【正文】 電子系統(tǒng)項目設計總結報告 題 目： 基于 LED 點陣顯示屏的廣告墻設計 學 院： 物理與電子工程學院 專 業(yè)： 電子信息工程 組員 姓名： 孟昭陽 馬金龍 任柄坤 董君瑀 班 級 ： 20xx 級電子二班 指導教師： 梁西銀 宋海聲 目 錄 第一章 摘要 ................................................................................................................... 1 第二章 系統(tǒng)方案論證 ..................................................................................................... 2 2． 1 需要實現(xiàn)的功能 .............................................................................................. 2 2． 2 LED 顯示特點 ................................................................................................ 2 2． 3 設 計方案論證 ................................................................................................. 3 2． 3． 1 顯示模式方案 ..................................................................................... 3 2． 3． 2 數(shù)據(jù)傳輸方案 ..................................................................................... 4 第三章 關鍵電路設計 ..................................................................................................... 5 3． 1 電源設計 ........................................................................................................ 5 3． 2 單片機系統(tǒng)及外圍電路 ................................................................................... 6 3． 2． 1 單片機的選擇 ..................................................................................... 6 3． 2． 2 AT89C51 芯片介紹 ............................................................................. 6 3． 2． 3 單片機系統(tǒng)外圍電路 .......................................................................... 9 3． 3 列驅(qū)動電路 ....................................................................................................10 3． 4 行驅(qū)動電路 ....................................................................................................12 3． 4． 1 行驅(qū)動芯片 74HC154 介紹 ................................................................12 3． 4． 2 行驅(qū)動電路 .......................................................................................14 3． 5 LED 顯示屏電路 ............................................................................................15 第四章 軟件流程 ...........................................................................................................18 4． 1 系統(tǒng)主程序 ....................................................................................................18 4． 2 顯示驅(qū)動程序 ................................................................................................19 第五章 系統(tǒng)測試及結果分析 .........................................................................................21 5． 1 軟件調(diào)試 .......................................................................................................21 5． 2 硬件調(diào)試 .......................................................................................................25 5． 3 性能分析 .......................................................................................................25 第六章 理論分析計算 ....................................................................................................26 第七章 系統(tǒng)功能及使用方法 .........................................................................................27 結束語 ............................................................................................................................28 附錄一 實物照片、 電路圖、 PCB圖、元器件清單 .........................................................29 附錄二 系統(tǒng)程序源代碼 ................................................................................................33 附錄三 用戶使用手冊 ....................................................................................................39 參考文獻 .........................................................................................................................40 1 第一章 摘要 本設計是一 1616 點陣 LED 電子顯示 屏的設計。 整機以美國 ATMEL 公司生產(chǎn)的 40 腳單片機 AT89C51 為核心，介紹了以它為控制系統(tǒng)的 LED 點陣電子顯示屏的動態(tài)設計和開發(fā)過程。通過該芯片控制一個行驅(qū)動器 74HC154 和兩個列驅(qū)動器 74HC595 來驅(qū)動顯示屏顯示。該電子顯示屏可以顯示各種文字或單色圖像，全屏能顯示 1 個漢字，采用 16*16 點陣 LED 顯示模塊來組成 1616 點陣顯示模式。顯示采用動態(tài)顯示，使得圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。文中詳細介紹了 LED 點陣顯示的硬件設計思路、硬件電路各個部分的功能及原理、相應軟件的程序設 計，以及使用說明等。 單片機控制系統(tǒng)程序采用 C 語言進行編輯， 通過編程控制各顯示點對應 LED 陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點的亮滅。所顯示字符的點陣數(shù)據(jù)可以自行編寫（即直接點陣畫圖），也可從標準字庫中提取。 LED 顯示以其組構方式靈活、 顯示穩(wěn)定、功耗低、壽命長、 技術成熟、成本低廉等特點在 車站、 證券 所 、運動場館 、交通干道 及各種室內(nèi) /外顯示場合 的信息發(fā)布，公益宣傳，環(huán)境參數(shù)實時，重大活動倒計時等等 得到廣泛的應用。 經(jīng)實踐證明，該系統(tǒng)顯示誤差小，性能穩(wěn)定，結構合理，擴展能力強 。 關鍵詞： AT89C51 單片機； LED； 點陣顯示； 動態(tài)顯示； 匯編語言。 2 第二章 系統(tǒng)方案論證 2． 1 需要實現(xiàn)的功能 設計一個室內(nèi)用 1616 點陣 LED 圖文顯示屏，要求在目測條件下 LED 顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應穩(wěn)定、清晰無串擾。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。 2． 2 LED 顯示特點 LED 發(fā)光燈可以分為單色發(fā)光燈、雙色發(fā)光燈、三色發(fā)光燈、面發(fā)光燈、閃爍發(fā)光燈、電壓型發(fā)光燈等多種類型。按照發(fā)光燈強度又可以分為普通亮度發(fā)光燈、高亮度發(fā)光燈、超 高亮度發(fā)光燈等。這種單個的發(fā)光燈適宜用做指示燈，如電源指示、電路狀態(tài)指示燈，進而對能夠轉(zhuǎn)變成電信號的各種物理量進行指示。也可以用多個 LED 發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進行顯示，如大型劇場會堂的出入口及洗手間的顯示 。 和很多應用術語一樣， LED 圖文顯示屏并沒有一個公認的嚴格的定義，一般把顯示圖形和 /或文字的 LED 顯示屏稱為圖文屏。這里所說的圖形，是指由單一亮度線條組成的任意圖形，以便于不同亮度（灰度）點陣組成的圖像相區(qū)別。圖文顯示屏的主要特征是只控制 LED 點陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制 LED 的發(fā)光 強弱。 LED 圖文顯示屏的外觀可以做成條形，叫做條形圖文顯示屏（簡稱條屏），也可以按一定高度比例做成矩形的平面圖文顯示屏。其實條屏只不過是其寬度遠大于高度的平面顯示屏，在顯示與控制的原理上并無區(qū)別。 從理論上說， 不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個點所在位置相對應的 LED 器件發(fā)光。通常事先把需要顯示的圖形文字轉(zhuǎn)換成點陣圖形， 再 按照顯示控制的要求以一定的格式形成顯示數(shù)據(jù)。對于只控制通斷的圖文顯示屏來說，每個 LED 發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的 1 位（ 1bit），在需要該 LED 器件發(fā)光的數(shù)據(jù)中相 應的位填 1，否則填 0。當然，根據(jù)控制電路的安排，相反的定義同樣 是可行的。這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點填寫顯示數(shù)據(jù)，就可以構成一個顯示數(shù)據(jù)文件。顯示圖形的數(shù)據(jù)文件，其格式相對自由，只要能夠滿足顯示控制的要求即可。文字的點陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計算機通用的字庫字模。組成一個字的點陣，其大小也可以有 161 242 323 4848 等不同規(guī)格。 漢字的點陣結構相應的顯示數(shù)據(jù)是用 16 進制格式以字節(jié)為單位表示的。 用點陣方式構成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任 意組合和變化，只要設計好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿意的顯示效果。因而采用點陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。 點陣顯示方式適應信息變化的優(yōu)點，是以點陣顯示器的價格和其復雜的控制電路為代價的。點陣顯示器在整個顯示單元的所有位置上都布置了 LED 器件，而像數(shù)碼管一類的顯示器件只在需要發(fā)光的七段位置上布置 LED器件，其它位置是空白的。 3 因此，點陣顯示器在相同面積情況下，價格要