2022年LED显示屏控制系统的分析与设计方案.docx
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1、精品学习资源毕业论文 设计题 目 LED 显示屏把握系统的分析与设计同学姓名司 红 君学 号20031334004院 系 电子与信息工程学院专 业通信工程指导老师周 杰二七年五月三十日前言一、问题的提出:用于图文显示的LED 显示屏,假如只显示一些图形、文字,而对图像、动画以及信息的实时显示要求不高,而且信息的内容和屏与屏切换相对比较稳固,不需要固定运算机实时服务,只需要在把握显示屏的单片机中加入储备块,实现信息的储存功能;通过无线发射机和无线接收机进行数据的传输,达到对LED显示屏的把握;二、论文的主要争论内容:通过软件编辑实现图文编辑与传输;接受习惯的Windows 窗体,开启文本编辑区,
2、完成图形和文字的编辑工作;在把握系统中实现字模的提取与储存,无需在单片机中加入汉字库;通过接受 PC与无线发射机串行通讯方式,无线接受机接收信息发送给LED显示屏, 从而完成信息的传输;通过对点阵模块和把握电路的分析,确定LED 显示屏的部件构成;通过对单片机及智能把握模块的分析,确定LED 显示屏的组成结构和扫描驱动方式,实现LED 显示屏的显示;欢迎下载精品学习资源三、本课题系统图PC 机把握系统发射信息RS-232串口通信无线发射机硬件把握模块无线接收机硬件把握模块行列扫描驱动单片机系统LED 点阵显示屏四、论文的组织论文分为三个部分,分别是:系统的把握部分,无线数据传输系统部分以及LE
3、D 显示屏工作部分;详细组织支配如下:第一部分: LED显示屏把握系统的分析与设计;这一部分主要由司红君同学设计,在这一部分中主要介绍以下内容:1、依据详细应用环境的要求,对整个系统进行详细的分析;主要介绍:1 )整体分析;对软件的整体结构、框架进行分析;2 )软件把握系统分析;在本节中,对系统的编辑、储存、预览功能进行详细的分析与设计;2、核心把握系统的设计与实现,详细如下:1 )编辑功能设计与实现;2 )字模;3 )图像预处理的设计与实现;欢迎下载精品学习资源4)在核心功能初步实现的基础上,对系统进行开发;3、设备通讯,利用RS-232C 串行通信实现 PC机与无线传输机之间的数据传输;其
4、次部分:基于 PIC 的无线数据传输系统设计;这一部分主要由王丽霞同学设计,在这一部分中主要介绍以下内容:1. 简洁介绍 PIC 系列单片机;2. 无线数据传输发射机的设计1) 以 PIC16F84 芯片为基本部件的无线数据传输发射机的各部原理2) 发送信机把握Code码信号3) 发送信机端的程式设计框图3. 无线数据传输接收机的设计1)高频放大电路2)遥控接收机接收编码ST0、ST1 和 ST2 的原理4. 系统的调试1) 发送信机的安装调试2) 接收机调测,动作确认5. 小结第三部分: LED显示屏工作原理;这一部分主要由邓成富同学设计,在这一部分中主要介绍:1、介绍 LED的历史、现状及
5、进展2、单片机概述及 LED显示屏的系统概述3、依据设计的要求,对LED显示屏系统整体结构框架进行分析,并介绍工作过程;1、硬件设计;主要完成LED显示屏的驱动任务,接受MCS51系列单片机把握,单片机主要负责与上位机间的通讯接收文件信息并储存,通过行列驱动器把握完成LED 点阵的驱动和把握信号;2、软件设计;主要介绍LED 点阵汉字的显示原理,并通过字模提取软件将16 16 点阵的汉字字模转换成 832 的编码,进行编辑语言输入;目录前 言 1摘 要 5第 1 章绪论 51.1 LED 显示屏的争论背景及意义51.2 软件开发工具C+概述 6第 2 章 LED显示屏把握系统的系统分析72.1
6、 整体分析 82.2 运算机软件模块分析与设计8欢迎下载精品学习资源第 3 章串行接口 103.1 串行通信的工作原理103.2 RS-232C 串行通信简介103.3 RS-232C 引脚及使用 11 3.4MAX-232 介绍 12第 4 章软件把握系统设计与实现134.1 编辑功能设计与实现144.2 字模提取 164.3 成效添加与预览功能的设计与实现184.4 把握系统软件设计 20第 5 章总 结 26参考文献 27致 谢 28 Abstract29LED显示屏把握系统的争论与设计司红君南京信息工程高校电子与信息工程学院,南京210044摘要:本文依据 LED 图文显示屏系统的详细
7、要求,通过查阅资料,分析并归纳出详细设计方案;即系统体系结构、系统整体工作流程、软件把握系统的设计以及串行通信设计;这个系统的工作流程是:通过软件把握系统供应的编辑工具完成图文编辑工作,对编辑的信息实现字模提取,然后可以依据系统供应的显示模式加载显示成效,确认为欲显示信息后储存文件,然后通过程序调用Windows函数,并接受 RS-232C 串口通信,实现数据到无线发射机的传输;本文详细设计了三个模块 : 编辑功能模块,字模提取模块,成效添加及预览模块;系统是否需要更新以及现有设计是否能够中意要求都有待于进一步的争论;关键词 :LED C+ 字模 串行通信第 1 章 绪论1.1 LED 显示屏
8、的争论背景及意义在当今现代信息化社会的高速进展过程中,大屏幕显示已经从公共信息出现等商业应用向消费类多媒体应用渗透;随着宽带网络的进展,数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流,新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心;与传统的显示设备相比,这种将来的巨大需求让大屏幕显示技术成为众人目光的焦点:欢迎下载精品学习资源(1) LED显示屏颜色丰富,显示方式变化多样图形、文字、三维、二维动画、电视画面等 、亮度高、寿命长,是信息传播设施划时代的产品;(2) LED显示屏是集光电子技术、微电子技术、运算机技术、信息处理技术于一体的高技术产品,可用来显示文字、运算机屏幕同步
9、的图形;它以其超大画面、超强视 觉、灵敏多变的显示方式等独居一格的优势,是目前国际上使用广泛的显示系统;(3) LED显示屏应用广泛,金融证券、银行利率、商业广告、文化消遣等方面,有巨大的社会效益和丰厚的经济效益;在其历史的演化过程中,显现了多种信息传播媒体:但就其性能看:如阴级管crt 或石英管 dv 大型电视,成本特殊昂贵,在不需要超大画面且在室内使用时成效尚可;彩色液晶显示同样成本昂贵、电路复杂,面积有限,受视频角的影响特殊大,可视角度很小;影象投影设备亮度小、清晰度差画面受光不均匀 ;电视墙表面有分割线,视觉上有异物感,室外应用时亮度成效差;而LED 显示屏以其受空间限制较小,并可以依
10、据用户要求设计屏的大小,具有全彩色成效,视角大,可以用于显示文字、图案、图象、动画、视频、录象信号等各种信息的特点得到了突飞猛进的进展;LED 显示屏的进展主要经受了三个阶段:1、1990 年以前 LED 显示屏的成长时期;一方面,受LED 材料器件的限制,LED 显示屏的应用领域没有广泛开展;另一方面,显示屏把握技术基本上是通讯把握方式,客观上影响了显示成效;这一时期的LED 显示屏在国外应用较广,国内很少,产品以红、绿双基色为主,把握方式为通讯把握,灰度等级为单点4 级调灰,成本较高;2、1990-1995 年,这一段是 LED 显示屏快速进展的时期;进入九十岁月,全球信息产业高速增长,信
11、息技术各个领域不断突破,LED 显示屏在 LED 材料和把握技术方面也不断显现新的成果;蓝色LED 晶片研制成功,全彩色LED 显示屏进入市场;电子运算机及微电子领域的技术进展,在显示屏把握技术领域显现了视频把握技术,显示屏灰度等级实现16 级灰度和 64 级灰度调灰,显示屏的动态显示成效大大提高,产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、大路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域,特殊是1993年证券股票业的进展更引发了LED 显示屏市场的大幅增长;LED 显示屏在平板显示领域的主流产品局面基本形成,LED 显示屏产业成为新兴的高科技产业;3、 1995 年以来, LED显示屏的进展进入
12、一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期;进入新世纪,光电子产业得到广泛的重视,中国加入WTO 、北京申奥成功等,成为LED 显示屏产业进展的契机,LED 显示屏必将得到飞跃进展5 ;1.2 软件开发工具 C+概述C+语言是一种优秀的面对对象程序设计语言,它在C 语言的基础上进展而来,但它比C 语言更简洁为人们学习和把握;C+以其特殊的语言机制在运算机科学的各个领域中得到了广泛的应用;面对对象的设计思想是在原先结构化程序设计方法基础上的一个质的飞跃,C+完善地表达了面对对象的各种特性;欢迎下载精品学习资源VC+ 作为一个面对对象的开发工具,而不同于传统的基于过程的编程工具,所以在本文中必需明确以
13、下几个概念:1、对象从概念上讲,对象代表着正在创建的系统中的一个实体;例如,在一个学校治理系统中, 像同学、老师、成果单等都是对象,这些对象对于实现系统的完整功能都是必要的;从实现形式上讲,对象一个属性(状态)和操作(方法或行为)的封装体;属性是由 对象中变量的内容和值定义的,例犹如学有年龄、性别、入学日期等属性;各个对象的属 性值互不相同;操作是一系列的实现步骤,它能够完成特定的功能,例如对同学可以有选 课、毕业等操作;在C+中,对象的状态由成员变量的值表示,操作由对象的成员函数完成;对象实现了信息隐匿,对象与外部是通过操作接口联系的,操作的详细实现外部是不行见的;封装的目的就是阻挡非法的拜
14、望,操作接口供应了这个对象的功能;对象是通过消息与另一个对象传递信息的,每当一个操作被调用,就有一条消息被发送到这个对象上,消息带来将被执行的这个操作的详细内容;在C+ 中,向对象发送消息就是调用对象的成员函数,从而猎取对象的状态信息或是对对象的状态进行修改;2、类类是对象的模板,它包含所创建对象的状态描述和方法的定义;类的完整定义包含了外部接口和内部算法以及数据结构的形式;由一个特定的类所创建的对象被称为这个类的实例,因此类是对象的抽象及描述,它是具有共同行为的如干对象的统一描述体;类是抽象数据类型的实现;一个类的全部对象都有相同的数据结构,并且共享相同的实现操作的代码,而各个对象有着各自不
15、同的状态,即私有的储备;因此,类是全部对象的共同的行为和不同状态的集合体;3、继承类供应了说明一组对象结构的机制,再借助于继承扩充类的定义方式,从而表达代码可重用的优越性;继承供应了创建新类的一种方法,这种方法就是说,一个新类可以通过对已有类进行修改或扩充来中意新类的要求;新类共享已有类的行为,而自己仍具有修改的或额外添加的行为;因此,可以说继承的本质特点是行为共享;从一个类继承定义的新类将继承已有类的全部方法和属性,并且仍可以添加所需要的新的方法和属性;新类被称为已有类的子类,而已有类称为父类,又叫基类,新类又叫派生类;面对对象的 3 个要素是对象、类和继承;在 C+中,类是主要的编程对象,
16、程序员需要设计类的成员变量和成员函数,以及类与外界的接口;对象即类的实例化,类是对象的模板;同一个类的对象具有相同的行为,但状态可以不同;继承是创建新类的一种重要方欢迎下载精品学习资源法,派生类依据继承类型的不同可以从基类继承到不同的成员,同时派生类仍可以添加新的成员,通过这种继承和扩充得到新的类;第 2 章 LED 显示屏把握系统的系统分析依据 LED 显示屏把握系统的应用,本章设计了LED 图文显示屏的体系结构和工作流程;其中软件系统与无线传输把握硬件主系统之间接受串行通讯方式完成程序下载,实现文本信息的传输;2.1 整体分析LED 显示屏系统组成LED 图文显示屏系统由软件把握系统、无线
17、传输系统、设备主把握器、LED显示点阵、电源等部分组成;基本结构如下图:PC 软件把握系统无线发射机无线接受机单片机行 驱 动 器各 功 能 模 块列 驱 动 器LED 显示点阵图 4-1 LED 显示屏总体框架系统工作过程:软件把握系统主要完成的任务为图文编辑、字模提取与储存、图像预览与文件传输;无线传输系统主要完成文件信息由 PC 机传输至 LED 显示器,硬件把握系统中 LED 点阵主要任务是通过电流把握完成信息显示,通过单片机的扫描驱动方式的把握对 LED 点阵行列驱动,实现设备的驱动并最终实现接收的图文显示功能;2.2 运算机软件模块分析与设计软件模块分为编辑部分和把握通讯部分,编辑
18、部分实现图文文件的编辑功能,通讯部 分通过 RS-232C 串口通讯完成文件到单片机储备模块的传输;通讯部分将在第三章做详细的介绍;系统设计接受Windows 操作系统下,开启文本编辑窗口,客户区内像素点接受与实际LED 点阵显示屏像素点相同,功能类似 Word 文档编辑工具,包括编辑模块、绘图模块、欢迎下载精品学习资源文字编辑模块、颜色把握模块、显示成效加载模块、预览模块、信息下载模块;1、编辑模块1) 除 Windows 自生成的剪贴、复制、粘贴功能,系统加入了撤消、重复功能;(1) 选中撤消功能可以实现之前编辑工作的一步步取消功能;(2) 选中重复功能可以实现之前编辑工作的最近的一条操作
19、命令;2) 绘图:包括直线、矩形、椭圆、圆等在内的图形绘制功能;3) 文字编辑:包括各种字体、字形、字号、成效、颜色的文字的编辑,并且依据应用的特殊用途,加入指定位置文字的编辑;( 1)选中文字功能,弹出字体选择框体,可以选择各种字体的文字进行编辑( 2)调出详细文字位置编辑对话框,输入文字和要求显示位置的横坐标和纵坐标;4颜色把握模块:由于应用领域的详细特点,主要接受了红、绿、黄三种颜色,可以实现颜色把握;2、增加成效模块:通过增加显示成效和传输通讯中多屏文件单屏传送,完善了把握系统的功能;1) 一般成效,静态的显示屏幕上的信息2) 滚动成效,可以实现从左向右的信息滚动显示,可以与静态信息穿
20、插显示;3) 单屏信息传输,实现编辑待传输信息的储存;4) 多屏信息传输,实现编辑储存好的单屏信息合并储存成一个文件,大大削减传输文件时的烦琐;3、图像预览模块:在文件传输之前实现字模信息的预览功能,可以实现预览传输前所储存的任何形式的字模信息,并且直接集成到工具栏文件打开功能键按钮;1) 显示成效,通过文件传输前的预览,可以调整静态与滚动显示成效的排列次序;2) 显示时间,显示不同屏幕显示信息之间的时间间隔;软件模块结构图如下:欢迎下载精品学习资源多文图颜滚屏显显设文字形色动文示示备件编编控效件效时通传辑辑制果合果间讯输并欢迎下载精品学习资源第 3 章 串行接口图 3-2 软件模块结构图欢迎
21、下载精品学习资源把握模块编辑模块增加成效模块图像预览模块设备通讯模块3.1 串行通信的工作原理在各种单片机应用系统的设计中,如智能仪器外表、各类手持设备、GPS 接收器等, 都会遇到怎样与PC 机进行通讯的问题;微机的主板通过并行口和串行口等与外设交换数据,并行口主要进行短距离的数据传送,传送速率较快,通常用作打印机的输出;而长距离的数据传送只能接受串行口,串行口只需一根数据线进行数据传送,传送距离较长,投资较少,但传送速率较低;因此,在数据量不大、传输要求不高的情形下,一般都接受串行通讯方式,即通过与 PC 机配置的 RS-232 标准串行接口 COMl, COM2 等相连接来实现应用系统与
22、 PC 机之间的数据交换;为了能使微机与单片机之间能通信,必需遵守相同的通信协议;由于单片机的串行口以 TTL 电平进行输入输出,而微机的RS-232 接口就接受 +12V 和的 -12V 电平方式,与 PC 机 RS-232 标准串行接口的电气规范不一样,因此要实现单片机与PC 机之间的数据通读, 必需进行电平转换;一般常用的平转换器件有MC1488,MC1489及 MAX232等,但MC1488, MC1489需要 +-12V 电源,这对于不具备 +-12V 电源的单片机系统是特殊不便的, 而双路 RS-232 收发器 MAX232就是基于这一功能开发的新型器件4 ;3.2 RS-232C
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