基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计.doc

基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计
摘要
本文介绍了一款以单片机AT89S51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,AT89S51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AT89S51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。
LED显示屏是一种由半导体发光二极管构成的显示点阵,人们通过控制每个LED的亮灭实现图形或字符的显示。由于LED显示屏亮度高、视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击、性能稳定,因而被广泛应用于机场、商场、医院、宾馆、证券市场等公共场所。本文以单片机为控制核心设计和制作了一种汉字显示系统,其成本低廉,内容更新简便。
在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。LED行业已成为一个快速发展的新兴产业,市场空间巨大,前景广阔。随着信息产业的高速发展,LED显示作为信息传播的一种重要手段,已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所,例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券与银行信息显示、餐馆报价信息豆示、高速公路可变情报板、体育场馆比赛转播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。显然,LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。
关键字:AT89S51;LED点阵显示;串行通信
目录
摘要 I
引言 1
1 LED的概述 2
LED的特点 2
研究LED的现状及发展趋势 2
我国LED产业发展现状 2
LED显示屏的发展趋势 3
2 方案论证与选择 4
系统硬件方案 4
显示屏主控制器 4
通信系统 6
LED点阵显示屏 6
硬件设计方案 7
系统软件方案 8
单片机编程语言 8
系统软件编译器介绍 9
上位机控制传输软件 9
3 系统硬件设计 11
硬件整体设计概述及功能分析 11
控制单元设计 12
AT89S51简介 12
控制系统设计 13
译码电路设计 15
串并转换器74LS164 15
锁存器74L373 16
驱动电路设计 17
行驱动电路设计 17
列驱动电路设计 18
通信系统硬件设计 18
电源设计 19
级连大屏幕LED显示屏 20
4 系统软件设计 23
程序设计 23
显示程序的设计 24
LED显示屏的显示方式 24
点阵数据表达方式 25
通信程序的设计 28
5 系统调试 31
系统硬件部分调试方法 31
短路与虚焊检测 32
上电测试 32
串口调试 32
系统软件调试方法 33
系统联合调试及结果 34
调试结果分析 34
结论 36
致谢 37
参考文献 38
附录 39
引言
该设计课题使我们能够掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法,对LED显示屏这个行业有了较为深刻的了解和认识。并且对大学期间所学****的一些理论进行了实践,使我们对所学过的理论知识有了新的认识。并且通过该设计课题掌握了51单片机的的软硬件开发工具的使用方法,为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。目前我国的信息行业发展迅速,作为主要平面显示媒介的LED显示屏的作用也越练越广泛,相关的从业人员也会越来越紧缺。但同时应该清楚的认识到我国的LED技术虽然发展迅速但和世界先进水平还有一定的差距。因此此课题不论是对自己的就业还是对我国LED显示技术的发展都有非常现实与积极的意义。
论文主要内容针对设计题目的特点,作者对论文的内容和结构将做如下安排:
(1)初步方案的论证和选择
搜集题目的有关资料,并参照目前通用的设计思想和设计方法拟定几套设计方案进行分析比较。最终选定了以PC机为上位机,单片机为核心控制器件,外加译码电路和驱动电路的设计方案。
(2)方案实现
以设