基于单片机控制的led 点阵显示屏设计 大学毕设论文.doc

1 基于单片机控制的 LED 点阵显示屏设计第1章绪论 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屏系统, 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, 在短短的十年中迅速成长为平板显示的主流产品。由于 LED 电子显示方式图文并茂等特点,因此被广泛地应用于军事、车站、宾馆、机场、邮局、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。 2 第2 章系统总体方案设计本文设计的 LED 点阵显示系统主要实现的功能是中文汉字的逐个左移显示, 实时的时间显示和温度测量。系统由硬件和软件两大部分组成。其中硬件部分在设计上采用了单片机最小化设计原理,系统处理器选用的是 ATMEL 公司的 8 位高性能单片机 AT89C51 ,显示器选用的是 8× 8LED 点阵,可以实现简单的汉字和符号的显示。另本系统还配备了先进的总线型数字温度传感器 DS18B20, 它只要一个端口就可以完成数据的读出和命令的写入,并且不需要对温度进行标定,具有操作简单、工作可靠的特点。采用由 Proteus 软件完成仿真。软件部分的基本设计思路是主程序加功能子程序,再加判断程序组成。其中主程序作为整个软件流程的指挥协调程序有序运行, 功能程序采用了模块化的设计思想, 将系统的所有功能分开封装为模块, 作为子程序调用。这样不仅代码简单, 条理清楚, 而且易于读写和修改。采用 Keil uVision3 完成软件的编译和调试, 使得代码执行效率高, 整体设计思路除单片机 AT89S52tn 外,显示屏控制器的硬件电路部分由两个部分组成:外部数据存储器的扩展、串行通信接口。控制器的组成框图如图 1 所示, 采用 AT89S52 作为中央控制器, 完成与 PC 机的通信,实现对显示屏显示数据的控制。数据存储器使用一片 FLASH 存储器 W29EE011 。 W29EE011 容量较大, 可以用于存储汉字的点阵库. 控制器与计算机的连接根据通信距离的远近选用 RS-232 标准总线接口. 通过 AT89C51 CPU 控制系统的其他几个模块, 从而实现系统功能。控制系统中 DS1302 芯片采集实时时钟信息, DS18B20 芯片采集实时温度信息, LED 点阵显示屏显示文字字符。中央控制器读取时钟信息,并能通过按键调整当前时间。系统的模块图可以用图 1 的方框图做个简单的说明。 3 数据存储器的扩展 W29EE011 有 17 条地址线(A0 ~ A16) , 最高一位(A16) 由 作为地址送出, 低八位(A0 ~ A7) 由舶口作为地址送出, 通过 74LS373 锁存器进行锁存。 A8~ A15 由 P2 口作为地址送出. W29EE011 与单片机的接口电路如图 2 电路原理图所示. 3·3 串行通信系统上位机——下位机是通过串行通信接口联系. 本系统为了实现单片机与 PC 机的串行通信功能,将单片机的串行接口的电平转换成 RS--232C 电平标准【 2 】.其中计算机的 RS232 口输出的电压为± 12V . 考虑到单片机与 PC 机的通信距离不远, 而且单片机部分只负责接收命令和数据,因此选择计算机与单片机直接相连的最简单接法,计算机 TXD 端发出的信号传送到通信电路后转化为电流信号, 当有信号送进来时就会有电流流经光耦合器中的红外发光二极管, 二极管发出光信号投射到光敏三极管, 再转换成电信号输到单片机的 RXD 端,实现了以光为媒介的电一光一电信号转换传输,并在电气上是完全隔离的, 2 所示. 点阵显示屏点阵显示屏由 12个8×8 点阵 LED 显示模块、行信号选择译码器 74LSl38 、数据移位寄存器 74HC595 、行驱动器 TIPl27 组成。 12片 8x8 点阵 LED 显示模块组成一个 48× 16的 LED 点阵, 用于同时显示 3个 16x16 点阵汉字【 3 】、字符或数字。单元显示屏可以接收来自 PC 机传输下来的数据信息和命令信息,并可将这些数据信息不经任何变化地显示出来。一个程序周期里 74LSl38 共扫描两行, 通过一个 TIPl27 来驱动, 即一次有两行的信号被选中; 然后经过 74HC595 的移位传送, 将要显示的数据都送到显示缓冲区单元里, 打开行选通信号,点阵屏即可正常显示信息. 4 系统设计的总体功能本次设计的 LED 点阵显示系统其显示和动态效果的实现主要依靠硬件扫描驱动, 主要实现的功能是显示时间, 使汉字