<<LED點(diǎn)陣廣告牌的設(shè)計(jì)>>課程設(shè)計(jì)報(bào)告題目：LED點(diǎn)陣廣告牌的設(shè)計(jì)專業(yè)：電子信息工程年級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：聯(lián)系：指導(dǎo)老師：

完成日期：2021年5月25日摘要本設(shè)計(jì)使用AT89C51系列高速單片機(jī)作為主控制模塊，利用簡(jiǎn)單的外圍電路來(lái)驅(qū)動(dòng)8×8的點(diǎn)陣LED點(diǎn)陣顯示屏。利用AT89C51系列高速單片機(jī)本身強(qiáng)大的功能，可以很方便的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸及存儲(chǔ)，并能利用軟件方便的進(jìn)行顯示內(nèi)容的多樣變化，另一方面點(diǎn)陣顯示屏廣泛的應(yīng)用于醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、銀行等公共場(chǎng)所，所以本設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性。本LED顯示屏能夠以動(dòng)態(tài)掃描的方式顯示8×8點(diǎn)陣數(shù)字，摸擬電梯數(shù)字顯示,并能通過上位機(jī)軟件修改顯示內(nèi)容和顯示效果等等。本文從LED的顯示原理入手，詳細(xì)闡述了LED動(dòng)態(tài)顯示的過程，以及硬件電路的設(shè)計(jì)、計(jì)算和軟件的算法。關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)顯示；單片機(jī)；LED點(diǎn)陣ABSTRACTThisdesignUSESAT89C51serieshighspeedsinglechipmicrocomputerasthemaincontrolmodule,theuseofsimpleperipheralcircuittodrivethe8x8dotmatrixLEDdotmatrixdisplayscreen.USESAT89C51serieshigh-speedmicrocontrolleritselfpowerfulfunction,caneasilyachievedatatransmissionbetweenMCUandPCandstorage,andusesoftwarecaneasilydisplaythecontentofdiversitychange,ontheotherhandofdotmatrixdisplayscreeniswidelyusedinhospitals,airports,Banksandotherpublicplaces,sothisdesignhasastrongpracticalapplicability.TheLEDdisplaycanbedisplayedinadynamicscanningway8x8dotmatrixdigital,andcanpassthePCsoftwaretomodifythedisplaycontentandeffectandsoon.ThisarticleobtainsfromtheprincipleofLEDdisplay,LEDdynamicdisplayprocesswereintroducedindetail,andthehardwarecircuitandsoftwarealgorithm.ThedesignandcalculationofKeyWords:

Dynamicdisplay;Singlechipmicrocomputer;TheLEDlattice目錄摘要 1ABSTRACT 21設(shè)計(jì)要求及方案選擇 41.1設(shè)計(jì)要求 41.2方案選擇 42理論分析與設(shè)計(jì) 52.1LED點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu) 52.2LED動(dòng)態(tài)顯示原理 62.38*8LED點(diǎn)陣廣告牌電路的分析及設(shè)計(jì) 73電路設(shè)計(jì) 73.1硬件電路的設(shè)計(jì) 73.2軟件設(shè)計(jì) 114系統(tǒng)測(cè)試 154.1調(diào)試所用的根本儀器清單 154.2調(diào)試結(jié)果 154.3測(cè)試結(jié)果分析 155總結(jié) 16參考文獻(xiàn) 171設(shè)計(jì)要求及方案選擇1.1設(shè)計(jì)要求〔1〕LED點(diǎn)陣顯示采用單色模塊；〔2〕能夠顯示不同的字符；〔3〕設(shè)計(jì)不同的字符切換效果〔如閃爍，靜止，平移等〕；〔4〕設(shè)計(jì)控制按鈕，可以在不同的效果間切換；〔5〕所用到的電路板必須有作者的名字和學(xué)號(hào)〔制作PCB板時(shí)候放置，不能用筆寫〕。〔6〕設(shè)計(jì)在2021年5月30日前完成。1.2方案選擇LED點(diǎn)陣顯示器LED點(diǎn)陣顯示器主控器〔51單片機(jī)〕按鍵1-1結(jié)構(gòu)圖根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)選擇AT89C52芯片為核心控制器件。用來(lái)字符顯示的LED點(diǎn)陣屏采用8*8點(diǎn)陣屏，它的管腳與89C52的P0、P2口相連，其中P0口作為字符數(shù)據(jù)輸出口，P2為字符顯示掃描輸出口。功能選擇局部由按鍵控制，5個(gè)按鍵分別連P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4。其他方面，89C52第31腳〔EA〕接電源，第19、18〔XTAL2、XTAL1〕腳接晶振電路，第9腳接復(fù)位電路。軟件設(shè)計(jì)方面用C語(yǔ)言編寫控制程序。2理論分析與設(shè)計(jì)2.1LED點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu)八十年代以來(lái)出現(xiàn)了組合型LED點(diǎn)陣顯示器模塊，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。這種一體化封裝的點(diǎn)陣LED模塊，具有高亮度、引腳少、視角大、壽命長(zhǎng)、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)。LED點(diǎn)陣規(guī)模常見的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙基色、三基色等。像素顏色不同，所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同。單色點(diǎn)陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點(diǎn)亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點(diǎn)亮?xí)r間，那么可實(shí)現(xiàn)256或更高級(jí)灰度顯示，即可實(shí)現(xiàn)真彩色顯示。圖2－1示出最常見的8×8單色LED點(diǎn)陣顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外型規(guī)格，其它型號(hào)點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)與引腳可試驗(yàn)獲得。圖2－18×8單色LED模塊內(nèi)部電路LED點(diǎn)陣顯示器單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號(hào)．如5x7點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母．5×8點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文，8x8點(diǎn)陣可以用于顯示簡(jiǎn)單的中文文字，也可用于簡(jiǎn)單圖形顯示。用多塊點(diǎn)陣顯示器組合那么可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類實(shí)用裝置常通過PC機(jī)或單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。2.2LED動(dòng)態(tài)顯示原理LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式：有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡(jiǎn)單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大局部是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來(lái)就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。以8×8點(diǎn)陣模塊為例，說(shuō)明一下其使用方法及控制過程。圖2.1中，紅色水平線Y0、Y1……Y7叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極，每一行8個(gè)LED的陽(yáng)極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線X0、X1……X7叫做列線，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，假設(shè)在某行線上施加高電平〔用“1〞表示〕，在某列線上施加低電平〔用“0〞表示〕。那么行線和列線的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過而發(fā)光。比方，Y7為1，X0為0,那么右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，那么最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮?，F(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B〞的過程。其過程如圖2－2圖2－2用動(dòng)態(tài)掃描顯示字符“B〞的過程2.38*8LED點(diǎn)陣廣告牌電路的分析及設(shè)計(jì)8*8LED點(diǎn)陣廣告牌原理電路圖如圖2-3所示圖2－3整個(gè)電路的供電通外接5V電源提供。用六個(gè)按鍵控制單片機(jī)89C52，其中一個(gè)按鍵接連在復(fù)位電路上，起到復(fù)位功能。另外五個(gè)按鍵在單片機(jī)P1口輸入信號(hào)，用以控制單片機(jī)，使后來(lái)的顯示電路中的LED屏顯示不同效果。單片機(jī)存入相應(yīng)的程序后，從P1口端輸出信息，經(jīng)過由排阻和芯片74LS245驅(qū)動(dòng)電路，輸入LED點(diǎn)陣屏的一端；LED點(diǎn)陣屏另外一端由單片機(jī)P2口接入共同驅(qū)動(dòng)，使得LED點(diǎn)陣屏正常工作，到達(dá)模擬電梯層數(shù)顯示的效果。3電路設(shè)計(jì)3.1硬件電路的設(shè)計(jì)8*8LED點(diǎn)陣廣告牌總電路如圖3-1－1所示圖3－1－1電路主要由主芯片控制電路、電源電路、復(fù)位電路等組成?！?〕主芯片控制電路如圖3－1－2圖3－1－2該局部電路主要由AT89C52和74LS245組成。AT89C52芯片，是整個(gè)電路的核心，用來(lái)寫入程序，控制整個(gè)電路，實(shí)現(xiàn)顯示功能。單片機(jī)的P0和P2號(hào)控制顯示信號(hào)的輸出，經(jīng)過74LS245驅(qū)動(dòng)，從而控制掃描信號(hào)的輸出.〔2〕復(fù)位電路如圖3－1－3圖3－1－3由8.2k電阻、22uf的電容、1k電阻、控制按鍵組成，主要是實(shí)現(xiàn)復(fù)位功能〔3〕晶振電路如圖3-1-4所示圖3-1-4晶振電路圖晶振電路由2個(gè)33pf的電容、12MHZ晶振組成，主要實(shí)現(xiàn)向電路提供時(shí)鐘信號(hào)的功能。顯示電路如圖如圖3－1－5圖3－1－5它由1k排阻、8*8LED點(diǎn)陣屏、P0、P2口等組成，實(shí)現(xiàn)顯示字符的功能3.2軟件設(shè)計(jì)〔1〕主要流程圖如圖3-2所示開始調(diào)用鍵掃描子程序Y沒有按下按鍵？轉(zhuǎn)逐字顯示程序〔display_centre〕NY按下按鍵1？轉(zhuǎn)向上滾動(dòng)顯示程序〔display_up〕NY按下按鍵2？轉(zhuǎn)向下滾動(dòng)顯示程序〔display_down〕N圖3-2主要流程圖〔2〕8*8LED點(diǎn)陣廣告牌程序如下：#include<reg52.h>#defineuintunsignedint#defineucharunsignedcharsbitkey_up=P1^1;sbitkey_down=P1^0; ucharcodeh[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};ucharcodeL[]={0x3e,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00}; //0亮ucharcodeo[]={0x18,0x24,0x42,0x42,0x42,0x24,0x18,0x00};/*"未命名文件",0*/ucharcodev[]={0x00,0x08,0x14,0x22,0x41,0x41,0x41,0x00};/*"未命名文件",v*/ucharcodeE[]={0x3E,0x20,0x20,0x3E,0x20,0x20,0x3E,0x00};/*"未命名文件",e*/ucharcodeup[]={ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x3e,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00, 0x18,0x24,0x42,0x42,0x42,0x24,0x18,0x00, 0x00,0x08,0x14,0x22,0x41,0x41,0x41,0x00, 0x3E,0x20,0x20,0x3E,0x20,0x20,0x3E,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, };//1ucharcodedown[]={ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, 0x3E,0x20,0x20,0x3E,0x20,0x20,0x3E,0x00, 0x00,0x08,0x14,0x22,0x41,0x41,0x41,0x00, 0x18,0x24,0x42,0x42,0x42,0x24,0x18,0x00, 0x3e,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x20,0x00, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, };//1voiddisplay_centre(void);voiddisplay_up(void);voiddisplay_down(void);voiddelay(uintz){ uintx,y; for(x=10;x>0;x--) for(y=z;y>0;y--);}voidmain(){ while(1) { display_centre(); 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