基于單片機(jī)的LED迎賓屏的設(shè)計摘要本文以單片機(jī)AT89S52為核心控制器，介紹了LED點陣電子顯示屏的動態(tài)顯示的設(shè)計過程。單片機(jī)控制程序采用單片機(jī)C51語言進(jìn)行編輯，通過編程控制各顯示點對應(yīng)LED陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點的亮滅。所顯示字符的點陣數(shù)據(jù)可以自行編寫（即直接點陣畫圖），也可從標(biāo)準(zhǔn)字庫中提取。顯示屏采用6416的LED點陣，可以顯示4個16*16點陣的漢字。顯示方式采用動態(tài)顯示，使得圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。本系統(tǒng)涵蓋了單片機(jī)、雙向緩沖器74LS245、74HC595級連，64*16LED點陣的應(yīng)用技術(shù)。文中詳細(xì)介紹了LED點陣顯示的硬件設(shè)計思路、硬件電路各個部分的功能及原理、相應(yīng)軟件的程序設(shè)計等。關(guān)鍵詞：單片機(jī)，LED，迎賓屏，C51I目錄1緒論.11.1LED電子迎賓屏概述.11.2LED電子迎賓屏的分類.11.2.1按顏色分類.11.2.2按使用場合分類.11.2.3按發(fā)光點直徑分類.21.3LED迎賓屏的應(yīng)用.21.4LED迎賓屏的發(fā)展趨勢.32總體方案分析與設(shè)計.52.1點陣模塊結(jié)構(gòu).52.2顯示單元的考慮.52.3動態(tài)顯示原理.62.4滾屏的實現(xiàn).72.5微控制器的考慮.82.6總體電路結(jié)構(gòu)及工作原理.82.6.1硬件電路框圖.82.6.2工作原理.93系統(tǒng)硬件電路設(shè)計.103.1單片機(jī)控制系統(tǒng)的電路設(shè)計.103.1.1單片機(jī)機(jī)選型.103.1.2復(fù)位電路.113.1.3晶振電路.113.1.4AT89S52在電子迎賓屏應(yīng)用中的優(yōu)越性.123.1.5單片機(jī)系統(tǒng)電路設(shè)計.123.2時鐘與單片機(jī)的接口設(shè)計.133.2.1時鐘芯片的選型.133.2.2時鐘芯片的引腳排列及操作時序.133.2.3時鐘芯片與單片機(jī)的接口設(shè)計.16II3.3顯示單元的電路設(shè)計.173.3.1列驅(qū)動電路設(shè)計.173.3.2行驅(qū)動電路設(shè)計.194系統(tǒng)軟件設(shè)計.214.1開發(fā)工具及語言.214.2算法的實現(xiàn).214.3下移效果編程.224.4左移效果編程.235結(jié)論.276參考文獻(xiàn).287致謝.298附錄.30西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（論文）11緒論現(xiàn)在城市中用于裝點各種建筑物的絢麗色彩絕大部分用的是霓虹燈，但是霓虹燈具有發(fā)熱量大，亮度較小，容易損壞，耗電量大等缺點已經(jīng)不作為現(xiàn)在裝飾及廣告宣傳的主要選擇對象。LED電子迎賓屏具有可視度遠(yuǎn)，亮度高，耗能低，性價比高等優(yōu)點，在此主要介紹以AT89S52為控制芯片，用88的模組通過級聯(lián)實現(xiàn)1616的點陣屏，從而用于迎賓顯示及廣告宣傳等。1.1LED電子迎賓屏概述LED（LightEmittingDiode）即發(fā)光二極管是利用半導(dǎo)體的P-N結(jié)電致發(fā)光原理制成的一種半導(dǎo)體發(fā)光器件。LED具有亮度高、功耗小、壽命長、工作電壓低、易小型化、結(jié)構(gòu)牢固等優(yōu)點。LED電子迎賓屏是由矩陣均勻排列的LED組成。由于LED工作電壓低（僅1.5V-3V），能主動發(fā)光且有一定亮度，亮度又能用電壓（或電流）調(diào)節(jié)，本身又耐沖擊、抗振動、壽命長（10萬小時）等優(yōu)點，使得LED電子迎賓屏應(yīng)用十分廣泛。LED電子迎賓屏分為圖文顯示屏和條幅顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形，而條幅顯示屏則適用于小容量的字符信息顯示。1.2LED電子迎賓屏的分類1.2.1按顏色分類(1)單基色顯示屏:單一顏色（紅色或綠色）。(2)雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級灰度、可以顯示65536種顏色。(3)全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256級灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬種顏色。1.2.2按使用場合分類(1)室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點較小，一般3mm8mm，顯示面積一般零點幾至十幾平方米。(2)半室外顯示屏：發(fā)光點居中，一般為10mm，顯示面積一般幾個平方到幾十個平方米，可以在潮濕環(huán)境下長期工作。西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（論文）2(3)室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。1.2.3按發(fā)光點直徑分類(1)室內(nèi)屏：3mm、3.75mm、5mm、(2)室外屏：10mm、12mm、16mm、19mm、21mm、26mm(3)室外屏發(fā)光的基本單元為發(fā)光筒，發(fā)光筒的原理是將一組紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管封在一個塑料筒內(nèi)共同發(fā)光增強(qiáng)亮度。1.3LED迎賓屏的應(yīng)用LED電子迎賓屏應(yīng)用極廣，可以用于顯示重要信息及溫馨提示。主要用在以下場合：(1)證券交易、金融信息顯示。這一領(lǐng)域的LED電子迎賓屏占到了前幾年國內(nèi)LED電子迎賓屏需求量的50%以上，目前仍為LED電子迎賓屏的主要需求行業(yè)。上海證券交易所、深圳證券交易所及全國上萬家證券、金融營業(yè)機(jī)構(gòu)廣泛使用了LED電子迎賓屏。(2)機(jī)場航班動態(tài)信息顯示。民航機(jī)場建設(shè)對信息顯示的要求非常明確，LED電子迎賓屏是航班信息顯示系統(tǒng)FIDS(FlightinformationDisplaysystem)的首選產(chǎn)品，首都機(jī)場、上海浦東國際機(jī)場、?？诿捞m機(jī)場、珠海機(jī)場、廈門高崎機(jī)場、深圳黃田機(jī)場、廣州白云機(jī)場及全國數(shù)十家新建和改擴(kuò)建機(jī)場都選用了LED電子迎賓屏。(3)港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。以LED電子迎賓屏為主體的信息系統(tǒng)和廣播系統(tǒng)、列車到發(fā)揭示系統(tǒng)、票務(wù)信息系統(tǒng)等共同構(gòu)成客運(yùn)樞紐的自動化系統(tǒng)，北京站、北京西站、南昌站、大連港等國內(nèi)重要火車站和港口都安裝了國內(nèi)廠家提供的產(chǎn)品和系統(tǒng)。(4)體育場館信息顯示。LED電子迎賓屏已取代了傳統(tǒng)的燈泡及CRT顯示屏，四十三屆世乒賽主場地天津體育中心首次采用了國產(chǎn)彩色視頻LED電子迎賓屏，受到普遍好評，上海體育中心、大連體育場等許多國內(nèi)重要體育場館相繼采用了LED電子迎賓屏作為信息顯示的主要手段。(5)道路交通信息顯示。智能交通系統(tǒng)（ITS）的興起，在城市交通、高速公路等領(lǐng)域，LED電子迎賓屏作為可變情報板、限速標(biāo)志等，替代國外同類產(chǎn)品，得到普遍采用。西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（論文）3(6)調(diào)度指揮中心信息顯示。電力調(diào)度、車輛動態(tài)跟蹤、車輛調(diào)度管理等，也在逐步采用高密度的LED電子迎賓屏。(7)郵政、電信、商場購物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示。遍布全國的服務(wù)領(lǐng)域均有國產(chǎn)LED電子迎賓屏在信息顯示方面發(fā)揮作用。(8)廣告媒體新產(chǎn)品。除單一大型戶內(nèi)、戶外顯示屏做為廣告媒體外，國內(nèi)一些城市出現(xiàn)了集群LED電子迎賓屏廣告系統(tǒng)；列車LED電子迎賓屏廣告發(fā)布系統(tǒng)也已在全國數(shù)十列旅客列車上得到采用并正在推廣。LED電子迎賓屏是當(dāng)今世界上最為引人注目的戶外大型顯示裝置，采用先進(jìn)的數(shù)字化視頻處理技術(shù)，有無可比擬的超大面積與超高亮度。根據(jù)不同的戶內(nèi)外環(huán)境，采用各種規(guī)格的發(fā)光像素，實現(xiàn)不同的亮度、色彩、分辨率，以滿足各種用途。它朝著高清析，高亮度，高可靠性方向發(fā)展，可以動態(tài)顯示圖文動畫信息，利用多媒體技術(shù)，可播放各類多媒體文件LED電子迎賓屏以其高亮度、高可靠性等優(yōu)點成為主要顯示產(chǎn)品。1.4LED迎賓屏的發(fā)展趨勢現(xiàn)代信息社會中，作為人一機(jī)信息視覺傳播媒體的顯示產(chǎn)品和技術(shù)得到迅速發(fā)展，進(jìn)入二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時代，LED電子迎賓屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無疑會有更大的發(fā)展，并有可能成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。(1)高亮度、全彩化藍(lán)色及純綠色LED產(chǎn)品自出現(xiàn)以來，成本逐年快速降低，已具備成熟的商業(yè)化條件?；A(chǔ)材料的產(chǎn)業(yè)化。使LED全彩色顯示產(chǎn)品成本下降，應(yīng)用加快。以全彩色戶外26顯示屏為例，1996年的產(chǎn)品市場價格每平方米在12萬元左右，1999年已降至78萬人民幣/m2，LED產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達(dá)到比較理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的環(huán)境條件要求，同時，由于全彩色顯示屏價格性能比的優(yōu)勢，預(yù)計在未來幾年的發(fā)展中，全彩色LED電子迎賓屏在戶外廣告媒體中會越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓紅燈、磁翻板等產(chǎn)品，體育場館的顯示方面全彩色LED屏更會成為主流產(chǎn)品。全彩色LED電子迎賓屏的廣泛應(yīng)用會是LED電子迎賓屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個新的增長點。(2)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化西南科技大學(xué)應(yīng)用型自學(xué)考試畢業(yè)設(shè)計（論文）4材料、技術(shù)的成熟及市場價格的基本均衡之后，LED電子迎賓屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化將成為LED電子迎賓屏發(fā)展的一個新趨勢。近幾年業(yè)內(nèi)的發(fā)展，市場競爭在傳統(tǒng)產(chǎn)品條件下是以價格作為主要的競爭手段，幾番價格回落調(diào)整達(dá)到基本均衡，產(chǎn)品質(zhì)量，系統(tǒng)的可靠性等將成為主要的競爭因素，這就對LED電子迎賓屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化有了較高要求，業(yè)內(nèi)一些骨干企業(yè)已開始在企業(yè)實施ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系的形成，對產(chǎn)品的檢測有了相對統(tǒng)一的認(rèn)識和評判依據(jù)，生產(chǎn)條件差、技術(shù)性不強(qiáng)、售后服務(wù)體系不完善的企業(yè)將受到市場的淘汰，預(yù)計今后幾年內(nèi)一批小規(guī)模LED電子迎賓屏廠商會逐步淡出，行業(yè)的發(fā)展趨于有序。(3)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化信息化社會的形成，信息領(lǐng)域愈加廣泛，LED電子迎賓屏的應(yīng)用前景更為廣闊。預(yù)計