【正文】 基于單片機1664點陣設(shè)計畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 1 課題研究背景 1 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 論文主要內(nèi)容 2第二章 方案論證與選擇 4 系統(tǒng)硬件方案 4 顯示屏主控制器 4 通信系統(tǒng) 5 硬件設(shè)計方案 6 系統(tǒng)軟件方案 6 單片機編程語言 7 系統(tǒng)軟件編譯器介紹 8第三章 硬件設(shè)計 9 硬件系統(tǒng)的總體設(shè)計 9 單片機系統(tǒng)設(shè)計 9 STC89S52RC簡介 9 STC89S52RC單片機引腳功能 10 復(fù)位電路設(shè)計 11 時鐘電路 12 電源電路 12 控制單元設(shè)計 13 驅(qū)動電路設(shè)計 14 列驅(qū)動 14 行驅(qū)動 17 點陣屏分類 18 點陣工作原理 19 系統(tǒng)總電路圖 21第四章 軟件設(shè)計 22 主程序設(shè)計思想及流程圖 22 顯示驅(qū)動程序設(shè)計 23第五章 制作與調(diào)試 26 系統(tǒng)硬件部分調(diào)試 26 短路與虛焊檢測 26 上電測試 26 系統(tǒng)軟件調(diào)試 26 總結(jié) 27參考文獻(xiàn) 29致謝 30 第一章 緒論 課題研究背景LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，顯示屏由幾萬到幾十萬個半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實用階段。LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點。在短短的十來年中，LED點陣顯示屏就以亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定的優(yōu)點迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、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。LED顯示屏的應(yīng)用涉及社會經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括證券交易、金融信息顯示、機場航班動態(tài)信息顯示、港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示、體育場館信息顯示、道路交通信息顯示、調(diào)度指揮中心信息顯示、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、廣告媒體新產(chǎn)品等。 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1. 我國LED產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀經(jīng)歷了多年的發(fā)展,我國LED產(chǎn)業(yè)已從購買芯片、外延片生產(chǎn)應(yīng)用產(chǎn)品，逐步發(fā)展到自主生產(chǎn)外延片和芯片的階段，并且已具備一定技術(shù)和產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。初步形成從外延片生產(chǎn)、芯片制備到器件封裝、集成應(yīng)用等比較完整的產(chǎn)業(yè)鏈。我國上游產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，一是參與單位多，主要單位有中科院半導(dǎo)體所、中科院物理所、電子工業(yè)集團(tuán)第十三電子研究所、北京大學(xué)、清華大學(xué)、南昌大學(xué)和一些企業(yè)；但是這些參與單位都想建立自己產(chǎn)能，起始階段產(chǎn)能都不大，整個產(chǎn)業(yè)看起來資源分散，沒有規(guī)模；而且科研院所都想建立自己的產(chǎn)能，在技術(shù)輸出上排外，而實際上各科研單位某一時間突破的可能僅是產(chǎn)業(yè)技術(shù)鏈的某一環(huán)節(jié)，整體上產(chǎn)業(yè)化條件還不具備，這樣雖然每年看起來各個方面的技術(shù)都在突破，但產(chǎn)業(yè)化效率非常低；二是與國際先進(jìn)水平比較,整體上一般芯片的亮度、發(fā)光效率、抗靜電能力、抗漏電能力以及品質(zhì)控制水平與國際廠家仍有差距。三是能滿足市場需要且規(guī)?；a(chǎn)的企業(yè)少，封裝所需芯片尤其高檔芯片主要靠進(jìn)口。值得一提的是經(jīng)過多年的發(fā)展，我國LED顯示屏廠商已經(jīng)具有了很強的實力，雖然擁有DAK、Lighthouse、Darco等知名顯示屏廠商的競爭，但國內(nèi)LED顯示屏廠商還是占據(jù)了國內(nèi)市場的大部分份額，國內(nèi)已經(jīng)涌現(xiàn)了一批如上海三思、北京利亞德、西安青松等優(yōu)秀企業(yè)，國內(nèi)顯示屏市場吸收了很大一部分芯片產(chǎn)能，對促進(jìn)國內(nèi)上中游發(fā)展壯大起了重要作用。國內(nèi)生產(chǎn)的顯示屏、景觀照明燈具等LED應(yīng)用產(chǎn)品已經(jīng)出口到美國、歐盟等國家和地區(qū)。2. LED顯示屏的發(fā)展前景從LED產(chǎn)業(yè)全球分工來看，在LED上游外延片、芯片生產(chǎn)上，美國、日本、歐盟仍擁有巨大的技術(shù)優(yōu)勢，中國臺灣已經(jīng)成為全球重要的LED生產(chǎn)基地。目前全球形成了以日、美、德為產(chǎn)業(yè)龍頭，中國臺灣、韓國緊跟其后，中國大陸、馬來西亞等國家和地區(qū)積極跟進(jìn)的梯隊分布。雖然中國在LED外延片、芯片的生產(chǎn)技術(shù)上距離國際先進(jìn)水平還有一定的差距，但是國內(nèi)龐大的應(yīng)用需求給LED下游廠商帶來巨大的發(fā)展機會，這為我國LED產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了良好的機遇。現(xiàn)代信息社會中，作為人機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)是平板顯示的時代，LED顯示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。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、基礎(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。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顯示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顯示屏的廣泛應(yīng)用會是LED顯示屏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個新的增長點。未來LED顯示屏?xí)蛑鴺?biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化的方向發(fā)展。3. 選題意義該設(shè)計課題使我們能夠掌握LED顯示屏的基本顯示原理和設(shè)計方法，對LED顯示屏這個行業(yè)有了較為深刻的了解和認(rèn)識。并且對大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的一些理論進(jìn)行了實踐，使我們對所學(xué)過的理論知識有了新的認(rèn)識。并且通過該設(shè)計課題掌握了51單片機的的軟硬件開發(fā)工具的使用方法，為以后從事相關(guān)行業(yè)的工作積累了實際工作經(jīng)驗。目前我國的信息行業(yè)發(fā)展迅速，作為主要平面顯示媒介的LED顯示屏的作用也越練越廣泛，相關(guān)的從業(yè)人員也會越來越緊缺。但同時應(yīng)該清楚的認(rèn)識到我國的LED技術(shù)雖然發(fā)展迅速但和世界先進(jìn)水平還有一定的差距。因此此課題不論是對自己的就業(yè)還是對我國LED顯示技術(shù)的發(fā)展都有非?，F(xiàn)實與積極的意義。 論文主要內(nèi)容針對設(shè)計題目的特點，作者對論文的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)將做如下安排：1. 初步方案的論證和選擇搜集題目的有關(guān)資料，并參照目前通用的設(shè)計思想和設(shè)計方法擬定幾套設(shè)計方案進(jìn)行分析比較。最終選定了以單片機為核心控制器件，外加行驅(qū)動電路和列驅(qū)動電路的設(shè)計方案。2. 方案實現(xiàn)以設(shè)計方案為指導(dǎo)思想選擇合適的器件來實現(xiàn)這一思想，選擇器件時要從功能和電氣特性兩方面來選擇和論證。經(jīng)過對比選擇選定STC89S52RC單片機為核心控制器件，由74LS138為行驅(qū)動電路器件，74HC595為列驅(qū)動電路器件。論文列出了詳細(xì)的器件參數(shù)和在系統(tǒng)中的連接使用方法。3. 軟件編寫 根據(jù)硬件特點和設(shè)計要求，軟件選用C語言編寫。程序按功能分為靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示等幾個功能上相對獨立的模塊。然后按照所劃分的模塊逐個編寫和調(diào)試，最后將獨立的模塊整合起來。4. 結(jié)論設(shè)計完成后對設(shè)計中所遇到的問題、經(jīng)驗教訓(xùn)、以及自己的想法進(jìn)行總結(jié)。第二章 方案論證與選擇 系統(tǒng)硬件方案大多數(shù)的LED顯示屏都在戶外，所以對硬件的質(zhì)量要求非常的高。為方便檢修和維護(hù)硬件電路設(shè)計時常常采用模塊化的設(shè)計方法。硬件的設(shè)計采用模塊化設(shè)計，既要滿足模塊本身功能又要能夠和整個系統(tǒng)兼容。如圖21所示，根據(jù)顯示系統(tǒng)的功能特點確定系統(tǒng)硬件由顯示屏部分，控制部分，通信系統(tǒng)三部分組成。單片機通過通信部分發(fā)送控制指令和顯示內(nèi)容代碼，執(zhí)行顯示指令并將顯示代碼處理后控制顯示部分的顯示內(nèi)容和顯示方式。 通信部分控制部分顯示部分圖21 系統(tǒng)硬件組成框圖 顯示屏主控制器控制部分是整個系統(tǒng)的核心部分，其功能為發(fā)送數(shù)據(jù)和控制指令處理后控制顯示部分顯示內(nèi)容。其常用的電子設(shè)計方法有單片機、DSP、及EDA技術(shù)。幾種設(shè)計方法比較各有其特點：1. 單片機單片機是集成了CPU，ROM，RAM和I/ O口的微型計算機。它有很強的接口性能，非常適合于工業(yè)控制，因此又叫微控制器(MCU)。單片機品種齊全,型號多樣 CPU 從8，16，32到64位，多采用RISC 技術(shù)，片上I/O非常豐富，有的單片機集成有A/ D，“ 看門狗”，PWM，顯示驅(qū)動，函數(shù)發(fā)生器，鍵盤控制等。它們的價格也高低不等，這樣極大地滿足了開發(fā)者的選擇自由。除此之外單片機還具有低電壓和低功耗的特點。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，NMOS工藝單片機被CMOS代替，并開始向HMOS 過渡。供電電壓