点阵广告牌系统.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流点阵广告牌系统.精品文档.论文题目: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可以看见LED点阵显示屏的身影,目前高亮度LED已可以产生红、绿、蓝三原色的光,可以组成大型单色、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,也盛行使用LED显示屏作为广告招牌。因此,LED在各个领域有广泛的应用。 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。本文分别从硬件设计和软件实现给予详尽的描述。硬件部分由行驱动模块、列驱动模块以
2、及LED点阵显示模块组成;软件部分采用简单流通性强的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单片机的控制,采用这种方法设计的LED点阵显示系统成本低、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 th
3、e 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
4、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 co
5、re 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
6、 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-c
7、hip microcomputer(SCM); LED Dot matrix characters【Type of Thesis】Applied type目 录1 绪论11.1 LED点阵汉字显示系统背景11.2 LED点阵汉字显示系统概述22 LED点阵汉字显示系统总体方案设计32.1移位寄存器74HC595控制列(方案一)32.2 译码器74HC154控制列(方案二)43 系统硬件电路设计53.1芯片选择51)MCS-51单片机52)1664LED点阵显示83.2 LED点阵汉字PROTUES仿真原理103.2.1 88LED点阵构成1616LED点阵103.2.2 LED点阵显示系统的p
8、rotues仿真113.2.3LED点阵系统显示仿真结果123.3 LED点阵显示系统硬件电路设计143.3.1 单片机最小系统设计143.3.2 33矩阵键盘154 软件程序设计184.1 LED点阵系统主程序流程图184.2 LED点阵系统主程序关键代码184.3 33的矩阵键盘扫描流程图194.4 33的矩阵键盘扫描程序205 总结22致谢23附录. LED点阵显示系统电路图24附录. LED点阵显示系统PCB图25附录. LED点阵显示系统实物图26附录. LED点阵显示系统主要程序28参考文献341 绪论1.1 LED点阵汉字显示系统背景由于单片机技术的不断发展和高亮度LED 发光管
9、的出现,使得大屏幕高亮度电子广告屏成为可能。与传统的显示设备相比,LED显示设备具有明显的优势:LED 屏色彩丰富,显示方式变化多样、亮度高;LED 屏可以随意修改显示内容;LED 显示屏可用来与计算机屏幕同步。另外,它以其超大画面、超宽视觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势,广泛应用于金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面。 LED电子显示屏是利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕,它具有高清晰度、色彩鲜艳、视角大、工作稳定、寿命长、功耗低等优点。由干采用单元模块化结构,屏体大小可按用户要求灵活拼制,它的超高亮度,使它在户内外显示中具有不可替代的作用。 我国在1
10、997年针对该行业发布了电子行业标准SJ/T111411997LED显示屏通过规范,此标准规定了LED显示屏的定义、分类、技术要求、检验方法、检验规则以及标志、包装、运输、储存要求。它适用于所有LED显示屏产品,已成为LED显示屏生产厂家设计、制造、测试、安装、验收、使用、质量检验和制定各种技术标注、技术文件的主要依据。多年时间表明,它对LED显示屏产品质量的提高以及行业的健康发展起到了不可估量的作用。由于科技的发展,LED显示屏的性能不断增加,功能不断完善,质量不断提高,该标准在2003年修订为SJ/T111412003LED显示屏通用规范,由信息产业部发布实施至今。本文提供了一种成本低廉的
11、汉字点阵LED显示方案,该方案采用常用的5l系列单片机和可以级联扩展的显示电路,可适用于许多需要汉字和图形显示的场合。本设计的LED点阵显示系统采用字模提取软件,其显示和动态效果的实现主要依靠硬件扫描驱动,该方法方便,且易于实现。本文对点阵显示原理进行了深入的研究,对单片杌控制系统及显示驱动屯路进行了分析。介绍了单片机控制程序的设计方法。设计和制作了基于5 1系列单片机控制系统的641 6LED点阵显示屏。该系统对LED显示屏的驱动采用动态扫描驱动方式,可以实现不同的动态显示效果。 1.2 LED点阵汉字显示系统概述 该系统采用AT89C52单片机做控制器,整个电路主要由单片机控制及其接口电路
12、、驱动显示电路、电源电路、33矩阵键盘、1664LED点阵等部分组成。为了简化显示屏电路,降低成本,该系统在单片机部分不加字库存储器,而采用字模提取软件提取汉字字型码,利用单片机读取显示字型码。通过驱动电路对1664共阳极LED点阵进行动态列扫描,以实现点阵汉字的的显示,33矩阵键盘控制实现不同的显示方式、显示不同的点阵汉字、调速。显示电路由74HC154作为列驱动、74LS273控制 1664LED点阵的行。2 LED点阵汉字显示系统总体方案设计列显示数据列驱动1664LED点阵行驱动行扫描控制电路2.1移位寄存器74HC595控制列(方案一)输出数据缓冲33矩阵键盘片外RAM单片机AT89
13、C51控制电路主要由单片机AT89C51、33矩阵键盘和片外RAM构成。结构框图如图2.1所示。80C51的PL口负责将显示数据发送给显示电路。P0口与P2口负责于片外RAM及内存通讯,即作数据线也作地址线。33矩阵键盘控制实现不同的显示方式、显示不同的点阵汉字、调速。结构框图如图2.1所示 图2.1 控制电路结构框图 显示电路主要由两片译码器74LS138、8片行驱动4953(每片控制两行)、8片列驱动74HC595(每片控制八列)和16片1588共阳极二极管点阵模块(88)构成。这就决定了本LED显示屏是1664点阵。本屏通过33矩阵键盘左移、右移显示“通信学院电子信息工程”,控制点阵汉字
14、的暂停、开始。结构框图如图2.2 输入 图2.2 显示电路控制结构框图2.2 译码器74HC154控制列(方案二) 该系统由AT89C52最小系统、1664LED点阵显示屏、列驱动电路、行驱动电路、33矩阵键盘构成。AT89C52为主控芯片,显示屏由16块88LED共阳极连接组成,其列驱动电路由4块4-16线译码器74HC154构成,输出列选信号,行驱动电路由2片74LS273构成。本屏通过33矩阵键盘左移、右移显示“通信学院电子信息工程”,控制点阵汉字的暂停、开始。,控制显示系统框图如图2.3 1664LED点阵显示屏行驱动列驱动33矩阵控制键盘电源电路时钟电路AT89C51复位电路 图2.
15、3 LED点阵系统框图 方案一、方案二均可实现LED点阵汉字的显示,均采用基于KEIL C51的编程,故都具有较好的移植功能,程序可读性强。模块化的设计使程序看起来更加简洁,可非常方便地任意修改所要显示的汉字。方案一用移位寄存器74HC595控制列,易于扩展LED点阵,但行驱动、列驱动所用芯片过多,PCB版成本过高;方案二用4-16线译码器控制列,不易扩展LED点阵,但使用芯片较少,制作简单、方便,PCB版成本较低。通过比较,方案二成本低、制作方便,故选择方案二实现LED点阵显示系统。 3 系统硬件电路设计3.1芯片选择1)MCS-51单片机1.MCS-51系列单片机 MCS-51是指INTE
16、L公司于1980年推出的新一代8位单片机系列产品(8051)。从严格意义上讲,其他所有具有8051指令系统的单片机都不应直接称为MCS-51系列单片机,MCS只是INTEL公司专用的单片机系列符号。 MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分为以下几类: 基本型:典型产品有8031/8051/8751。基本型采用HMOS工艺,片内集成有8位CPU,片内驻留4K8位的ROM(8031片内无),128B的数据存储器(RAM)以及21个特殊功能寄存器,32条I/O接口线,1个全双工的串行I/O口(UART),2个16位的定时/计数器,5个中断源和2级中断。数据存储器和程序存储器的寻址能力为128KB,
17、指令系统除加、减、乘、除运算外,还提供了查表和位操作指令,主时钟频率为12MHZ,运算速度增强。 增强型:典型产品有8032/8052/8752。与基本型的差异在于内部RAM增到256B,8052、8752的内部程序存储器扩展到8KB,16位定时/计数器增至3个。 低功耗型:典型产品有80C31/87C51/80C51。其基本结构和功能与基本型相同。由于采用CMOS工艺,因此适于电池供电或其他低功耗的场合。 专用型:典型产品有8044/8744。在基本型的基础上用一个HSLC/SDLC通信控制器取代了基本型的UART,适用于总线分布式多机测控系统。 超8位型:典型产品有PHILIPS公司的80
18、C552/87C552/83C552系列单片机。其基本结构和功能与MCS-51系列完全相同,但又将MSC-96系列(16位单片机)I/O部件如高速输入/输出(HIS/HSO)、A/D转换器、脉冲宽度调制(PWM)、看门狗定时器(WDT)等移植进来构成新一代MCS-51产品。这类产品的功能介于MCS-51和MSC-96之间,目前已得到了较广泛的适用。 片内闪烁存储器:典型产品有ATMEL公司的AT89C52单片机。其内部含有FLASH存储器,使得存储和程序改写更加方便,从而受到了应用设计者的欢迎。 MCS-51系列以及80C51系列单片机有多种类型,它们是具有MCS-51内核的各种型号单片机的基
19、础,也是各种增强型、扩展型等衍生品种的核心。2. MCS-51单片机内部结构MCS-51单片机的内部总体结构如图3.1所示 图3.1 MCS-51单片机的内部总体结构总体结构图主要包含下列的硬件资源: 8位CPU,片内振荡器 4KB/8KB字节程序存储器ROM 128B/256B字节数据存储器RAM 2/3个16位定时器/计数器 32个可编程的I/O线(四个8位并行I/O端口) 一个可编程全双工串行口 5/6个中断源,两个中断优先级 可寻址64KB外部数据存储器空间及控制电路 可寻址64KB外部程序存储器空间及控制电路 有位寻址功能,适于布尔处理机的位处理机备注:51子系列:5个中断源,2个定
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