器件,主要由PN结芯片、电极和光学系统构成。
摘要本系统是从实际应用角度出发,针对当前市场上流行的LED产品的应用领域而设计制作的多功能电子显示屏,可用于商场导购促销显示、新闻与广告显示、车站机场班次时间资讯显示等。
LED电子显示屏根据题目设计要求,硬件部分主要包括STC89C52单片机系统、16块8*8LED点阵显示模块构成16*64点阵、显示驱动电路、键盘输入控制器等部分,软件编程主要用的是C语言。
本系统不仅能够实现数字、字母、汉字等预存信息的切换显示,同时还可以实现信息的定时循环、上下左右滚屏、LED显示亮度连续可调,另外,本系统可以和PC机通讯,通过PC机串口对显示信息进行更新。
通过对此LED广告屏的设计,满足了设计要求,实现了设计的目的。
关键词:LED电子显示屏,16*64点阵,STC89C52单片机AbstractThis system sets out from the actual application angle and aim at current spread on the market of the multi-function electronics monitor of the applied realm but design creation of LED product, can used for market to lead to buy promote sales to show, news and advertisement show, the station airport's number time's information show etc..LED electronics the monitor design a request according to the topic. the hardware part mainly includes STC89 C52 list slice machine system and 16 pieces of ses show that the mold piece constitutes 16*64point, show to drive parts like the electric circuit, keyboard importation controller etc .software's weaving a distance what to use mainly is a C language .This system can not only carry out number, letter of alphabet, and Chinese characters...etc. to prepare to save a cutting over of information to suggest, but also can carry out an information in fixed time circularly, the top and bottom Be or so to roll to hold, LED show that the bright degree is in a row adjustable, moreover, this system can pass with PC machine communication one PC machine string to show that the information carries on renewal .Pass the design that holds to this LED advertisement, satisfied a design request, carried out the purpose of design.Key words:LED electronics monitor, 64 of 16point, STC89 C52 list slice machine目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题背景 (1)1.2LED广告屏 (1)2 系统方案设计 (3)2.1LED广告屏功能的实现 (3)2.2单片机的选型 (5)3 硬件设计 (6)3.1系统结构 (6)3.2电路的具体设计 (7)4 系统的软件设计 (10)4.1程序设计 (10)4.2字模提取 (11)4.3LED显示方式 (11)4.4串行通信方式 (12)5 系统功能测试 (12)5.1测试工具 (12)5.2键盘 (12)5.3单元模块电路 (12)5.4系统整体功能 (13)总结 (13)致谢 (14)参考文献 (15)附录 (16)附录1控制电路电路图 (16)附录2程序 (24)附录3中英文翻译 (25)1 绪论1.1 课题背景LED显示屏是从实际应用角度出发,针对当前市场上流行的LED产品的应用领域而设计制作的多功能电子显示屏,可用于学校信息栏、商场导购提示、广告传播、车站航班班次时间资讯显示等。
LED显示屏设计摘要LED大屏幕显示系统,以AT89S52单片机为核心,由键盘显示、与非门、外部锁存器、LED大屏幕显示等功能模块组成。
基于题目基本要求,本系统对时间显示和大屏幕显示进行了重点设计。
此外,扩展单片机外围接口、逐排显示,与非门等功能。
本系统大部分功能由软件来实现,吸收了硬件软件化的思想,大部分功能通过软件来实现,使电路简单明了,系统稳定性大大提高。
本系统不仅成功的实现了要求的基本功能,发挥部分也得到完全的实现,而且有一定的创新功能。
本设计主要以AT89S52单片机为核心,采用串行传输、静态扫描技术,制作一款拥有PC机通信功能的,模块化LED多功能显示屏。
关键词:AT89S52、LED、16×80点阵、单片机目录绪论 (5)第一章选定方案1.1 确定方案 (6)1.2 单片机的确定 (7)1.3 显示部分 (7)1.4 芯片选择 (7)1.5 电源选择 (7)第二章单片机概述2.1 AT89S52单片机的结构 (9)2.2 管脚说明 (9)第三章系统整体方案3.1 需要实现的功能 (10)3.2 显示模式方案论证 (10)第四章系统硬件电路的设计4.1 整体模块设计 (11)4.2 电源电路设计 (11)4.3 单片机最小系统电路 (12)4.4 列扫描电路 (13)4.5 行控制电路 (13)4.6 LED显示器电路 (14)4.7 总体硬件电路设计 (15)第五章系统程序的设计5.1 主程序流程图 (17)5.1 显示驱动程序 (17)第六章调试及性能分析6.1 软件调试 (22)6.2 硬件调试 (23)6.3 性能分析 (24)总结 (24)致谢 (24)参考文献 (27)附件一 (27)附件二 (30)绪论本系统采用单片机AT89S52为LED显示屏的控制核心,制造一种简单的16×80汉字显示屏设计。
内容包括软件设计、LED显示屏的硬件电路、汇编语言程序设计与调试等方面,涉及到单片机电子产品设计及制造工程中的各个环节,有助于广大学者进一步的学习、了解汉字点阵显示原理,认识单片机的基本结构、工作原理及应用方法,提高单片机知识的运用能力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。
64×16点阵LED室内电子显示屏的设计摘要:LED显示屏作为一种新型的显示器件,是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成,通常用来显示时间、图文等信息。
本设计是基于ATS52单片机的64X16显示屏,其中包含了硬件、软件、调试等方案的设计。
此外、该设计只需简单的级联就能实现显示屏的拓展,但级联时要注意不要超过驱动负载范围。
关键词:Ats52;LED;单片机1引言1.1. 设计意义LED显示屏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。
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。
它的优点:亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。
1.2. 系统功能要求设计一个能显示64X16点阵图文LED显示屏,要求能显示图文或文字,显示图文或文字应稳定、清晰,图文或文字显示,以卷帘形式向上滚动显示。
方案设计22.1 总体设计2.2 设计论证图文显示一般有静态和动态显示两种方案,静态方案虽然设计简单,但其使用的管脚太多,如本设计中64x16的点阵共有256个发光二极管,显然单片机没有这么多的端口,如果我采用锁存器来扩展端口,按8位的锁存器来计算,64x16的点阵需要256/8=32个锁存器。
这个数字很庞大,因为我们仅仅是64x16的点阵,在实际应用中的显示屏往往要大得多,这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。
因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计,而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。
关于LED的论文(五篇范文)第一篇:关于LED的论文如今,照明产业正随着LED的亮相以及全面普及而发生激烈变化。
LED照明在日本的存在感日益增强,韩国也不例外。
韩国提出了20xx 年“成为世界前三名的LED产业强国”的目标,政府和企业等大力推进LED。
在韩国国内,LED照明的使用大幅增加。
普通消费者青睐的照明品牌在日本大多为松下、东芝、日立以及NEC等大企业的产品。
而在韩国,在保护中小企业的法律之下,照明产业主要由中小企业构成。
代表性企业有锦湖电机(KumhoElectric)以及南宋灯泡(Namyung Lighting)等。
此外还包括德国欧司朗光电半导体(OSRAMGmbH)、荷兰皇家飞利浦电子(Royal Philips Electronics N.V.)以及美国通用电气(GeneralElectric)等外资企业。
韩国照明产业的构造随着LED照明、即半导体照明的亮相而发生了巨大的变化。
大企业相继进入中小企业的世界韩国的照明产业长期以来一直保护中小企业。
但是,随着LED半导体成为关键元件,三星集团和LG集团等大企业相继涉足照明市场。
另外,进入2010年后,以大型制铁厂商为首的浦项制铁(Posco)集团、在石油提炼和通信方面拥有优势的SK集团等也表示要涉足该市场。
除了这些大型企业之外,风险公司也相继成立,从事LED照明业务的企业在韩国已经超过了400家。
很多观点认为,今后2~3年内,LED企业之间将不可避免地出现激烈的合并淘汰。
政府大力主导韩国政府对“绿色能源产业”寄予了厚望。
在2008年8月15日举行的韩国60周年国庆庆典上,韩国政府提出将“低碳绿色成长”作为未来的国家战略。
其内容包括:①通过扩大新成长领域来发展国家;②提高国民生活质量、改善环境;③为应对气候变动对国际社会做贡献,等等,明确了政府为低碳绿色成长采取的举措。
其中的重点领域包括LED产业。
在这种战略下,韩国政府计划积极支援利用LED的新一代照明。
16×16点阵LED电子显示屏的设计摘要LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。
本设计是1616××16点阵LED电子显示屏的设计。
整机以美国ATMEL公司生产的40脚单片机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。
通过该芯片控制一个行驱动器74LS154和两个列驱动器74L373来驱动显示屏显示。
该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像,采用4块8 x 8点阵LED显示模块来组成一个16x16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。
文中详细介绍了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。
关键词:AT89C51单片机 LED 点阵显示动态显示AbstractAs a popular display device component, LED dot-matrix display board consists of several independent LED (Light Emitting Diode).The LED dot-matrix display board can display the number or sign,and it is usually used to show time, speed, the state of system etc.This design is 1 16 ×16 lattice LED electron display monitor design.The whole equipment is with the 40-pin AT89C51 MCU (Micro Controller Unit) produced by the American ATMEL company at thecore, introduced take it as the control system LED lattice electron display monitor dynamic design and the development process. Controls good driver 74LS154 an two row driver 74L373 through thischip actuates the display monitor demonstration. The electronic screen can show all kinds of written or monochrome images, one full screen display Chinese characters, four pieces of 8 x 8 dot-matrix LEDdisplay modules to form the 16x16 dot matrix display mode. Show dynamic show that makes static graphic or text can be achieved, shifted out of various formats. This paper describes the of the LEDdot matrix display, and the principle function of the various parts ofthe circuit, the corresponding software program design and the use of some such. Key words: AT89C51 Micro Controller U nitUnit; LED; LatticeDisplay;Dynamic Display目录第1章绪论1.1 选题背景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,显示屏由几万……几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。
吉林工程技术师范学院信息工程学院《单片机应用设计》课程设计报告题目: 16*64 LED广告屏设计专业:电子信息时间:2013年6月10日——6月28日摘要单片机自20世纪70年代问世以来,以极其高的性价比受到人们的重视和关注,所以应用很广,发展很快。
单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。
在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字,汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器,广告屏等。
所以研究LED显示有实用的意义。
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。
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。
LED 之所以受到广泛重视而得到迅速发展,是与它本身所具有的优点分不开的。
这些优点概括起来是:亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。
LED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。
现代LED的发展很快,很多研究领域非常已经深刻,所以想利用自己学的单片机知识简单的研究一下用单片机驱动的LED显示汉字,以达到学以致用和实践相结合的目的,同时巩固加深自己的单片机知识。
用点阵方式构成图形或文字,是非常灵活的,可以根据需要任意组合和变化,只要设计好合适的数据文件,就可以得到满意的显示效果。
因而采用点阵式图文显示屏显示经常需要变化的信息,是非常有效的。
点阵大小可以有16×16、24×24、32×32、48×48等不同规格,也有单色、双色、和多色几种,最常用的是单色图文屏。
单色屏多使用红色或橘红色或橙色LED点阵单元。
双色图文屏和多色图文屏,在LED点阵的每一个“点”上布置有两个或多个不同颜色的LED发光器件。
led课程设计论文一、教学目标本课程的学习目标包括知识目标、技能目标和情感态度价值观目标。
知识目标要求学生掌握LED的基本原理、结构和应用;技能目标要求学生能够分析LED电路图,并进行简单的LED电路设计与制作;情感态度价值观目标要求学生培养对LED技术的兴趣,提高创新意识和实践能力。
通过分析课程性质、学生特点和教学要求,我们将目标分解为具体的学习成果。
首先,学生需要了解LED的基本原理和结构,能够解释LED的工作原理。
其次,学生能够分析LED电路图,理解电路中的各个组件及其作用。
接着,学生能够设计并制作简单的LED电路,如LED灯的闪烁电路。
最后,学生能够通过实践体验到LED技术的应用广泛和环保优势,培养对LED技术的兴趣和创新意识。
二、教学内容根据课程目标,我们选择和了以下教学内容。
首先,介绍LED的基本原理和结构,包括LED的工作原理、发光原理和特性。
其次,讲解LED电路的基础知识,包括电路图的阅读和分析方法,以及LED电路中的常用组件和参数。
接着,教授LED电路的设计与制作方法,包括电路图的绘制、元件的选择和焊接技巧。
最后,介绍LED技术的应用案例,如LED照明、LED显示屏等,并探讨LED技术的环保优势和发展前景。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,我们采用了多样化的教学方法。
首先,通过讲授法,我们向学生传授LED的基本原理和电路知识。
其次,采用讨论法,引导学生主动思考和提问,培养他们的问题解决能力。
接着,运用案例分析法,分析LED电路的实际应用案例,让学生更好地理解和应用所学知识。
最后,开展实验法,让学生亲自动手设计和制作LED电路,提高他们的实践能力和创新意识。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,我们选择了适当的教学资源。
教材方面,我们选择了《LED技术基础与应用》一书,该书详细介绍了LED的基本原理、电路设计和应用案例。
参考书方面,我们推荐了《LED电路设计与实践》和《LED技术进展与应用》两本书籍。
吉林工程技术师范学院信息工程学院《单片机应用设计》课程设计报告题目: 16*64 LED广告屏设计专业:电子信息班级: D1041 姓名:学号: 13号指导教师:王冬梅安晓峰时间:2013年6月10日——6月28日摘要单片机自20世纪70年代问世以来,以极其高的性价比受到人们的重视和关注,所以应用很广,发展很快。
单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。
在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字,汉字显示屏也广泛应用到汽车报站器,广告屏等。
所以研究LED显示有实用的意义。
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。
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。
LED 之所以受到广泛重视而得到迅速发展,是与它本身所具有的优点分不开的。
这些优点概括起来是:亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。
LED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。
现代LED的发展很快,很多研究领域非常已经深刻,所以想利用自己学的单片机知识简单的研究一下用单片机驱动的LED显示汉字,以达到学以致用和实践相结合的目的,同时巩固加深自己的单片机知识。
用点阵方式构成图形或文字,是非常灵活的,可以根据需要任意组合和变化,只要设计好合适的数据文件,就可以得到满意的显示效果。
因而采用点阵式图文显示屏显示经常需要变化的信息,是非常有效的。
点阵大小可以有16×16、24×24、32×32、48×48等不同规格,也有单色、双色、和多色几种,最常用的是单色图文屏。
单色屏多使用红色或橘红色或橙色LED点阵单元。
双色图文屏和多色图文屏,在LED点阵的每一个“点”上布置有两个或多个不同颜色的LED发光器件。
换句话说,对应于每种颜色都有自己的显示矩阵。
显示的时候,各颜色的显示点阵是分开控制的。
事先设计好各种颜色的显示数据,显示时分别送到各自的显示点阵,即可实现预期效果。
每一种颜色的控制方法和单色的完全相同,因此掌握了单色图文显示屏的原理,双色屏和多色屏就不难理解了。
关键词:LED, 单片机, 点阵, 驱动, 矩阵目录摘要 (I)目录 (II)第一章绪论 (1)第二章设计方案的论证 (2)2.1系统功能要求 (2)2.2方案设计 (2)2.2.1 总体设计 (2)2.2.2 设计论证 (2)第三章硬件设计 (5)3.1 芯片介绍 (5)3.1.1 51系列单片机简介 (5)3.1.2 74LS154芯片介绍 (10)3.1.2 74LS373芯片介绍 (11)3.2硬件设计 (12)3.3 16×64点阵显示屏设计 (14)第四章软件设计 (16)4.1单片机延时子程序 (16)4.2程序流程图 (17)4.3显示效果 (18)第五章课设总结与体会 (19)致谢 (21)参考文献 (22)附录 (I)第一章绪论在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。
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。
随着信息产业的高速发展,LED显示作为信息传播的一种重要手段,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,例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行信息显示、餐馆报价信息豆示、高速公路可变情报板、体育场馆比赛转播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。
显然,LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。
LED点阵设计主要应用于显示屏,它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。
由于它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内室外环境适应能力强等优点,自20世纪80年代后期开始,随着LED制造技术的不断完善,在国外得到了广泛的应用。
在我国改革开放之后,特别是进入90年代国民经济高速增长,对公众场合发布信息的需求日益强烈,LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势,因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。
LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏,到图像显示屏的发展过程。
第二章设计方案的论证LED显示屏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。
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。
它的优点:亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。
2.1系统功能要求设计一个能显示16X64 点阵图文LED显示屏,要求能显示图文或文字,显示图文或文字应稳定、清晰,图文或文字显示,以卷帘形式向上滚动显示。
2.2方案设计2.2.1 总体设计图2-1 点阵的总体框图2.2.2 设计论证图文显示一般有静态和动态显示两种方案,静态方案虽然设计简单,但其使用的管脚太多,如本设计中16x64的点阵共有1024个发光二极管,显然单片机没有这么多的端口,如果我采用锁存器来扩展端口,按8位的锁存器来计算,16x64的点阵需要1024/8=128个锁存器。
这个数字很庞大,因为我们仅仅是16x64的点阵,在实际应用中的显示屏往往要大得多,这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。
因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计,而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。
动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮,这样扫描驱动电路就可以实现多行(比如16行)的同名列共用一套驱动器。
具体就16x64的点阵来说,把所有同1行的发光管的阳极连在一起,把所有同1列的发光管的阴极连在一起(共阳极的接法),先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存,然后选通第1行使其燃亮一定时间,然后熄灭;再送出第二行的数据并锁存,然后选通第2行使其燃亮相同的时间,然后熄灭;以此类推,第16行之后,又重新燃亮第1行,反复轮回。
当这样轮回的速度足够快(每秒24次以上),由于人眼的视觉暂留现象,就能够看到显示屏上稳定的图形了。
采用扫描方式进行显示时,每一行有一个行驱动器,各行的同名列共用一个驱动器。
显示数据通常存储在单片机的存储器中,按8位一个字节的形式顺序排放。
显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去,这就存在一个显示数据传输的问题。
从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并列方式或串行方式。
显然,采用并行方式时,从控制电路到列驱动器的线路数量大,相应的硬件数目多。
当列数很多时,并列传输的方案是不可取的。
采用串行传输的方法,控制电路可以只用一根信号线,将列数据一位一位传往列驱动器,在硬件方面无疑是十分经济的。
但是,串行传输过程较长,数据按顺序一位一位地输出给列驱动器,只有当一行的各列数据都以传输到位之后,这一行的各列才能并行地进行显示。
这样,对于一行的显示过程就可以分解成列数据准备(传输)和列数据显示两部分。
对于串行传输方式来说,列数据准备时间可能相当长,在行扫描周期确定的情况下留给行显示的时间就太少了,以致影响到LED的亮度。
解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题,可以采用重叠处理的方法。
即在显示本行各列数据的同时,传送下一列数据。
为了达到重叠处理的目的,列数据的显示就需要具有所存功能。
经过上述分析,就可以归纳出列驱动器电路应具有的功能。
对于列数据准备来说,它应能实现串入并处的移位功能;对于列数据显示来说,应具有并行锁存的功能。
这样,本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时,串并移位寄存器就可以准备下一行的列数据,而不会影响本行的显示。
第三章硬件设计3.1 芯片介绍LED点阵总体框图,点阵电路大体上可以分成微机本身的硬件、显示驱动电路、控制信号电路三部分。
控制电路部分包括一个51CUP和一些外围电路。
在整个电路当中此控制电路部分相当于一个上位机,它负责控制整个电路以及相应的程序的运行、与PC机的串行通讯、以及给屏体电路部分发送命令。
点阵显示屏体以及它的行和列的各个驱动电路。
由于两部分的电路在制板时可以放在一起,所以可以将其字库放到控制电路部分使用串行通讯方式来与屏体电路部分进行数据和命令的传送。
此显示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。
由行译码器给出的行选通信号,从第一行开始,按顺序依次对各行扫描(把该行与电源的一端接通)。
另一方面,根据各列锁存的数据,确定相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。
接通的列就在该行该列点燃相应的LEDl未接通的列所对应的LED熄灭。
可通过扫描输出口的控制实现颜色的转换。
3.1.1 51系列单片机简介单片机(Microcontroller,又称微处理器)是在一块硅片上集成了各种部件的微型机,这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。
8051单片机的基本结构如图3-1。
图3-1 8051单片机的基本结构8051系列的内部结构可以划分为CPU、存储器、并行口、串行口、定时器/计数器、中断逻辑几部分。
(1)中央处理器8051的中央处理器由运算器和控制器构成,其中包括若干特殊功能寄存器(SFR)。
算术逻辑单元ALU能对数据进行加、减、乘、除等算术运算;“与”、“或”、“异或”等逻辑运算以及位操作运算。
ALU只能进行运算,运算的操作数可以事先存放到累加器ACC或寄存器TMP中,运算结果可以送回ACC或通用寄存器或存储单元中,累加器ACC也可以写成A。
B寄存器在乘法指令中可以用来存放一个乘数,在除法指令中用来存放除数,运算后B中为部分运算结果。
ALU主要用于完成二进制数据的算术和逻辑运算,并通过对运算结果的判断影响程序状态字寄存器PSW中有关位的状态。
程序状态字PSW是个8位寄存器,用来寄存本次运算的特征信息,用到其中七位。
PSW的格式如下所示,其各位的含义如表图3-2。
图3-2表1程序状态字PSWCY:进位标志。
在进行加法或减法运算时,若运算结果的最高位有进位或借位,CY=1,否则CY=0,在执行位操作指令时,CY作为位累加器。