单片机LED点阵显示流动信息毕业设计论文.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流单片机LED点阵显示流动信息毕业设计论文.精品文档.学 号 07G701-10 北京电子信息高级技工学校毕业设计(论文)（单片机控制LED点阵显示流动信息） 专业名称 学生姓名 指导教师2011年12 月23 日摘 要 当今世界，电子技术迅速发展，点阵式显示器件作为现代信息的重要媒体，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的应用。因此点阵式显示器件的研制、生产也得到了迅速的发展，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示内容信息量大，外形美观大方，操作

2、使用方便灵活，适用于火车、汽车站、文化中心、信息中心等公共场所。该项目广泛涉及了计算机及电子技术中的单片机技术，我国经济发展迅猛，对信息有越来越高的要求，可以相信，LED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，易于操作安装与维护等特点，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，本次设计采用左滚显示，其中显示字模数据由单片机输入，点阵的亮点过程有程序控制，由驱动电路完成，点阵采用单色显示，该显示器的特点是：点阵的动态显示过程占用时间比较短，亮点比较高。关键词：单片机 LED点阵 STC89C5

3、2 目 录1.绪论12.单片机简介12.1单片机的发展方向12.2单片机的应用12.3单片机的系统结构框图23.硬件系统设计23.1实现的功能要求23.2硬件电路的设计及整体电路方框图34.主要芯片介绍34.1 芯片74HC595作用和优点34.2 芯片STC89C52的应用及引脚图44.3 74HC138译码器的概述及引脚图54.4 LED点阵显示屏简介及图片64.4 .1 LED点阵显示屏的作用65. 调试及性能分析76. 制壳过程7结 论8参 考 文 献8致 谢8附录1实物图9附录2 原理仿真图101.绪论 自单片机出现至今，单片机技术已走过了近20年的发展路程。纵观20年来单片机发展历

4、程可以看出，单片机技术的发展以微处理器(MPU)技术及超大规模集成电路技术的发展为先导，以广泛的应用领域拉动，表现出较微处理器更具个性的发展趋势。单片机自问世以来，性能不断提高和完善，其资源又能满足很多应用场合的需要，加之单片机具有集成度高、功能强、速度快、体积小、功耗低、使用方便、等特点，因此，在工业控制、智能仪器仪表、数据采集和处理、通信系统、高级计算器、家用电器等领域的应用日益广泛，并且正在逐步取代现有的多片微机应用系统。单片机的潜力越来越被人们所重视。特别是当前用CMOS工艺制成的各种单片机，由于功耗低，使用的温度范围大，抗干扰能力强、能满足一些特殊要求的应用场合，更加扩大了单片机的应

5、用范围，也进一步促使单片机性能的发展。而现在单片机在农业上也有了很多的应用。2.单片机简介2.1单片机的发展方向 从单片机的发展历程看，未来单片机技术将向多功能、高性能、高速度、低电压、低功耗、外围电路内装化及片内储存器容量增加的方向发展。2.2单片机的应用目前单片机渗透到我们生活的各个领域，几乎很难找到哪个领域没有单片机的踪迹。导弹的导航装置，飞机上各种仪表的控制，计算机的网络通讯与数据传输，工业自动化过程的实时控制和数据处理，广泛使用的各种智能IC卡，民用豪华轿车的安全保障系统，录像机、摄像机、全自动洗衣机的控制，以及程控玩具、电子宠物等等，这些都离不开单片机。更不用说自动控制领域的机器人

6、、智能仪表、医疗器械以及各种智能机械了。因此，单片机的学习、开发与应用将造就一批计算机应用与智能化控制的科学家、工程师。单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。2.3单片机的系统结构框图图2.3 单片机系统结构框图3.硬件系统设计3.1实现的功能要求 设计一个16行128列的单片机LED点阵能显示流动信息的显示屏，要求LED点阵显示屏各点

7、亮度均匀、充足，可以显示文字，清晰无串扰。通过软件的设计，向芯片写入程序，可以使文字向左流动起来。用户要求显示出双色），而在仿真电路中的点阵块一个类型内部只有一个颜色的点3.2硬件电路的设计及整体电路方框图 硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。 单片机采用STC89C52芯片作为主控元件，行控制选用74HC138芯片，列数据传送选用串入并出的74HC595芯片。单片机 A T 8 9 C 5 1行控制 列控制 点阵显示屏 图3.2 整体电路方框图4.主要芯片介绍4.1 芯片74HC595作用和优点 74HC595使8位串行输入转并行输出移位寄存器。其驱动电

8、流35毫安,具有较强的输出负载能力，而被广泛的运用于MCU（微控制器）、MPU（微处理器）的I/O口扩展。74HC595的主要优点是具有数据存储功能，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变，点阵屏没有闪烁感。点阵中用到的串行输入并行输出是其中的一个功能，是通过寄存器选择的。在点阵中595用来做列的扫描。 图4.1 74HC595管脚图4.2 芯片STC89C52的应用及引脚图STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash 存储器。使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。且具有以下标准功能：512字节RAM，32位I

9、/O口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口。另外 STC89C52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU 停止工作，允许RAM、定时器/计数器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。最高运作频率35Mhz，6T/12T可选。图4.2 STC89C52引脚图4.3 74HC138译码器的概述及引脚图 译码是编码的逆过程，广泛被使用的译码器是74LS138译码器，因此该电路设计中采用74HC13

10、8且其作用就是将一组码转换为想要的确定的信息。74HC138是一款高速COMS器件，74HC138引脚兼容低耗肖特基TTL系列，为反相输出。74HC138译码器可接受3位二进制加权地址输入（A0、A1、A2），并当使能时，提供8个低有效输出（Y0至Y7）。74HC138特有3个使能输入端：两个低有效和一个高有效。74HC138所有输出为高。利用这种复合使能特性，仅需4片74HC138芯片和1个反相器，即可轻松实现并行扩展。点阵的行扫描一般用译码器74HC138。图4.3 74HC138译码器引脚图4.4 LED点阵显示屏简介及图片LED显示屏又叫电子显示屏或者飘字屏幕。是由LED点阵组成，通过

11、LED灯的亮灭来显示文字，内容可以随时更换，各部分组件都是模块化结构的显示器件。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、大型化、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。图4.4 8乘8的点阵块4.4 .1 LED点阵显示屏的作用1起到商品宣传，吸引顾客的作用。2起到店面装饰，提高企业档次的作用。3起到照明，标新立异的作用。4起到普及知识的作用。（可用于播放企业产品的小信息，相关行业的知识）5起到公告板的作用。（促

12、销，招聘信息发布）6起到烘托气氛的作用。通过显示屏幕可播放上级领导及各种贵宾莅临参观、指导的欢迎词，各种重大节日的庆祝词等。7起到警示作用，经常用于道路交通LED导航指示等。不可否认，商家树立广告牌的最终目的就是宣传商品信息，吸引目标顾客，尽最大可能地赚取最大的利润。而LED广告牌正是为了实现这个目的成为企业宣传的头项选择。5.调试及性能分析 调试过程中，首先制作一个仿真电路，在进行编程 ，把我们需要显示的文字编成字模，因为仿真电路的点阵块是共阴极的，所以字模的选项是共阴，完成之后加在程序最后。把程序写入仿真电路中STC89CC52芯片中，使电路仿真运行，看整个电路和程序是否正确。确定没有问题

13、后，就可以把程序写入实际电路的STC89C52芯片中，但之前必须把程序里的字模改成共阳的，因为我们所用的实际点阵块是共阳的。最后给实际电路供电看点阵屏是否有流动的文字。在测试过程中我们的LED显示屏不亮，我们检查了硬件跟软件部分，排除了软件部分的可能性。在用万能表测试电路的过程中发现是晶振出了问题，可能是因为焊接时间过长而导致焊盘脱落，最后我们采用跳线连接的方式把电路连接好，从而解决了问题。 这个方案设计的点阵LED流动显示屏，电路简单，且较容易扩展成更大的显示屏；显示屏各点亮度均匀、充足；显示文字稳定、清晰无串扰；通过改变程序可用静止、移入移出等多种显示方式显示文字。6. 制壳过程前期制作都

14、完成以后就可以制作外壳了。首先要进行尺寸精确测量，测量LED显示电路板的长、宽、高尺寸，我们是用有机玻璃做的外壳，在裁好后再利用三氯甲烷和有机玻璃的化学反应将它们粘好。在装壳之前事先留好电源线孔、数据下载孔和固定孔。装好后如附录实物图。结 论虽然本设计电路简单，但是已经包涵了LED点阵显示屏的电路基本原理和基本程序，主要介绍了用单片机实现的汉字显示屏的软件设计方法。系统介绍了该电路的硬件构成和软件工作过程，本系统具有硬件少，结构简单，容易实现，性能稳定可靠等特点。在此次设计中通过查阅大量的相关资料，详细地了解了LED点阵显示屏的特点和作用，清楚地了解LED点阵显示屏与其它显示屏的区别和优点。通

15、过这次毕业设计，我对单片机的了解更深了一步。进一步提高了自己在实际过程中研究问题、发现问题、解决问题的能力。但是也让我了解到自己有很多不足之处，对知识积累还不够，有些问题自己不能独立解决，还要进一步的学习更多的知识，这样才能让自己在不断的学习中提高自己。参 考 文 献1 何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计与接口技术 .北京航空航天大学出版社，19902 任涛等.闪速存储器数据及应用简明速查手册.电子工业出版社，19973 何立民.单片机应用技术选编.北京航空航天大学出版社，20004 张毅刚等.MCS-51单片机应用设计.哈尔滨工业电子出版社，19965 邬宽明.单片机外围器件实用手册

16、.北京航空航天大学出版社，1998致 谢转眼两个多月的毕业设计学习就要结束了，两个月来收获很多，当然这些收获脱离不了老师教导和同学们的帮助，我要向老师和同学们表示我最忠诚的谢感。首先我要感谢我的指导老师，毛光荣老师和刘娜老师，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。在此真诚的祝福两位老师工作顺利，幸福美满！感谢蔺鹏、赵兵、张海久、曹亚芳、任彦阁等同学对我的帮助和指点。没有他们的帮助对于我来说要想在短短的几个月的时间里完成毕业设计是几乎不可能的。他们的热情是鼓励我向前的动力，有了他们，我的学习生活在不显得孤单，我十分珍惜与你们一起学习的时间，这将成为我人生中最难以忘怀的时光。附录1实物图（实物图1）（实物图2）（实物图3）附录2 原理仿真图（原理仿真电路图）