【正文】 ubtitles(“wele to the urban rail transit school”) on the electronic display screen which is posed of 5 16*16 LED lights. Key words: LED lights。 single chip。 circuit design 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第一章 緒論 第 節(jié) 研究的課題內(nèi)容 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)我所研究的課題是使用單片機(jī)進(jìn)行控制的 LED 顯示屏顯示中文設(shè)計(jì)。應(yīng)用 C 語(yǔ)言程序編程的方法來(lái)控制 51 單片機(jī)進(jìn)而對(duì) LED 顯示屏進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn) LED 顯示屏顯示文字的效果。外圍電路通過(guò)連接鎖存器來(lái)減少對(duì)單片機(jī)端口的使用數(shù)目，同時(shí) LED顯示屏采用驅(qū)動(dòng)芯片進(jìn)行供電。外電路與單片機(jī)連接后，形成的整體電路能具備控制 LED燈的功能。 LED 燈是由 20 塊 8*8 的點(diǎn)陣組成。由 4 塊 8*8 的點(diǎn)陣組成一個(gè) 16*16 的點(diǎn)陣來(lái)形成一個(gè)漢字，最終由 5 塊 16*16 的點(diǎn)陣組成 5 個(gè)部分，最終形成 “ 軌道學(xué)院歡迎你 ” 。這幾個(gè)文字能夠動(dòng)態(tài)滾動(dòng)，可以左右、上下移動(dòng)。 第 節(jié) 研究的背景與意義 LED 燈的發(fā)展背景與研究意義 LED 發(fā)光二極管 ，是一種 只有當(dāng)它接正向?qū)妷翰拍馨l(fā)光的器件，因此我們可以通過(guò)控制其陽(yáng)極和陰極的電壓來(lái)控制它 是否發(fā)光。 圖 11 發(fā)光二極管原理圖 在 20 世紀(jì) 60 年代那段時(shí)間，美國(guó)人利用 PN 結(jié)單向?qū)щ娂捌浒l(fā)光的原理，進(jìn)而研制出了 LED 發(fā)光二極管。經(jīng)過(guò)數(shù)年的發(fā)展，人們研制了可以發(fā)其他顏色光的二極管，但并沒(méi)有研制出用于照明的白光。 LED 發(fā)光二極管在一開(kāi)始的時(shí)候主要是被用在 儀器儀表上用來(lái)作為指示燈的作用，后來(lái)逐漸發(fā)展應(yīng)用到交通信號(hào)燈上和應(yīng)用于廣告服務(wù)的顯示屏上以及汽車指示燈等等。而隨著常年的發(fā)展，人們研制出了發(fā)藍(lán)色光的 LED，然后利用紅、黃、蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 藍(lán)三種光的 “ 混合 ” 后，在 1998 年制作出了發(fā)白色光的 LED 燈，為 LED 燈的發(fā)展迎來(lái)了新的篇章。 LED 燈相對(duì)于傳統(tǒng)燈具也具有相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì)。第一它 高效節(jié)能 。 幾度電 能量就能夠讓LED 亮長(zhǎng)達(dá)幾千小時(shí)，可謂絕對(duì)的低能耗。第二它 壽命 超長(zhǎng)。 LED 燈的一般使用的 壽命 就可以高達(dá) 五萬(wàn) 多個(gè) 小時(shí) ，而我們以前使用的 普通白熾燈 的 使用壽命 往往 僅 僅只能 有 使用 一千小時(shí) 左右。第三由于 LED 燈中 不含 有 紫外線和紅外線 等光線 ， 所以它不會(huì)產(chǎn)生 輻射 ，對(duì)人體沒(méi)有什么傷害。第四它 綠色環(huán)保 。 雖然我們現(xiàn)在 LED 燈我們到處可以見(jiàn)到，但是對(duì)于 LED 燈的道路還沒(méi)有走太遠(yuǎn) ， 它上面所應(yīng)用到的 技術(shù) 還不是很 成熟， 依然給我們提出了很多技術(shù)問(wèn)題，有待我們進(jìn)一步解決。 現(xiàn)有 我們所使用的 LED 燈具 普遍存在的主要 具體問(wèn)題有 以下幾種情況 ，燈 不亮 或者LED 發(fā)的 光 衰弱的比較嚴(yán)重，時(shí)間長(zhǎng)了，其發(fā)的光不怎么看得見(jiàn) ； LED 燈具 發(fā)光 所用的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及其發(fā)熱所造成的能量損耗 ， 能量的有效使用不太完美 等，掉蓋子（燈體外圍的二次透鏡）；掉底座（比如 E27base 部分掉了）；價(jià)格過(guò)高，不夠?qū)嵒荨? LED 顯示屏也是在這樣的背景，理念與優(yōu)勢(shì)下，逐步出現(xiàn)在人們的生活與工作當(dāng)中，扮演了一定的地位與角色。 LED 顯示屏主要是利用將很多的發(fā)光二極管通過(guò)共陽(yáng)連接或者是共陰連接的電路連接方式，從而形成了由發(fā)光二極管組成的大面積的顯示屏，可以用來(lái)顯示文字、圖片等等。且可利用單片機(jī)技術(shù)加以控制。使其更加靈活，內(nèi)容可以隨意修改，可用于計(jì)算機(jī)屏幕同步，顯示方式也變幻多端。 單片機(jī)的背景和其應(yīng)用價(jià)值 單片 微型計(jì)算機(jī) 即我們所說(shuō)的 單片機(jī)，是 一種 嵌入式 的 微 小單片應(yīng)用的 控制器（ Microcontroller Unit） 。單片機(jī) 不是 只能夠?qū)崿F(xiàn) 某一個(gè) 具體的 邏輯功能的 簡(jiǎn)單的 芯片 ， 相反的，它內(nèi)部的電路非常復(fù)雜，它能夠?qū)崿F(xiàn)一個(gè)微型計(jì)算機(jī)幾乎全部的功能，可謂功能強(qiáng)大 。 為了能夠?qū)?CPU、 RAM 隨機(jī)存儲(chǔ)器 、 ROM 只讀存儲(chǔ)器 、 I/O 端 口和 中斷系統(tǒng) 、 定時(shí)器/計(jì)數(shù)器等功 各個(gè)模塊能夠集成應(yīng)用到小小的單片機(jī)中，從而使它的功能足夠 的強(qiáng)大，因此使用了 超大規(guī)模集成電路 技術(shù) ，從而實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo)。有的單片機(jī)型號(hào)除了上面的最基本的模塊，還集成了很多其他一些應(yīng)用模塊，比如 顯示驅(qū)動(dòng)電路、 脈寬調(diào)制 電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器 、 A/D 轉(zhuǎn)換器 等 等應(yīng)用模塊。但是，盡管單片機(jī)小小的身體中已經(jīng)容納了不少電路模塊，但是它 和計(jì)算機(jī) 比起來(lái)，還是 少了 很多的 外圍 電路，這些需要我們?cè)谑褂脝纹瑱C(jī)時(shí)根據(jù)需要自行連接片外電路進(jìn)一步完善單片機(jī)的微型系統(tǒng) 。 如圖給我們展示的是一個(gè)簡(jiǎn)單蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 的單片機(jī)芯片實(shí)際圖： 圖 12 單片機(jī)芯片 單片機(jī) 是在上世紀(jì)的 1971 年 被科學(xué)家發(fā)明研制出來(lái)的 ， 它主要 經(jīng)歷了 以下三個(gè)主要的型號(hào) :SCM、 MCU、 SoC。在 早期 ，單片機(jī)發(fā)展為 SCM 階段。 SCM 就是我們通常所說(shuō)的 單片微型計(jì)算機(jī) （ Single Chip Microputer）， 在這段發(fā)展時(shí)期，人們 主要是 在構(gòu)建一種體系結(jié)構(gòu)能夠更好的使用嵌入式系統(tǒng) 。 如 Intel 的 MCS48 系列 單片機(jī)。經(jīng)歷了第一段時(shí)期，第二段發(fā)展是其中，單片機(jī)進(jìn)入了 MCU 時(shí)期 。 MCU 就是人們通常所說(shuō)的 微控制器 （ Micro Controller Unit）， 在這一發(fā)展的階段，人們不斷的追求 各種外圍 電路 與接口電路 來(lái)擴(kuò)展單片機(jī)構(gòu)成的小型系統(tǒng)所具有的能力，從而通過(guò)單片機(jī)實(shí)現(xiàn)更多的控制成為了這個(gè)階段人們追求的目標(biāo) 。 Philips 公司 在這個(gè)發(fā)展的階段， 將 MCS51 將 單片 機(jī) 迅速 高效的 發(fā)展 成為了單片的 微控制器 。 Intel 和 Philips 這兩家國(guó)際大公司在單片機(jī)的發(fā)展歷史中做出了偉大的 歷史 貢獻(xiàn) 。當(dāng)前趨勢(shì) 為 Soc 階段。 SoC 及我們所熟悉的 嵌入式系統(tǒng) (System on Chip）， 這個(gè)階段我們的而主要目標(biāo)就是希望能夠盡量多的在一個(gè)小小的芯片上構(gòu)建完 整的系統(tǒng)。 現(xiàn)在社會(huì)中的各種比較智能的機(jī)器，都是通過(guò)單片機(jī)的控制才能夠?qū)崿F(xiàn)的，現(xiàn)在我對(duì)其應(yīng)用做一個(gè)簡(jiǎn)要的歸類： 1. 在智能儀器儀表上的應(yīng)用 在 智能 儀器儀表中 ，我們通過(guò)在其中加入單片機(jī)來(lái)控制， ， 從而 使 得這些原本普通的儀器儀表 具有了“智能” ， 從而 提高 了儀器 的自動(dòng)化程度和 測(cè)試的精度 ， 并且，我們還實(shí)現(xiàn)了 儀器儀表 電路、硬件結(jié)構(gòu)的巨大簡(jiǎn)化 ， 價(jià)格從而大大的降低，使得這些智能儀器的使用更加的普及 。例如示波器 、頻譜 分析儀 等等。 現(xiàn)在我們從商場(chǎng)上買(mǎi)回來(lái)的家電普遍的使用了單片機(jī)來(lái)進(jìn)行控制 。 比如說(shuō) 電飯 鍋 、洗衣機(jī) 等 單片機(jī) 不僅具有控制功能，它還能夠處理數(shù)據(jù) ， 所以我們可以通過(guò)使用單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng) 的閉環(huán)反饋控制，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的 工作效率和 其生產(chǎn)的 產(chǎn)品的質(zhì)量 的大幅提高 。 現(xiàn)代電梯 的控制就是典型的例子 。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 模塊化 使用 我們通過(guò) 某些 具有 專用 功能的 單片機(jī) 來(lái) 設(shè)計(jì) 實(shí)現(xiàn)具有某些特定功能的模塊 ， 使人們可以很方面的將模塊直接拿過(guò)來(lái)用而不需要懂得模塊的具體構(gòu)成 。 單片機(jī) 應(yīng)用 醫(yī)用設(shè)備中 通過(guò)使用單片機(jī)也使得醫(yī)用設(shè)備更加的智能化，更加方面的供醫(yī)生分析患者的身體狀況。 醫(yī)用呼吸機(jī) 就是單片機(jī)在醫(yī)用設(shè)備中應(yīng)用的典型的例子 。 單 片機(jī) 在現(xiàn)代社會(huì)中的應(yīng)用非常的廣泛 ，它還廣泛應(yīng)用于辦公自動(dòng)化領(lǐng)域、商業(yè)營(yíng)銷領(lǐng)域、教育 、 國(guó)防航空航天等領(lǐng)域 ，通過(guò)它我們可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代產(chǎn)品的智能化，更方面人們的使用 。 第 節(jié) 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 美國(guó)在 LED 照明 領(lǐng)域的 的技術(shù) 研究及 開(kāi)發(fā) 一直保持著世界的前列 ， 引領(lǐng)著全世界這個(gè)行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步 。 德國(guó) OSRAM 公司號(hào) 在 LED 的生產(chǎn)這方面的能力也是很強(qiáng)大，其建造的生產(chǎn)線號(hào)稱全球第一 。 他們?cè)?LED 的制造領(lǐng)域一直追求能夠使得 LED 的使用壽命能夠得到大幅的增長(zhǎng)，他們一直追求者這個(gè)目標(biāo)，并靠著在這方面取得的巨大進(jìn)步成為了世界第二大 LED 廠商 。臺(tái)灣 則是 通過(guò)引進(jìn)美國(guó)和日本 在 LED 這方面的 技術(shù)， 依靠著其價(jià)格低廉的勞動(dòng)力，逐漸成為了 世界上最大的 LED 生產(chǎn)基地。 目前，我國(guó) 也有數(shù)十 所 大學(xué) 和很多的 公司正在從事大功率 LED 燈 的研究和開(kāi)發(fā)， 依靠著國(guó)家和社會(huì)的推動(dòng)， LED 燈 產(chǎn)業(yè) 在我國(guó) 也有了一定的使用前景和規(guī)模了，這 是值得我們慶幸的 。 同時(shí) ， 我們還在 藍(lán)光芯片 技術(shù)上取得了突破， 指標(biāo)已 經(jīng)能夠達(dá)到 國(guó)外中檔 的技術(shù)水平 了 。 另外，我們?cè)?LED 封裝技術(shù) 上也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，與國(guó)外的差距已經(jīng)不像以前那樣大了 ， 我們總有一天會(huì) 在國(guó)際市場(chǎng)上占有 絕對(duì)的 份額。 目前，我國(guó)在 LED 照明行業(yè)的發(fā)展上還存在很多的問(wèn)題，主要有以下幾點(diǎn)： (1)國(guó)內(nèi)在 LED 照明方面的 專利 太 少 ，還沒(méi)有能夠掌握這方面的核心技術(shù)。 (2)國(guó)外 LED 技術(shù)比中國(guó)高 。 (3)我國(guó) LED 景觀照明無(wú)統(tǒng)一規(guī)劃 。 (4)我國(guó) LED 戶外照明市場(chǎng)混亂 。 目前， LED 照明燈具在我國(guó)的市場(chǎng)已經(jīng)很有市場(chǎng)，隨著未來(lái)傳統(tǒng)燈具進(jìn)一步被 LED燈所代替， LED 照明燈具在我國(guó)的市場(chǎng)需求將進(jìn)一步擴(kuò)大。我們必須能夠跟得上 市場(chǎng)對(duì) LED 需求的快速增長(zhǎng) ，所以我們必須抓緊在 LED 照明燈具的進(jìn)一步研究，爭(zhēng)取取得在這個(gè)行業(yè)的核心技術(shù)。 蘇州大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 節(jié) 論文組織結(jié)構(gòu) 本文對(duì)電路進(jìn)行研究對(duì)比，對(duì)電路元器件進(jìn)行學(xué)習(xí)與分析，并查看了 LED 燈的發(fā)展歷史與市場(chǎng)分析的研究報(bào)告，以及單片機(jī)的原理與發(fā)展的文獻(xiàn)資料，在前人的經(jīng)驗(yàn)與總結(jié)下，對(duì)單片機(jī)控制，以及電路原理上進(jìn)行研究，對(duì) C 語(yǔ)言程序控制進(jìn)行學(xué)習(xí)與實(shí)踐。經(jīng)過(guò)畫(huà)原理圖，編程，電路焊接，檢測(cè)與查錯(cuò)等過(guò)程，完成 LED 燈顯示屏作品，并在本文中對(duì)其過(guò)程，其原理，及其結(jié)果進(jìn)行闡述與分析。 我的畢業(yè)論文主要分為五個(gè)章節(jié)，下面我將簡(jiǎn)單的介紹每章的主要內(nèi)容，分析如下： 第一章緒論。講述了課題內(nèi)容，與研究的意義。通過(guò)查找資料與對(duì)其的學(xué)習(xí)，對(duì) LED燈的發(fā)展歷史及原理與單片機(jī)的原理及發(fā)展等方面進(jìn)行簡(jiǎn)單描述。 并且我還 對(duì) LED 在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀與前景做了簡(jiǎn)要的分析。并對(duì)本文所研究的內(nèi)容做了可行性分析，并給出了我寫(xiě)此論文的主要思路。 第二章硬件設(shè)計(jì)。在基本電 路的構(gòu)想下，對(duì)電路原理圖進(jìn)行具體的方案設(shè)計(jì)，對(duì)各方案進(jìn)行對(duì)比與篩選。經(jīng)過(guò)研究與對(duì)比，確定所用的元器件，以及電路的基本構(gòu)想。同時(shí)我還對(duì)很多元器件的資料進(jìn)行了更進(jìn)一步學(xué)習(xí)，通過(guò)芯片資料中提供的參數(shù)，來(lái)選擇到底選擇那些芯片合理。同時(shí)我還學(xué)習(xí)了一些基本的電路結(jié)構(gòu)以使得我設(shè)計(jì)的電路結(jié)構(gòu)更加的完美。 第三章軟件設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)與研究，掌握多種字模研究編寫(xiě)的方案。設(shè)計(jì)程序與軟件，畫(huà)出軟件的方框圖與流程圖，并根據(jù)圖進(jìn)行程序編寫(xiě)，然后進(jìn)行分析和檢測(cè)。 第四章焊接。對(duì)焊接過(guò)程，問(wèn)題及解決，以及焊接結(jié)束后的檢測(cè)等環(huán)節(jié)進(jìn)行闡述。 總 結(jié)與