基于单片机点阵显示设计.doc

毕业设计(论文)
(说明书)
题目:基于单片机的LED点阵显示屏设计
姓名:
学号:
平顶山工业职业技术学院
2013 年 11月20日
摘要
本文介绍了一款以单片机AT89C51为控制器的LED点阵显示屏系统的设计。该系统可实现中英文字符的显示和动态特效显示。并且可以通过级连的方式来扩大显示屏幕的尺寸以达到增加显示内容的目的。系统采用PC机作为上位机,上位机向单片机发送控制命令和上位机所存储的显示代码,AT89C51单片机接收并处理PC机的控制命令以及显示代码,由显示驱动模块驱动一个16×16分辨率的LED点阵显示屏的扫描显示。PC机与单片机之间的通信采用RS—232C通信标准来实现。所选用的AT89C51单片机具有价格低廉程序写入方便的特点使得整个系统方便维护和检修。除此之外,该系统只占用了单片机少量的I /O口和内存,为系统留下了功能扩展的空间。
目录
第1章绪论 1
课题背景 1
论文设计要求 1
设计内容 2
第2章方案论证与选择 3
系统硬件方案 3
显示屏主控制器 3
通信系统 4
LED点阵显示屏 5
硬件设计方案 6
系统软件方案 7
单片机编程语言 7
系统软件编译器介绍 8
上位机控制传输软件 8
第3章系统硬件设计 9
硬件整体设计概述及功能分析 9
控制单元设计 10
AT89C51简介 10
控制系统设计 13
译码电路设计 14
74HC154 4-6 线译码器 14
74HC154译码电路 16
通信系统硬件设计 16
电源设计 17
大屏幕LED显示屏 18
第4章系统软件设计 20
程序设计 20
显示程序的设计 21
LED显示屏的显示方式 21
点阵数据表达方式 21
显示程序的设计 22
通信程序的设计 24
第5章仿真调试 26
程序编写 26
硬件仿真 28
仿真结果 30
结论 31
参考文献 32
附录1: 硬件原理图 33
附录2: 设计程序 34

第1章绪论
课题背景
LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体,显示屏由几万至几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像;不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境,具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。
在短短的十来年中,LED点阵显示屏就以亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点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。LED显示屏的应用涉及社会经济的许多领域,主要包括:
证券交易、金融信息显示。
机场航班动态信息显示。
港口、车站旅客引导信息显示。
体育场馆信息显示。
道路交通信息显示。
调度指挥中心信息显示。
邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。
广告媒体新产品等。
论文设计要求
针对设计题目的特点,对论文的设计内容要求如下:
(1) 利用单片机控制技术控制LED的显示,再结合单片机的程序作线路布置,即硬件设计。
(2) 行列电路设计,分析电路图确定整个系统大概的规模。
(3) 进行系统分析,通过系统分析,确定该系统该具有那些功能,有那些模块,各个模块之间是怎样联系的,以及怎样组合的。
(4) 确定所需的元器件,然后通过电路图进行连接。
(5) 集合程序调试,调试整个的系统模块的功能,看各个功能是否能正常运行,并找出程序中的错误,改正这些错误。
(6) 最终能在LED电路板上显示所要的图形或汉字。
设计内容
本设计在绪论里主要介绍LED显示的发展背景,设计内容的要求,本设计的章节结构安排及使用的技术。把系统总体设计作为第二部分,在这部分里介绍了各种元器件以及芯片的选择; 第三部分是硬件电路的设计;主要对AT89C51芯片的具体介绍,时钟电路,复位电路,74HC154译码电路,点阵式汉字LED显示屏电路设计等一些硬件进行分析。这一部分是本设计的重点。第四部分是系统软件设计,主要是用汇编语言对图形