【正文】 s this design hard core, this part first simply describes the system hardware principle of work, and attaches by the system hardware design diagram, elaborated various hardware interface technology which and each interface module function and the work process this graduation project applies. The system software design is this article sublimation. This article poses the guiding ideology is the software and hardware unifies, take the hardware as the foundation, carries on various functional module the design. This design usability is strong, simplicity of operator, extended function. Keywords: Monolithic。 LED。 Lattice。 Chinese character demonstrates 引 言 LED 顯示屏是利用 發(fā)光二極管 點陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。它具有發(fā)光效率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強等優(yōu)點。并廣泛的應(yīng)用于公交汽車，碼頭，商店，學(xué)校和銀行等公共場合的信息發(fā)布和廣告宣傳。 LED 顯示屏經(jīng)歷了從單色，雙色圖文顯示屏到現(xiàn)在的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過程，自 20 世紀(jì)八十年代開始， LED 顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍布交通、電信、教育、證券、廣告宣傳等各方面。 LED 顯示屏發(fā)展較快，本文講述了基于 AT89C51 單片機 16 16 LED 漢字點陣滾動顯示的基本原理 、硬件組成與設(shè)計、程序編寫與調(diào)試、 Proteus 軟件仿真等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)。 單片機是一種集成在 電路 芯片，是采用 超大規(guī)模集成電路 技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的中央處理器 CPU 隨機存儲器 RAM、 只讀存儲器 ROM、多種 I/O 口和中斷系統(tǒng)、定時器 /計時器 等功能（可能還包括顯示驅(qū)動電路、 脈寬調(diào)制 電路、模擬多路轉(zhuǎn)換器、 A/D 轉(zhuǎn)換器 等電路）集成到一塊硅片上構(gòu)成的一個小而完善的 計算機系統(tǒng) 。 單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制 等領(lǐng)域 。 由于 LED 顯示有許多優(yōu)勢，正在逐漸取代其他顯示材料。目前一種新的顯示材料 OLED 正處于研發(fā)階段， OLED顯示屏通過有機材料自發(fā)光技術(shù)，使人們在陽光下也能看到顯示屏顯示的內(nèi)容，當(dāng)然它還有其它有點。單片機不僅在體積小上有所突破，也在向更多功能方向發(fā)展，單片機的發(fā)展也帶動了 LED 顯示屏的應(yīng)用。 本文是 基于單片機的 LED 滾動漢字顯示器 設(shè)計 ，只 是單片機的一個簡單應(yīng)用， 它能夠?qū)崿F(xiàn)多種圖文顯示。簡要介紹了通過單片機控制 LED顯示屏顯示圖文的原理，以及硬件電路與軟件設(shè)計方法， 希望 能幫助廣大電子愛好者了解漢字的點陣 顯示原理，認(rèn)識單片機的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用方法，并提高單片機知識技術(shù)的運用能力。 第 1 章 LED 顯示屏的介紹 LED 顯示屏的發(fā)展背景及國內(nèi)外 研究現(xiàn)狀 在大型商場、車站、碼頭、地鐵站以及各類辦事窗口等越來越多的場所需要用 LED 點陣顯示圖形和漢字。 LED 行業(yè)已成為一個快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，市場空間巨大，前景廣闊。隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展， LED 顯示作為信息傳播的一種重要手段，已廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外需要進(jìn)行服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)宗旨宣傳的公眾場所，例如戶內(nèi)外公共場所廣告宣傳、機場車站旅客引導(dǎo)信息、公交車輛報站系 統(tǒng)、證券與銀行信息顯示、餐館報價信息豆示、高速公路可變情報板、體育場館比賽轉(zhuǎn)播、樓宇燈飾、交通信號燈、景觀照明等。顯然， LED顯示已成為城市亮化、現(xiàn)代化和信息化社會的一個重要標(biāo)志。 LED 點陣設(shè)計主要應(yīng)用于顯示屏，它是利用發(fā)光二極管點陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。由于它具有發(fā)光效率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對室內(nèi)室外環(huán)境適應(yīng)能力強等優(yōu)點。 1970 年代最早的 GaP、 GaAsP 同質(zhì)結(jié)紅、黃、綠色低發(fā)光效率的 LED已開始應(yīng)用于指示燈、數(shù)字和文字顯示。從此 LED 開始進(jìn)入多種應(yīng)用領(lǐng)域，包括宇航、飛機、汽車、工業(yè)應(yīng)用、通信、消費類產(chǎn)品等，遍及國民經(jīng)濟各部門和千家萬戶。到 1996 年 LED 在全世界的銷售額已達(dá)到幾十億美元。盡管多年以來 LED 一直受到顏色和發(fā)光效率的限制，但由于 GaP 和 GaAsP LED 具有長壽命、高可靠性 ,工作電流小、可與 TTL、 CMOS 數(shù)字電路兼容等許多優(yōu)點因而卻一直受到使用者的青瞇。最近十年，高亮度化、全色化 問題 一直是 LED材料和器件工藝技術(shù)研究的前沿課題。超高亮度 (UHB)是指發(fā)光強度達(dá)到或超過 100mcd的 LED，又稱坎德拉 (cd)級 LED。高亮度 A1GaInP 和 InGaN LED的研制進(jìn)展十分迅速，現(xiàn)已達(dá)到常規(guī)材料GaA1As、 GaAsP、 GaP 不可能達(dá)到的性能水平。 1991 年日本東芝公司和美國 HP公司研制成 InGaA1P 620nm 橙色超高亮度 LED， 1992 年 InGaA1p590nm 黃色超高亮度 LED 實用化。同年，東芝公司研制 InGaA1P 573nm 黃綠色超高亮度 LED，法向光強達(dá) 2cd。 1994 年日本日亞公司研制成 InGaN 450nm 藍(lán) (綠 )色超高亮度 LED。至此，彩色顯示所需的三基色紅、綠、藍(lán)以及橙、黃多種顏色的 LED都達(dá)到了坎德拉級的發(fā)光強度，實現(xiàn)了超高亮度化、全色 化，使發(fā)光管的戶外全色顯示成為 現(xiàn)實。我國發(fā)展 LED 起步于七十年代，產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)于八十年代。全國約有 100 多家企業(yè)， 95%的廠家都從事后道封裝生產(chǎn)，所需管芯幾乎全部從國外進(jìn)口。通過幾個 “ 五年計劃 ” 的技術(shù)改造、技術(shù)攻關(guān)、引進(jìn)國外先進(jìn)設(shè)備和部分關(guān)鍵技術(shù)，使我國 LED 的生產(chǎn)技術(shù)已向前跨進(jìn)了一步。 LED 顯示屏的分類 類 單基色顯示屏 :單一顏色（紅色或綠色）。 雙基色顯示屏：紅和綠雙基色， 256 級灰度、可以顯示 65536 種顏色。 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。 LED 數(shù)碼顯示屏：顯示器件為 7 段碼數(shù)碼管，適于制作時鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。 LED 點陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。 LED 視頻顯示屏：顯示器件是由許多發(fā)光二極管組成，可以顯示視頻、動畫等各種視頻文件。 室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點較小，一般 Φ3mm Φ8mm ，顯示面積一般幾至十幾平方米。 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。 室內(nèi)屏： Φ3mm 、 、 Φ5mm 。 室外屏： Φ10mm 、 Φ12mm 、 Φ16mm 、 Φ19mm 、 Φ20mm 、 Φ21mm 、 Φ22mm 、 Φ26mm 。 LED 顯示屏的顯示方案 ： 最早的設(shè)計方案，由室內(nèi)偽彩點陣屏發(fā)展而來 。 優(yōu)勢：原材料成本最有優(yōu)勢，且生產(chǎn)加工工藝簡單，質(zhì)量穩(wěn)定。 缺點：色彩一致性差，馬賽克現(xiàn)象較嚴(yán)重，顯示效果較差。 ：為解決點陣屏 的 色彩問題，借鑒戶外顯示屏技術(shù)的一種方案，同時將 戶外的像素復(fù)用技術(shù)（又叫像素共享技術(shù)，虛擬像素技術(shù)）移植到了室 內(nèi)顯示屏。 優(yōu)勢：色彩一致性比點陣模塊方式的好。 缺點：混色效果不佳，視角不大，水平方向左右觀看有色差。加工較復(fù)雜，抗靜電要求高。實際像素分辨率做到 10000 點以上較難。 ： 采用貼片發(fā)光管為顯示元件的方案。 優(yōu)勢：色彩一致性，視角等重要顯示指標(biāo)是現(xiàn)有方案里最好的一種，特別是三合一表貼的混色效果非常好。 缺點：加工工藝麻煩，成本太高。 貼方案：實際上是單燈方案的一種改進(jìn)，現(xiàn)在還在完善之中。 優(yōu)勢：在顯示色彩一致性 ，視角等首要指標(biāo)和 標(biāo)貼方案差別不大了，但成本較低，顯示效果很好 ，分辨率高。 缺點：加工還是較復(fù)雜，抗靜電要求高。 LED 的作用及市場前景 顯示屏的作用 （ 1） 起到商品宣傳，吸引顧客的作用。 （ 2） 起到店面裝飾，提高企業(yè)檔次的作用。 （ 3） 起到照明，標(biāo)新立異的作用。 （ 4） 起到普及知識的作用（可用于播放企業(yè)產(chǎn)品的小信息，相關(guān)行業(yè)的知識等 ） 。 （ 5） 起到公告板的作用（促銷，招聘信息發(fā)布 等 ） 。 （ 6） 起到烘托氣氛的作用。通過顯示屏幕可播放上級領(lǐng)導(dǎo)及各種貴賓蒞臨參觀、指導(dǎo)的歡迎詞，各種重大節(jié)日的慶祝詞等。 不 可否認(rèn)，商家樹立廣告牌的最終目的就是宣傳商品信息，吸引目標(biāo)顧客，盡最大可能地賺取最大的利潤。而 LED 廣告牌正是為了實現(xiàn)這個目的成為企業(yè)宣傳的頭項選擇。 的市場前景 目前由于 LED 顯示屏造價昂貴，主要應(yīng)用于比較高檔的場所，主要集中在城市的繁華場所，作為多媒體廣告的一部分。單雙色 LED 顯示屏主要應(yīng)用于交通 ,高速公路 ,銀行、證券交易等金融場所。隨著 科技的進(jìn)步和 人們生活水平的提高， LED 顯示屏將逐漸應(yīng)用于各個行業(yè)。 第 2 章 系統(tǒng)總體分析 設(shè)計目標(biāo)及 采取的方案 設(shè)計目標(biāo) 畢業(yè)設(shè)計是學(xué)生完成本專業(yè)教學(xué)計劃達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，是教學(xué)計劃中綜合性最強的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，它對于培養(yǎng)學(xué)生正確的思想和工作作風(fēng)，提高學(xué)生綜合運用專業(yè)知識和分析解決實際問題的能力，達(dá)到工程技術(shù)人員所必須具備的基本素質(zhì)等方面具有重要的意義。 這次設(shè)計借助單片機 AT89C51 使 LED 顯示屏實現(xiàn)滾動顯示漢字的方法，研究Proteus 軟件在 LED 滾動漢字顯示器和仿真中的應(yīng)用，研究 Keil 軟件編譯調(diào)試程序，并制作出 LED 滾動漢字顯示屏。 本設(shè)計的理論基礎(chǔ)是單片機技術(shù)基礎(chǔ)，微機 原理，模擬電子技術(shù)和數(shù)子電子技術(shù)。比如 AT89C51芯片的一些工作原理是在 MCS— 51的基礎(chǔ)上通過改進(jìn)完成的。8255 芯片的工作方式是在微機原理介紹的。三極管和 74LS154 的工作原理也分別在模擬和數(shù)子電路里介紹過。 通過本設(shè)計不僅把以前學(xué)過的知識重新溫習(xí)，而且在查閱課外資料時還有好多芯片都是以學(xué)過的芯片為基礎(chǔ)，并且在其基礎(chǔ)上改進(jìn)和完善。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我在學(xué)校學(xué)習(xí)的理論知識和實際應(yīng)用有機地結(jié)合起來，同時也能培養(yǎng)我獨立思考、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和鉆研精神，為我將要踏上工作崗位做一次提前的鍛煉。 設(shè)計采取的方案 （ 1） 利用單片機控制技術(shù)控制 LED 的顯示，再結(jié)合單片機的程序作線路布置，即硬件設(shè)計。 （ 2） 行列電路設(shè)計，分析電路圖確定整個系統(tǒng)大概的規(guī)模。 （ 3） 進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過系統(tǒng)分析，確定該系統(tǒng)該具有哪些功能，有哪些模塊，各個模塊之間是怎樣聯(lián)系的，以及怎樣組合的。 （ 4） 確定所需的元器件，然后通過電路圖進(jìn)行連接。 （ 5） 集合程序調(diào)試，調(diào)試整個系統(tǒng)模塊的功能，看各個功能是否能正常運行，并找出程序中的錯誤，改正這些錯誤。 （ 6） 最終能在 LED 電路板上顯示所要的漢字。 工作原理 LED 漢字滾動顯 示屏 設(shè)計與制作是利用單片機 的控制技術(shù)， 通過程序控制LED 的顯示 所要顯示的內(nèi)容。技術(shù)線路為通過程序控制 AT89C51 芯片輸出高低電平，通過高低電平 分別控制 LED 的亮和滅，最終達(dá)到所要顯示的內(nèi)容。 本設(shè)計介紹一種實用的漢字 滾動 顯示屏的制作， 顯示屏通過四塊 8*8LED 點陣屏組合成 16*16LED 顯示屏，通過程序控制所要顯示的漢字， 實際使用時可根據(jù) 需要顯示的漢字改寫程序 。 漢字顯示通過行掃描和列掃描， 把行列總線接在單片機的 I/O口，然后把掃描代碼送 入 總線