【正文】 電子系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)計(jì)總結(jié)報(bào)告 題 目： 基于 LED 點(diǎn)陣顯示屏的廣告墻設(shè)計(jì) 學(xué) 院： 物理與電子工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 電子信息工程 組員 姓名： 孟昭陽(yáng) 馬金龍 任柄坤 董君瑀 班 級(jí) ： 20xx 級(jí)電子二班 指導(dǎo)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(shí)現(xiàn)的功能 .............................................................................................. 2 2． 2 LED 顯示特點(diǎn) ................................................................................................ 2 2． 3 設(shè) 計(jì)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(guān)鍵電路設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 5 3． 1 電源設(shè)計(jì) ........................................................................................................ 5 3． 2 單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路 ................................................................................... 6 3． 2． 1 單片機(jī)的選擇 ..................................................................................... 6 3． 2． 2 AT89C51 芯片介紹 ............................................................................. 6 3． 2． 3 單片機(jī)系統(tǒng)外圍電路 .......................................................................... 9 3． 3 列驅(qū)動(dòng)電路 ....................................................................................................10 3． 4 行驅(qū)動(dòng)電路 ....................................................................................................12 3． 4． 1 行驅(qū)動(dòng)芯片 74HC154 介紹 ................................................................12 3． 4． 2 行驅(qū)動(dòng)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(dòng)程序 ................................................................................................19 第五章 系統(tǒng)測(cè)試及結(jié)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(jì)算 ....................................................................................................26 第七章 系統(tǒng)功能及使用方法 .........................................................................................27 結(jié)束語(yǔ) ............................................................................................................................28 附錄一 實(shí)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(hù)使用手冊(cè) ....................................................................................................39 參考文獻(xiàn) .........................................................................................................................40 1 第一章 摘要 本設(shè)計(jì)是一 1616 點(diǎn)陣 LED 電子顯示 屏的設(shè)計(jì)。 整機(jī)以美國(guó) ATMEL 公司生產(chǎn)的 40 腳單片機(jī) AT89C51 為核心，介紹了以它為控制系統(tǒng)的 LED 點(diǎn)陣電子顯示屏的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)過(guò)程。通過(guò)該芯片控制一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器 74HC154 和兩個(gè)列驅(qū)動(dòng)器 74HC595 來(lái)驅(qū)動(dòng)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(gè)漢字，采用 16*16 點(diǎn)陣 LED 顯示模塊來(lái)組成 1616 點(diǎn)陣顯示模式。顯示采用動(dòng)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(xì)介紹了 LED 點(diǎn)陣顯示的硬件設(shè)計(jì)思路、硬件電路各個(gè)部分的功能及原理、相應(yīng)軟件的程序設(shè) 計(jì)，以及使用說(shuō)明等。 單片機(jī)控制系統(tǒng)程序采用 C 語(yǔ)言進(jìn)行編輯， 通過(guò)編程控制各顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng) LED 陽(yáng)極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點(diǎn)的亮滅。所顯示字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)可以自行編寫(xiě)（即直接點(diǎn)陣畫(huà)圖），也可從標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)中提取。 LED 顯示以其組構(gòu)方式靈活、 顯示穩(wěn)定、功耗低、壽命長(zhǎng)、 技術(shù)成熟、成本低廉等特點(diǎn)在 車(chē)站、 證券 所 、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館 、交通干道 及各種室內(nèi) /外顯示場(chǎng)合 的信息發(fā)布，公益宣傳，環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)，重大活動(dòng)倒計(jì)時(shí)等等 得到廣泛的應(yīng)用。 經(jīng)實(shí)踐證明，該系統(tǒng)顯示誤差小，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)合理，擴(kuò)展能力強(qiáng) 。 關(guān)鍵詞： AT89C51 單片機(jī)； LED； 點(diǎn)陣顯示； 動(dòng)態(tài)顯示； 匯編語(yǔ)言。 2 第二章 系統(tǒng)方案論證 2． 1 需要實(shí)現(xiàn)的功能 設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)用 1616 點(diǎn)陣 LED 圖文顯示屏，要求在目測(cè)條件下 LED 顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。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(diǎn) 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(lèi)型。按照發(fā)光燈強(qiáng)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(gè)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(jìn)而對(duì)能夠轉(zhuǎn)變成電信號(hào)的各種物理量進(jìn)行指示。也可以用多個(gè) LED 發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進(jìn)行顯示，如大型劇場(chǎng)會(huì)堂的出入口及洗手間的顯示 。 和很多應(yīng)用術(shù)語(yǔ)一樣， LED 圖文顯示屏并沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的嚴(yán)格的定義，一般把顯示圖形和 /或文字的 LED 顯示屏稱(chēng)為圖文屏。這里所說(shuō)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(diǎn)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(diǎn)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(qiáng)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(jiǎn)稱(chēng)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(shí)條屏只不過(guò)是其寬度遠(yuǎn)大于高度的平面顯示屏，在顯示與控制的原理上并無(wú)區(qū)別。 從理論上說(shuō)， 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(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)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(diǎn)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(duì)于只控制通斷的圖文顯示屏來(lái)說(shuō)，每個(gè) 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(yīng)的位填 1，否則填 0。當(dāng)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(diǎn)填寫(xiě)顯示數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個(gè)顯示數(shù)據(jù)文件。顯示圖形的數(shù)據(jù)文件，其格式相對(duì)自由，只要能夠滿足顯示控制的要求即可。文字的點(diǎn)陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計(jì)算機(jī)通用的字庫(kù)字模。組成一個(gè)字的點(diǎn)陣，其大小也可以有 161 242 323 4848 等不同規(guī)格。 漢字的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)相應(yīng)的顯示數(shù)據(jù)是用 16 進(jìn)制格式以字節(jié)為單位表示的。 用點(diǎn)陣方式構(gòu)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(shè)計(jì)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(diǎn)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(diǎn)陣顯示方式適應(yīng)信息變化的優(yōu)點(diǎn)，是以點(diǎn)陣顯示器的價(jià)格和其復(fù)雜的控制電路為代價(jià)的。點(diǎn)陣顯示器在整個(gè)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(lèi)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(diǎn)陣顯示器在相同面積情況下，價(jià)格要