LED点阵广告牌设计.doc

基于单片机的Led点阵广告牌设计【摘要】本设计使用AT89C51系列高速单片机作为主控制模块,利用简单的外围电路来驱动64×16的点阵LED显示屏。利用AT89C51系列高速单片机本身强大的功能,可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储,并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化,另一方面点阵显示屏广泛的应用于医院、机场、银行等公共场所,所以本设计具有很强的现实应用性。本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示4个16×16点阵汉字,并能通过上位机软件修改显示内容和显示效果等等。把字符内码存储在空闲的单片机程序存储器空间,使本LED显示系统能掉电存储1024个字符。设计中采用了SPI接口的GB2312标准字库,支持所有的国标字符和ASC标准字符的显示。因为采用串行传输方式,使本系统的可扩展性得到提升,便于多个显示单元的级联。本文从LED的显示原理入手,详细阐述了LED动态显示的过程,以及硬件电路的设计、计算和软件的算法。【关键词】动态显示;单片机;点阵字库目录1LED概述      62显示原理及控制方式分析     LED动态显示原理   LED常见的控制方式  83硬件电路设计     16×16LED点阵显示制作   16×16LED点阵的内部结构及工作原理  ×8LED点阵构成16×16LED点阵     LED显示驱动电路  144字模生成            175软件设计                206系统功能测试      22总结  23致谢  24参考文献  25附录  26引言LED(LightEmittingDiode),发光二极管,简称LED,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件,它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片,晶片的一端附在一个支架上,一端是负极,另一端连接电源的正极使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成,一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候,它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子就会被推向P区,在P区里电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这就是LED发光的原理。多个LED发光灯组成固定的字符或图形进行显示,即形成LED点阵图文显示屏。其主要特征是只控制LED点阵中各发光器件的通断(发光或熄灭),而不控制LED的发光强弱。LED点阵的汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵(如16×16点阵),将点阵文件存入ROM,形成新的汉字编码;而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语句,再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。LED点阵显示具有如下特点:(1)电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一种比使用高压电源更安全的电源。(2)效能:消耗能量比同光效的白炽灯减少80%。(3)适用性:每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境。(4)稳定性:10万小时,光衰为初始的50%。(5)响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级。(6)对环境污染:无有害金属汞。(7)颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料的能带结构和带隙,实现红黄绿兰橙多色发光。由于LED的众多优势,在市场中得到了广泛的应用,主要应用领域有:(1)、信号指示应用:信号照明是LED单色光应用比较广泛也是比较早的一个领域,约占LED应用市场的4%左右。(2)、显示应用:指示牌、广告牌、大屏幕显示等,LED用于显示屏幕的应用约占LED应用的20%—25%,显示屏幕可分为单色和彩色。(3)、照明应用:便携灯具,汽车用灯,特殊照明。由于LED尺寸小,便于动态的亮度和颜色控制,因此比较适合用于建筑装饰照明。背光照明:普通电子设备功能显示背光源、笔记本电脑背光源、大尺寸超大尺寸LCD显示器背光源等。以及投影仪用RGB光源。