led點(diǎn)陣顯示畢業(yè)論文

1、<p><b>　　LED點(diǎn)陣顯示器</b></p><p>　　摘要：本設(shè)計(jì)使用簡(jiǎn)單單片機(jī)AT98S52作為主控制模塊，利用簡(jiǎn)單的外圍電路來(lái)驅(qū)動(dòng)16*16的點(diǎn)陣LED顯示屏。利用燒錄器可以很方便的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)等外圍存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，并能利用軟件方便的進(jìn)行顯示內(nèi)容的多樣變化，另一方面點(diǎn)陣顯示屏廣泛的應(yīng)用于醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、銀行等公共場(chǎng)所，使信息的發(fā)布全面進(jìn)入動(dòng)屏?xí)r代,所以本設(shè)計(jì)具

2、有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：點(diǎn)陣 LED 單片機(jī)</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p><b>　　1.1 概述</b></p><p>　　LED電子顯示屏是隨著計(jì)算機(jī)及相關(guān)的微電子﹑光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。它利用發(fā)光二極管

3、構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用成本低等特點(diǎn)，在短短的十來(lái)年中，迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　1.2 LED簡(jiǎn)介</b></p><p><b>　　LED</b></p><p>　　即

4、發(fā)光二極管是利用半導(dǎo)體的P-N結(jié)電致發(fā)光原理制成的一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。[LED具有亮度高、功耗小、壽命長(zhǎng)、工作電壓低、易小型化等優(yōu)點(diǎn)。最近藍(lán)色、純綠色超高亮發(fā)光二極管相繼研制成功并已商品化，用LED制成室外"大彩電"已成為現(xiàn)實(shí)，它標(biāo)志著 LED顯示技術(shù)達(dá)到了一個(gè)新的高度。</p><p>　　LED顯示屏是用發(fā)光二極管作顯示像素而構(gòu)成的顯示屏，受空間限制小，適合于幾平方米到幾百平方米的屏幕，在

5、此范圍內(nèi)和其它幾種屏幕相比有較強(qiáng)優(yōu)勢(shì)，可表現(xiàn)文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)和視頻，能較好地適應(yīng)各種使用環(huán)境.</p><p>　　1.3 LED屏的分類(lèi) </p><p>　　1.3.1按顯示器件分類(lèi) </p><p>　　LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時(shí)鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。 </p><p>　　LED點(diǎn)陣圖文

6、顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。 </p><p>　　LED視頻顯示屏：顯示器件是由許多發(fā)光二極管組成，可以顯示視頻、動(dòng)畫(huà)等各種視頻文件。 </p><p>　　1.3.2.按顯示方式分類(lèi)</p><p>　　有靜態(tài)、橫向滾動(dòng)、垂直滾動(dòng)和翻頁(yè)顯示等。單塊模塊控制驅(qū)動(dòng)12塊（最多可控制24塊）8X8點(diǎn)陣，共16

7、X48點(diǎn)陣（或32X48點(diǎn)陣），是單塊MAX7219（或PS7219、HD7279、ZLG7289及8279等類(lèi)似LED顯示驅(qū)動(dòng)模塊）</p><p>　　2 LED點(diǎn)陣顯示屏</p><p>　　2.1 LED顯示屏的簡(jiǎn)介</p><p>　　LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來(lái)的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成在面積顯示屏幕

8、，以可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、價(jià)格性能比高、使用成本低等特點(diǎn)，在短短的十來(lái)年中，迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　2.2 LED顯示屏的需求分析</p><p>　　信息化社會(huì)的到來(lái)，促進(jìn)了現(xiàn)代信息顯示技術(shù)的發(fā)展，形成了CRT、LCD、PDP、LED、EL、DLP等系列的信息顯示產(chǎn)品，縱觀(guān)各類(lèi)顯示產(chǎn)品，各有其所長(zhǎng)和適宜的市場(chǎng)應(yīng)用

9、需求。隨著LED材料技術(shù)和工藝的提升，LED顯示屏以突出的優(yōu)勢(shì)成為平板顯示的主流產(chǎn)品之一，并在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，主要包括：</p><p>　?。?）證券交易、金融信息顯示。</p><p>　　（2）機(jī)場(chǎng)航班動(dòng)態(tài)信息顯示。</p><p>　　港口、車(chē)站旅客引導(dǎo)信息顯示。</p><p><b>　　體育場(chǎng)館信息顯示

10、。</b></p><p><b>　　道路交通信息顯示。</b></p><p>　?。?）調(diào)度指揮中心信息顯示。</p><p>　　（7）郵政、電信、商場(chǎng)購(gòu)物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示。</p><p>　?。?）廣告媒體新產(chǎn)品。</p><p><b>　　演

11、出和集會(huì)。</b></p><p><b>　　展覽會(huì)。</b></p><p>　　2.3 LED顯示屏實(shí)現(xiàn)的功能</p><p>　　2.3.1 顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的選擇</p><p>　　采用通用芯片74LS595，其具有8位鎖存、串—并移位寄存器和三態(tài)輸出，可以用它的鎖存功能實(shí)現(xiàn)硬件電路對(duì)數(shù)據(jù)的刷新。其

12、特點(diǎn)是控制信號(hào)簡(jiǎn)單，級(jí)聯(lián)方便，芯片數(shù)量少。</p><p>　　2.3.2 亮度連續(xù)可調(diào)功能</p><p>　　通過(guò)調(diào)節(jié)電位器來(lái)改變電壓,實(shí)現(xiàn)亮度的調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)電位器實(shí)現(xiàn)線(xiàn)形電壓調(diào)整,從而控制三極管使顯示屏壓降發(fā)生改變。從而達(dá)到連續(xù)調(diào)節(jié)亮度的目的。電位器的調(diào)節(jié)范圍較大，因此用此方法來(lái)調(diào)節(jié)。</p><p>　　圖2.1 簡(jiǎn)單單片機(jī)處理框圖</p>&l

13、t;p>　　2.3.3 串行口的選擇</p><p>　　采用MAX232來(lái)進(jìn)行串行的傳輸, 用串行通訊的好處是簡(jiǎn)單，抗干擾性強(qiáng).由于本系統(tǒng)有寄存器,因此不需要遠(yuǎn)距離傳輸,因此MAX232已經(jīng)足夠滿(mǎn)足要求。并且可直接和PC機(jī)接口，[2]不用外加協(xié)議轉(zhuǎn)換電路。</p><p>　　3 系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　3.1 系統(tǒng)總框圖

14、</b></p><p><b>　　圖3.1系統(tǒng)原理圖</b></p><p><b>　　3.2 硬件部分</b></p><p>　　用常用的AT89S52控制。技術(shù)比較熟練，應(yīng)用廣泛，現(xiàn)在的51系列技術(shù)硬件發(fā)展的也非常得快，也出現(xiàn)了許多功能非常強(qiáng)大的單片機(jī)，因此使用單片機(jī)可以實(shí)現(xiàn)要求的基本功能。<

15、/p><p>　　都是8051的內(nèi)核，只不過(guò)52的內(nèi)部資源比51稍多，比如增加了一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器T2，當(dāng)然相應(yīng)的特殊寄存器(SFR)也有了一點(diǎn)變化，另外52的內(nèi)存也從51的128字節(jié)提高到了256字節(jié)，ROM也從2K提高到4K，可以裝下更大的程序，但是若單從運(yùn)算速度來(lái)講，由于二者都是8051的直系后代，基本上可以認(rèn)為二者運(yùn)算性能相同。 考慮到內(nèi)存的增加對(duì)較復(fù)雜的程序帶來(lái)的好處，52的總體性能是要比51好不少的。&

16、lt;/p><p>　　另外S52比C51還增加了ISP功能，就是在線(xiàn)可編程功能，這可是很有用的功能哦，首先是省去購(gòu)買(mǎi)編程器的錢(qián)，另外，對(duì)于買(mǎi)不起仿真器或希望能板上調(diào)試（就是插在成品電路板上調(diào)試）的人來(lái)說(shuō)十分有價(jià)值，你可以隨時(shí)更新插在電路板上的單片機(jī)的程序，十分方便。當(dāng)然S51也具備這一功能，C51和C52都不具備，現(xiàn)在電子市場(chǎng)能買(mǎi)到的大都是S系列的。</p><p>　　圖3.2 8*8點(diǎn)陣

17、外觀(guān)及引腳圖</p><p>　　采用4個(gè)8*8LED顯示模塊，構(gòu)成16行*16列點(diǎn)陣顯示點(diǎn)陣顯示屏。4片8*8點(diǎn)陣LED顯示模塊利用總線(xiàn)形組成一個(gè)16*16的LED點(diǎn)陣，用于同時(shí)顯示1個(gè)16×16點(diǎn)陣漢字或4個(gè)16×8點(diǎn)陣的字母﹑字符或數(shù)字。單元顯示屏可以接收來(lái)自控制器（主控制電路板）或上一級(jí)顯示單元模塊傳輸下來(lái)的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級(jí)顯

18、示模塊單元中，因此顯示板可擴(kuò)展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容。</p><p><b>　　3.2 軟件部分</b></p><p>　　3.2.1 LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　采用74HC154譯碼器。將從AT89S52里出來(lái)的列信號(hào)通過(guò)74HC154級(jí)聯(lián)而成的16位的信號(hào)輸出端連接到16*16的點(diǎn)陣LED的輸入端，作

19、為點(diǎn)陣的行驅(qū)動(dòng)信號(hào)。從89S52輸出四個(gè)信號(hào)分別輸入到級(jí)聯(lián)的74HC154譯碼器，然后輸出16位行信號(hào)，經(jīng)過(guò)16個(gè)200歐姆的電阻，再輸入到16個(gè)PNP（8550）三極管的B極來(lái)進(jìn)行對(duì)行信號(hào)的放大，其中所有的三極管的E極相連接+5V的電源，所有的C極接16個(gè)LED點(diǎn)陣的行型號(hào)引腳，得到的信號(hào)作為點(diǎn)陣LED 的行輸入信號(hào)。通過(guò)對(duì)154的四個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行控制，改變行信號(hào)來(lái)控制二極管的亮、滅來(lái)顯示出所要求的字符、漢字。</p>

20、<p>　　行驅(qū)動(dòng)電路：每個(gè)LED管亮需要7mA的電流，那么64個(gè)同時(shí)亮就需要448mA的電流，所以我們要對(duì)列進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，我們采用晶體管8550對(duì)列信號(hào)進(jìn)行放大，使LED點(diǎn)陣能夠正常顯示。其驅(qū)動(dòng)電路如下：</p><p>　　圖3.3 74HC154行驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路圖</p><p>　　3.3.2 LED顯示器列驅(qū)動(dòng)電路</p><p>　　此電路是由集成電路兩

21、個(gè)級(jí)聯(lián)74HC595構(gòu)成的，它具有一個(gè)8位串入并出的移位寄存器，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)。</p><p>　　圖3.4 74HC595列驅(qū)動(dòng)線(xiàn)路圖</p><p>　　3.5 刷新頻率的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)人眼的視覺(jué)的暫留特性，50HZ是適宜的刷新頻率，所以CPU的刷新頻率一般不低于60HZ，但是刷新頻率太高的話(huà)，會(huì)使顯示屏的

22、亮度降低，所以刷新頻率有最高值要求，本設(shè)計(jì)最高刷新頻率為600HZ。</p><p><b>　　3.6 鍵盤(pán)</b></p><p>　　鍵盤(pán)是使用比較簡(jiǎn)單的獨(dú)立式鍵盤(pán)，而且具有指示功能模塊電路圖如圖</p><p>　　圖3.5 按鍵開(kāi)關(guān)線(xiàn)路圖</p><p><b>　　鍵盤(pán)各項(xiàng)功能如下：</b&g

23、t;</p><p>　　顯示模式鍵：鍵可以模式選擇五種模式，預(yù)存漢字、預(yù)存符號(hào)、SD卡信息、時(shí)鐘和PC數(shù)據(jù)顯示。</p><p>　　滾動(dòng)模式鍵：可以控制二種滾動(dòng)模式，在正常顯示模式下實(shí)現(xiàn)左、右滾動(dòng)。</p><p>　　循環(huán)模式鍵：可以控制定時(shí)循環(huán)模式。</p><p>　　時(shí)間調(diào)整鍵：即時(shí)間設(shè)定鍵，在時(shí)鐘顯示模式下，可配合加減鍵循環(huán)設(shè)置

24、時(shí)、分、秒。</p><p>　　定時(shí)鍵：按下時(shí)，顯示當(dāng)前的循環(huán)間隔的時(shí)間，可利用加減鍵進(jìn)行間隔控制調(diào)整。</p><p>　　刷新頻率鍵：按下后，顯示刷新頻率，可利用加減鍵調(diào)整。</p><p>　　滾動(dòng)速度鍵：按下后可以顯示當(dāng)前的速度，利用加減鍵調(diào)節(jié)滾動(dòng)速度。</p><p>　　加、減鍵：配合其他鍵，在各種模式下，實(shí)現(xiàn)調(diào)整。</p

25、><p><b>　　復(fù)位鍵：復(fù)位系統(tǒng)。</b></p><p>　　3.7 系統(tǒng)各個(gè)程序流程框圖</p><p>　　本系統(tǒng)的顯示處理采用動(dòng)態(tài)掃描法，而鍵盤(pán)處理采用查詢(xún)法并注意按鍵的消抖處理。整個(gè)程序可以分為鍵盤(pán)掃描、點(diǎn)陣行列的掃描、串口傳輸。</p><p>　　3.7.1 主程序的流程圖</p><

26、p><b>　　否</b></p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　否</b></p><p>　　是 </p><p>　　3.7.2 按鍵程序</p><p>　　本系統(tǒng)中的

27、按鍵程序分為按鍵掃描子程序和按鍵功能執(zhí)行子程序。而且在按鍵中使用了定時(shí)器Time0來(lái)實(shí)現(xiàn)按鍵消抖的功能。</p><p>　　是 否</p><p><b>　　是</b></p><p><b>　　否</b></p><p><b>　　3.7.3 掃描</b&

28、gt;</p><p>　　本系統(tǒng)中利用89S52來(lái)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣顯示屏的行列的掃描，其軟件的流程圖如下圖</p><p><b>　　4測(cè)試、結(jié)果及分析</b></p><p><b>　　4.1功能</b></p><p><b>　　表4.1</b></p>&l

29、t;p>　　4.2 發(fā)揮部分功能</p><p><b>　　表4.2</b></p><p><b>　　5 總 結(jié)</b></p><p>　　本系統(tǒng)完成了LED點(diǎn)陣電子顯示屏和控制器的制作。經(jīng)調(diào)試，顯示屏的顯示亮度適中，并能實(shí)現(xiàn)持續(xù)可調(diào)，滾屏顯示和實(shí)時(shí)時(shí)間顯示。通過(guò)和PC機(jī)的通訊，使顯示的信息能實(shí)時(shí)的更新。整個(gè)

30、系統(tǒng)簡(jiǎn)潔，可靠性高，性能穩(wěn)定。本系統(tǒng)達(dá)到了設(shè)計(jì)的基本要求和發(fā)揮部分的要求，并且在其他發(fā)揮項(xiàng)目中擴(kuò)充了很多設(shè)計(jì)。 經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)，對(duì)AT89S52，74HC595，74HC154等芯片功能有了更深層次的理</p><p>　　設(shè)計(jì)中還有欠缺的方面</p><p>　　今后的學(xué)習(xí)工作中會(huì)加以注意。</p><p><b>　　6 致

31、 謝</b></p><p>　　本文的順利完成，首先要感謝的是吳琦老師，從選題到定稿，都是在吳琦老師的悉心指導(dǎo)下完成的，吳琦老師學(xué)識(shí)淵博，對(duì)待工作一絲不茍、治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度使我不僅在做論文的過(guò)程中受益匪淺，更是對(duì)我在今后的生活、工作和學(xué)習(xí)都將具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的指導(dǎo)意義。</p><p>　　將近三年的大學(xué)生活，讓我學(xué)到了很多，收獲了很多。能一路走來(lái)，我感謝我的同學(xué)轉(zhuǎn)眼三年仿佛就在昨天,

32、三年里大家一起生活、學(xué)習(xí),讓我在這個(gè)遠(yuǎn)離家鄉(xiāng)的城市有著家一般的融洽,你們給了我最純正的友情,最真誠(chéng)的幫助.</p><p>　　在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！ </p><p>　　參考文獻(xiàn)： </p><p>　　[1

33、]《單片機(jī)原理及其接口技術(shù)》 李明；大連理工大學(xué)出版社， 2009。</p><p>　　[2] 《工業(yè)電器控制與PLC應(yīng)用》 林金泉 冷報(bào)春著；北京：化工業(yè)出版社，2008年；</p><p>　　[3] 《EDA技術(shù)實(shí)用教程》 潘松 黃繼業(yè)著；北京：科學(xué)出版社，2004年；</p><p>　　[4] 《Protel 99 SE 電路設(shè)計(jì)與仿真教程》 胡燁著；