【正文】 .......................................................... 25 Protel DXP20xx ....................................................................................... 25 結 論 .............................................................. 29 參考文獻 .............................................................. 30 致 謝 .............................................................. 31 附錄一： 程序 ......................................................... 32 附錄二： 整體電路圖 ................................................... 36 附錄三：英文資料及中文翻譯 ............................................ 37 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 1 1 緒論 近年來 LED 顯示屏市場得到了迅猛的發(fā)展，已經(jīng)廣泛應用到銀行、郵電、稅務、機場、車站、證券市場及其它交易市場、醫(yī)院、電力、海關、體育場等多種需要進行公告、宣傳的場合。 目前 LED 顯示屏作為信息傳播的一種重要手段，已經(jīng)成為城市信息現(xiàn)代化建設的標志。隨著社會經(jīng)濟的不斷進步，以及 LED 顯示技術的不斷完善，人們對 LED 顯示屏的認識將會越來越深入，其應用領域將會越來越廣。 課題背景 課題在國內(nèi)發(fā)展狀況 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。由于它具有發(fā)光率高、使用壽命長、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對室內(nèi)外環(huán)境適應能力強等優(yōu)點，自 20 世紀 80 年代后期開始，隨著 LED 制造技術的不斷完善，在國 內(nèi) 外得到了廣泛的應用。在我國改革開放之后，特別是進入 90 年代國民經(jīng)濟高速增長，對公眾場合發(fā)布信息的需求日益強烈， LED 顯示屏的出現(xiàn)正好適應了這一市場形勢，因而在 LED 顯示屏的設計制造技術與應用水平上都得到了迅速的提高。 LED 顯示屏的發(fā)展 LED 顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色圖文顯示屏，到圖象顯示屏，一直到今天的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過程。無論 在期間的性能（提高亮度 LED 顯示器及藍色發(fā)光燈等）和系統(tǒng)的組成（計算機化的全動態(tài)顯示系統(tǒng)）等方面都取得了長足的進步。目前已經(jīng)達到的超高亮度全彩色視頻顯示的水平，可以說能夠滿足各種應用條件的要求。其應用領域已經(jīng)遍及交通、證券、電信、廣告、宣傳等各個方面。我國 LED 顯示屏的發(fā)展可以說基本上與世界水平同步，至今已經(jīng)形成了一個具有相當發(fā)展?jié)摿Φ漠a(chǎn)業(yè)。 單片機的應用 科技的進步需要技術不斷地提升。一塊大而復雜的模擬電路花費了大量的精力，而且繁多的元器件也增加了成本 。而現(xiàn)在，只需要一塊幾厘米見方的單片機，寫入簡單的程 序，就可以使以前的電路簡單很多。 單片機的出現(xiàn)讓我們對一系列產(chǎn)品的天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 2 控制實現(xiàn)了智能化，在單片機外圍接一點簡單的電路，核心部分有人為地寫入程序來完成。這樣產(chǎn)品的體積變小了，成本降低了，長期使用也不用擔心精度達不到了。因此，以單片機為核心的電子產(chǎn)品不僅在現(xiàn)在有著非凡的影響力，更在未來生活中被更多的人接受。 本設計采用的 AT89S52 單片機是 ATMEL 公司最近新推出的高檔型 AT89S 系列單片機中的增強型產(chǎn)品。 課題內(nèi)容 本設計主要研究了 LED 顯示屏顯示漢字系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)。主要方法為：以單片機 AT89S52 控制顯示 屏顯示的內(nèi)容及顯示狀態(tài)，這是電路的核心部分。在這一過程中，需要用到字模提取軟件。對于外圍電路，由 74HC154 實現(xiàn)列掃描， 74HC164實現(xiàn)行掃描，共同組成電路的驅動模塊。另外加入了一個小小的音樂芯片，即在實現(xiàn)顯示漢字的同時會有音樂，增強了該設計的色彩。 課題意義 LED 點陣顯示器具有亮度高、發(fā)光均勻、可靠性好、接線簡單、拼裝方便等優(yōu)點，能構成各種尺寸的顯示屏。而在當今時代背景的影響下， LED 顯示屏的研究意義也尤為明顯：一是節(jié)能（直接功耗，間接耗能），二是基本無電離輻射，三是提高空間利用率?，F(xiàn)代社會智能化日 漸普遍，使用單片機實現(xiàn)對電路的控制是時代的要求。因此基于單片機的 LED 點陣系統(tǒng)不僅在當代社會有著非常大的用途，其應用前景也十分廣闊。目前， LED 正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性、可靠性、全色化方向發(fā)展。 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 3 2 LED 顯示屏系統(tǒng)原理 本設計的研究方向即為 LED 顯示屏，因此，首先介紹一下 LED 顯示屏的系統(tǒng)原理。 LED 顯示屏簡介 LED 是發(fā)光二極管 Light Emitting Diode 的英文縮寫。 LED 顯示屏是由發(fā)光二極管排列組成的一顯示器件。它采用低電壓掃描驅動，具有如下優(yōu)點 ： 耗電省、 使用壽命長、 成本低、 亮度高、 視角大、 可視距離遠、 規(guī)格品種多。 LED 顯示產(chǎn)品系列 A、單色、彩色條形顯示屏、 B、計算機控制數(shù)碼顯示屏、C、單色圖文顯示屏、 D、三色（紅、綠、黃）圖文顯示屏、 E、點陣和數(shù)碼混合顯示屏（證券屏）、 F、雙基色（紅、綠）多媒體視頻同步顯示屏、 G、三基色（紅、綠、藍）多媒體視頻同步顯示屏 LED 顯示屏的分類 按顏色基色可以分為 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。 按顯示器件分類 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。 按使用場合分類 室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點較小，一般 Φ3mmΦ8mm，顯示面積一般幾至十幾平方米。 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 4 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、防雨、防水功能。 按發(fā)光點直徑分類 室內(nèi)屏： Φ3mm、 、 Φ5mm、 室外屏： Φ10mm、 Φ12mm、 Φ16mm、 Φ19mm、 Φ20mm、 Φ21mm、 Φ22mm、Φ26mm 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、藍發(fā)光二極管封在一個塑料筒內(nèi)共同發(fā) 、橫向滾動、垂直滾動和翻頁顯示等。單塊模塊控制驅動12 塊（最多可控制 24 塊） 8X8 點陣，共 16X48 點陣（或 32X48 點陣） ，是單塊 MAX7219（或 PS721 HD727 ZLG7289 及 8279 等類似 LED顯示驅動模塊）的 12 倍（或 24 倍）！可采用 “級聯(lián) ”的方式組成任意點陣大顯示屏。顯示效果好，功耗小，且比采用 MAX7219 電路的成本更低。 LED 顯示屏技術特點 LED 顯示屏技術特點 A、效果卓越：采用動態(tài)掃描技術，畫面穩(wěn)定，無雜點，圖像效果清晰，動畫效果生動，多樣；視頻效果流暢； B、內(nèi)容豐富：可顯示文字、圖表、圖像、動畫、視頻信息； C、方式靈活：可由用戶任意編排顯示模式； D、質(zhì)量保證：采用進口發(fā)光材料、高品質(zhì) IC 芯 片、無噪聲大功率電源；E、信息量大：顯示的信息不受限制； F、維修方便：模塊化設計，安裝，維護方便； 點陣 LED 掃描方法介紹 點陣 LED 一般采用掃描式顯示，實際運用分為三種方式： （ 1） 點掃描； （ 2） 行掃描； （ 3） 列掃描。 若使用第一種方式，其掃描頻率必須大于 16 64=1024Hz，周期小于 1ms 即 可。若使用第二和第三種方式，則頻率必須大于 16 8=128Hz，周期小于 即可符合視覺暫留要求。此外一次驅動一列或一行（ 8顆 LED）時需外加驅動電路提高電 流，否則 LED 亮度會不足。 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 5 點陣屏原理 點陣內(nèi)部結構及外形如下， 8X8 點陣共由 64 個發(fā)光二極管組成，且每個發(fā)光二極管是放置在行線和列線的交叉點上，當對應的某一行置 1 電平，某一列置0 電平，則相應的二極管就亮；如要將第一個點點亮，則 9 腳接高電平 13 腳接低電平，則第一個點就亮了；如果要將第一行點亮，則第 9 腳要接高電平，而（ 1 1 1 16）這些引腳接低電平，那么第一行就會點亮；如要將第一列點亮，則第 13 腳接低電平，而（ 1 1 5）接高電平，那么第一列就會點亮。 一 般我們使用點陣顯示漢字是用的 16*16 的點陣宋體字庫，所謂 16*16，是每一個漢字在縱、橫各 16 點的區(qū)域內(nèi)顯示的。也就是說得用四個 8*8 點陣組合成一個 16*16 的點陣。要顯示“你”則相應的點就要點亮，由于我們的點陣在列線上是低電平有效，而在行線上是高電平有效，所以要顯示“你”字的話，它的位代碼信息要取反，即所有列（ 13~16 腳）送 (1111011101111111， 0xF7， 0x7F)，而第一行（ 9 腳）送 1 信號，然后第一行送 0。再送第二行要顯示的數(shù)據(jù)（ 13~16腳）送 (1111011101111111， 0xF7， 0x7F)，而第二行（ 14 腳）送 1 信號。依此類推，只要每行數(shù)據(jù)顯示時間間隔夠短，利用人眼的視覺暫停作用，這樣送 16 次數(shù)據(jù)掃描完 16 行后就會看到一個“你”字；第二種送數(shù)據(jù)的方法是字模信號送到行線上再掃描列線也是同樣的道理。同樣以“你”字來說明， 16 行（ 1 1 5）上送（ 0000000000000000， 0x00， 0x00）而第一列（ 13 腳）送、“ 0”。同理掃描第二列。當行線上送了 16 次數(shù)據(jù)而列線掃描了 16 次后一個“你”字也就顯示出來了。 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設計 6 LED LED LED LED LED LED LED LEDLED LED LED LED LED LED LED LEDLED LED LED LED LED LED LED LEDLED LED LED LED LED LED LED LEDLED LED LED LED LED LED LED LEDLED LED LED LED LED LED LED LEDLED LED LED LED LED LED LED LEDLED LED LED LED LED LED LED LEDX0(A) X1(B) X2(C) X3(D) X4(E) X5(F) X6(G) X7(H)Y0(7)Y1(6)Y2(5)Y3(4)Y4(3)Y5(2)Y6(1)Y7(0)8*8 點陣 LED 等效電路 0 12345 6AGF7 BHEDC8*8 點陣焊接面引腳8*8 點陣 LED 外觀及引腳 圖 21 8*8 點陣的等效電路、外觀及引腳 天津工程師范學院 20xx 屆本科生畢業(yè)設 計 7 3 單片機 AT89S52 介紹 科技的進步需要技術不斷的提升。一塊大而復雜的模 擬電路花費了巨大的精力，繁多的元器件增加了 成本 [1]。而現(xiàn)在，只需要一塊幾厘米見方的單片機，寫入簡單 的程序，就可以使 以前的電路簡單很多。 單片機 AT89S52 是本設計的核心部分，控制著點陣顯示屏的具體顯示內(nèi)容 [2]。 單片機的介紹 單片機簡介 單片機又稱單片微控制器 ,它不是完成某一個邏輯功能的芯片 ,而是把一個計算機系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講：一塊芯片就成了一臺計算機。它的 體積小、質(zhì)量輕、價格便宜、為學習、應用和開發(fā)提供了便利條件。同時，學習使用單片機是了解計算機原理與結構的最佳選擇 [3]。 單片機內(nèi)部也用和電腦功能類似的模塊，比如 CPU，內(nèi)存，并行總線，還有和硬盤作用相同的存儲器件，不同的是它的這些部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，一般不超過 10 元即可 。 用它來做一些控制電器一類不是很復雜的工作足矣了。我們現(xiàn)在用的全自動滾筒洗衣機、排煙罩、 VCD 等等的家電里面都可以看到它的身影 它主要是作為控制部分的核心部件。它是一種在線式實時控制計算機，在線式就是現(xiàn)場控制 ，