最新LED点阵汉字显示屏的设计.doc
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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateLED点阵汉字显示屏的设计封面样式(此处不要页眉)2013届本科毕业论文(一号黑体居中) LED点阵汉字显示屏的设计院 (系) 名 称物理与电子信息学院(小三号黑体)专 业 名 称物理学(小三号黑体)学 生 姓 名张三丰(小三号黑体)学 号090514111(小三号Times New Roman)指 导 教 师何大壮教授(小三号黑体)完 成 时 间2013年5月8日(
2、小三号黑体)目 录摘要.Abstract.第1章 概述.11.1 LED点阵数码显示屏概述.11.1.1 LED的简介.11.1.2 点阵的概述.11.1.3 LED点阵数码显示屏的前景和发展.1第2章单片机的基础知识32.1 单片机的简介.32.1.1 单片机的种类.42.1.2 汇编语言及其优点.4第3章 系统硬件设计.63.1 硬件设计主框图.63.2 LED点阵数码显示屏的驱动原理.63.3 8*8LED点阵连接成数码显示屏的硬件连接.73.4单片机与74HC595的硬件连接.73.5 89S51单片机、显示模块及驱动模块的硬件连接.7第4章 软件设计.94.1 显示原理10 4.1.
3、1 LED的显示原理10 4.1.2 点阵的显示原理.114.2 设计思路124.3 16点点阵字库字模的提取124.4 扫描输出框图 .144.5 主程序流程图154.6 逐字显示及从左到右滚动显示时的流程图174.7 程序17第5章 单片机的硬件与软件调试21 5.1 硬件调试21 5.2 软件调试21总结22致谢.23参考文献.24-摘 要随着国民经济高速增长,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,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。本设计是为了实现单片
4、机控制LED数码点阵显示模块从右到左滚动显示“九州光电科技”。它以单片机89S51为核心,以公司生产的1588双色点阵为显示模块,以移位寄存器74HC595实现点阵的列扫描。采用单片机汇编语言进行编程,通过编程控制各显示点对应LED阳极和阴极端的电平,就可以有效的控制各显示点的亮灭,所显示字符的点阵数据可以自行编写(即直接点阵画图),也可从标准字库中提取。关键词 单片机 键盘显示 LED 点阵 移位寄存器 AbstractWith national economy high speed growing, to public the situation release the need of i
5、nformation day by day mightiness, LED manifestation hold of emergence at the right moment orientation this market situation, as a result at LED manifestation hold of design manufacturing technique and application level top all got quick of exaltation, produce also got quick of development, and gradu
6、ally formation industry, become the newly arisen industry realm of photoelectron profession .This design is for the sake of realization list slice machine control LED figures point manifestation mold piece from right arrive left roll over manifestationnine state light electricity science and technol
7、ogy.It take list slice the machine 89 S51 as core, with the company produce of 1588 pairs of color point is manifestation the mold piece scan by moving a the row which deposit the machine 74 HC595 a realization point.Adoption list slice the machine edit collected materials language to carry on plait
8、 distance and pass plait distance control each manifestation point rightness should LED anode and cathode carry of electricity even, can valid of control each manifestation point of bright put out, the character list show of point the data can write(namely direct point draw) by oneself, can also wit
9、hdraw from the standard the word database.Key word: List slice machine Keyboard and Display LED Point Move to deposit a machine第1章概述11 LED点阵数码显示屏概述111 LED的简介 LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写,发光二极管的核心部分是由p型半导体和 n型半导体组成的晶片,在p型半导体和n型半导体之间有一个过度层p-n结,注入的少数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来,从而把电能直接转换为光能。 LED在我们日常
10、生活的电器中随处可见,极为普通也广为人知。LED具有效率高、光线质量高、能耗小、寿命长等特点,主要可用于平面显示领域、便携设备显示屏、照明以及红外线LED领域等下游应用产品市场。 与传统的照明工具相比,LED照明产品,尤其是氮化镓基(GaN)白光LED照明光源体积小、重量轻、方向性好并可耐各种恶劣条件,在功耗、寿命以及环保等方面均有不可比拟的优越性。112 点阵的概述LED点阵显示器,以发光二极管为像素,它用高亮度发光二极管芯阵列组合后,环氧树脂和塑模封装而成。具有高亮度、功耗低、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。点阵显示器有单色和双色两类,可显示红,黄,绿,橙等。LED点阵
11、有44、48、57、58、88、1616、2424、4040等多种;根据像素的数目分为等,双基色、三基色等,根据像素颜色的不同所显示的文字、图象等内容的颜色也不同,单基色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色,双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定,如红绿都亮时可显示黄色,如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间,则可实现256或更高级灰度显示,即可实现真彩色显示。图1-5示出几种LED点阵显示器的内部电路结构和外型规格,其它型号点阵的结构与引脚可试验获得。LED点阵显示器单块使用时,既可代替数码管显示数字,也可显示各种中西文字及符号如5 x 7点阵显示器用于显
12、示西文字母58点阵显示器用于显示中西文,8 x 8点阵用于显示中文文字,也可用于图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器,但这类实用装置常通过微机或单片机控制驱动。113 LED点阵数码显示屏的前景和发展LED电子显示屏是随着计算机及相关的微电子光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒体。它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,以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点,在短短的十来年中,迅速成长为平板显示的主流产品,在信息显示领域得到了广泛的应用。LED 点阵电子显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示
13、屏系统。它以其色彩鲜艳,动态范围广,亮度高,寿命长,工作稳定可靠等优点而成 为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。同时也可广泛应用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。目前大多数的LED点阵显示系统自带字库。其显示和动态效果(主要是显示内容的滚动)的实现主要依靠硬件扫描驱动,该方法虽然比较方便,但显示只能按照预先 的设计进行。而实际上经常会遇到一些特殊要求的动态显示,比如电梯运行中指示箭头的上下移动、某些智能仪表幅值的条形显示、广告中厂家的商标显示等。这时 一般的显示系统就很难达到要求。另外,由于受到存储器本身的局限,其特殊字符或图案也往往难以显示,同时显
14、示内容也不能随意更改。本文提出一种利用PC机 和单片机控制的LED显示系统通讯方法。该方法可以对显示内容(包括汉字和特殊图符)进行实时控制,从而实现诸如闪动、滚动、打字等多种动态显示效果。该 方法同时还可以调节动态显示的速度,同时用户也可以在PC机上进行显示效果的预览,显示内容亦可以即时修改。另外,通过标准的RS232485 转换模块还可以实现对显示系统的远程控制。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,生产也得到了迅速的发展,并逐步形成产
15、业,成为光电子行业的新兴产业领域。第2章 单片机基础知识2.1 单片机简介单片微型计算机(single chip microcomputer)简称单片机,它是为各类专用控制器而设计的通用或专用微型计算机系统,高密度集成了普通计算机微处理器,一定容量的RAM和ROM以及输入/输出接口,定时器等电路于一块芯片上构成的。1976年Intel公司推出的MCS48系列8位单片机,以其体积小,功能全,价格低等特点赢得了广泛的应用。MCS48为单片机的发展奠定了基础,成为单片机发展过程中的一个重要阶段。在MCS48成功的激励下,许多半导体公司和计算机公司竞相研制和开发自己的单片机系列。其中包括MOTOROL
16、A,Zilog,Philips,Atmel等公司的产品。尽管目前单片机品种繁多,但其中最具有典型性的当数Intel公司的MCS51系列。MCS51系列是在MCS48系列的基础上于80年代发展起来的,虽然它仍然是8位单片机,但其功能较MCS48有很大的增强。此外,它还具有品种全,兼容性强,软硬件资源丰富的特点,因此应用较为广泛,成为继MCS48之后最重要的单片机品种。直到现在,MCS51仍不失为一种单片机是主流芯片。在8位单片机之后,16位的单片机也有很大的发展。例如,1983年Intel公司的MCS96系列单片机就是其中的典型代表。与MCS51相比,MCS96不但字长增加了一倍,而且还具有4路
17、或8路的10位的A/D转换功能。此外,在其他性能方面也有一定的提高。在单片机的基础上发展起来的嵌入式系统已成功进入商业市场。嵌入式计算机系统是以应用为中心,以计算机技术为基础,软,硬件可裁减,适应应用系统对功能,可靠性,成本,体积,功耗等严格要求的专用计算机系统。1981年,Ready Systen开发出世界上第一个商业嵌入式实时内核,这个实时内核包含了许多传统操作系统的特征,包括任务间通信,同步与相互排斥,中断支持,内存管理等功能。此后一些公司也纷纷推出了自己的嵌入式操作系统,这些嵌入式操作系统都具有嵌入式的典型特点:它们均采用占先式的调度,响应时间短,任务执行的时间可以确定;系统内核很小,
18、具有可裁减性。可扩充性和可移植性,可移植到各种处理器上,较强的实时性和可靠性。适合嵌入式应用。如今,实时内核逐渐发展为多任务操作系统,并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。嵌入式系统由软件和硬件两大部分组成。从硬件方面来讲。嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器。据不完全统计,全世界嵌入式处理器的品种数量已经超过1000多种,其中8051体系占大多数。嵌入式系统的软件一般由嵌入式操作系统和应用软件组成。操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序。操作系统有两个基本功能:使计算机硬件便于使用,高效组织和正确使用计算机系统。如今,嵌入式系统主要应用于工业控制,交通管理,信息家电,家庭智
19、能管理系统,POS网络及电子商务,环境监测,机器人等领域。单片机具有以下特点:1)小巧灵活,成本低,易于产品化。它能方便的组合成各种智能化的控制设备及各种智能仪器与仪表。2)面向控制,能针对性的解决从简单到复杂的各类控制任务,因而能获得最佳的价格性能比。3)抗干扰能力强,适应温度范围宽,在各种恶劣环境下都能可靠性工作,这是其它机种无法比拟的。4)可以很方便的实现多机和分布控制。使整个控制系统的效率和可靠性大幅度提高。 单片机具有体积小、功耗低,价格便宜等优点,近年来还还开发了一些以单片机母片为核(如80C51),在 片中嵌入更多功能的专用型单片机(或者叫专用微控制器),因此单片机在计算机控制领
20、域中应用越来越广泛。8051是MCS51系列单片机的一个产品。MCS51系列单片机是Intel公司推出的通用型单片机,在本设计中我选用的是89S51。2.1.1 单片机的种类单片机可按应用领域、通用性、总线结构分类。(1) 按应用领域分为:家用类、工控类、通信类、个人信息终端等。(2) 按通用性分为:通用型和专用型(如计费率电表、电子记事本)。(3) 按总线结构分为:总线型和非总线型。单片机的供应状态按提供的存储器类型可分为以下五种状态。(1) MASKROM类:程序在芯片封装过程中掩膜工艺制作到ROM区中,如80C51,适合大批生产。(2) EPROM类:紫外线可擦写存储器如87C51,价格
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