【正文】 ，翻譯準(zhǔn)確，文字流暢。 10 合計 100 意見及建議： 評閱人簽名： 2020 年 6 月 X 日 天津 **大學(xué)畢業(yè)論文成績考核表 學(xué)生姓名 學(xué)院名稱 電子與信息工程 學(xué)院 專業(yè)班級 班 題目 基于單片機的 LED 顯示屏系統(tǒng)設(shè)計 1．畢業(yè)設(shè)計（論文）指導(dǎo)教師評語及成績： 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日 2．畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會評語及成績： 答辯主席（或組長）簽字： 年 月 日 3．畢業(yè)設(shè)計（論文）總成績： 給定成績 給定成績 總成績 (a+b+c) 成績： 成績： 摘 要 本文主要闡述了用 51 單片機控制單色 16*64 的 LED 點陣屏顯示的方法，對 LED點陣屏如何進(jìn)行行列信號控制及信號傳輸中的驅(qū)動問題進(jìn)行了研究，并討論了單片機控制系統(tǒng)中關(guān)鍵的數(shù)據(jù)處理以及發(fā)送問題。 關(guān)鍵詞 :LED 點陣屏；單片機； 驅(qū)動；掃描 ABSTRACT This article mainly elaborates the method of using MCU51 to control single color 16*64 LED lattice screen display, and researching how to carry on the ranks signal control and the question of signal actuation with the LED lattice screen, and discusses the essential data processing and the transmission question in the monolithic integrated circuit control system. The result indicates that CPU noncutting time can be reduced greatly by using the allocateduse circuit with parallel data input, serial data and synchronism clock transmission, which has raised the data transmitting speed. This system has given several ways to control lattice screen display via software such as the static state display, divided screen display and left shift display, which has given the concrete analysis of software39。由于 LED 顯示屏相對于傳統(tǒng)的霓虹燈之類的廣告牌有很多方面的優(yōu)勢，所以發(fā)展很快，得到了廣大應(yīng)用廠商的認(rèn)可。其次， LED 顯示屏的像素點是LED 發(fā)光二極管，將多個發(fā)光二極管以大小間距相同的排列形式組合成 LED 顯示陣列，這種顯示屏具有成本低、耗電量低、亮度和清晰度高、壽命長等眾多優(yōu)點，而且 LED 顯示屏不受空間的限制，可以根據(jù)用戶要求設(shè)計屏的大小，需要多大的尺寸就可以做多大的尺寸 .具有全彩色效果，可視角度大，是這個信息時代在傳播介質(zhì)方面劃時代的產(chǎn)物。而在我們中國改革開放 30 年的發(fā)展之后，主要是進(jìn)入上世紀(jì) 90 年代我國的經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，快速的提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下各種商業(yè)信息的傳播在整個市場上有很大需求， LED 顯示屏及時的出現(xiàn)很好的滿足了當(dāng)時社會和市場的需要， LED 顯示屏的研發(fā)與加工技術(shù)水平也得到了相應(yīng)的提高，適用范圍領(lǐng)域也得以擴(kuò)展。 LED 顯示屏發(fā)展的簡要回顧 Led 顯示屏以很高的穩(wěn)定性、超強的環(huán)境適應(yīng)能力、高性能低價格、使用時間長、可視范圍角度大等特點，在為期不長的十幾年時間里，以迅雷不及掩耳之勢發(fā)展成為平面大面積顯示的主流產(chǎn)品之一，在信息顯示傳播，廣告媒體領(lǐng)域得到了廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。 年這 6年之間， LED 顯示屏以高速度、大范圍、多領(lǐng)域的方式就這樣進(jìn)入了九十年代，進(jìn)入了廣發(fā)人民群眾的視野 ，在全球信息化產(chǎn)業(yè)快 速發(fā)展的大背景下，信息技術(shù)在我們生活工作的多個領(lǐng)域不斷發(fā)展創(chuàng)新突破。 年末 至今，是 led 顯示屏產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整相繼完善的時期上世紀(jì)九十年代中期年以來， LED顯示屏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展進(jìn)而產(chǎn)生的內(nèi)部競爭加劇，許多中小企業(yè)也如同雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，這樣就使得相關(guān)產(chǎn)品價格有了大幅度的回落，應(yīng)用的范圍也不斷的擴(kuò)大，這也導(dǎo)致了 LED 相關(guān)產(chǎn)品在質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化等方面的問題，不利于相關(guān)產(chǎn)品的統(tǒng)一及標(biāo)準(zhǔn)化。 我國 LED 顯示屏的發(fā)展現(xiàn)狀 我國 LED 產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了十余年的成長歷程， LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)中，一些支柱型企業(yè)相繼誕生。 04年至 07 年之間，隨著北京奧運會的臨近，各地城區(qū)城市化的步伐也逐漸加快，全國 LED 顯示屏市 場依然活力不減保持著快速增長的趨勢，年平均增長率仍然能夠保持在百分之三十五左右。 LED 顯示屏等產(chǎn)品的性能也不斷提高，三基色全彩色顯示屏的色彩、白平衡等已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)很理想的效果了，能天津 **大學(xué)本科畢業(yè)論文 4 夠全天候在室外環(huán)境下工作，很好的滿足了用戶的相關(guān)需求，因為三基色 led 全彩色顯示屏幕性價比很高，預(yù)測在未來發(fā)展的相當(dāng)長的一段時間內(nèi)，三基色全彩 LED 顯示屏在在室內(nèi)外顯示媒體領(lǐng)域逐漸代替了傳統(tǒng)的燈箱、霓紅燈等產(chǎn)品。 在這個信息化的時代，信息傳遞在生活工作中占據(jù)著愈來愈重要的作用，信息也廣泛存在于生活工作的各個方面， LED 顯示屏幕自然而然的有了很多用武之地。為了節(jié)省單片機的 I\O口 ,利用了以種專門為點陣屏開發(fā)的串行輸入并行輸出的芯 片 SM16126,該芯片可以一個串行口輸入 ,16位并行輸出 ,極大程度的減少了單片機I\O口的使用 ,為其他應(yīng)用的加入提供了條件。即先將編碼信號輸送至列信號端，再掃描相應(yīng)的行。數(shù)據(jù)輸入信號以后再將掃描控制信號輸入，這樣按照預(yù)定的順序進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和掃描即可顯示穩(wěn)定的畫面。我想通過本次設(shè)計所取得成果是巨大的而深遠(yuǎn)的，對以后的工作會有很大的幫助，在完成整個設(shè)計的過程中， 遇到了很多問題，在遇到問題之后利用現(xiàn)有的各種資源通過不同的渠道去解決問題，在這個過程中學(xué)會了解決問題的方法。 本 設(shè)計實現(xiàn)的是 16 64 像素的 LED 點陣屏，要求 LED 顯示屏可以有足夠的亮度，能夠穩(wěn)定的顯示要求的文字圖像等信息，并實現(xiàn)文字圖像等的移動顯示、多種顏色顯示等。軟件部分主要是靜態(tài)顯示、動態(tài)顯示、多種顏色顯示、上移顯示的程序編寫等。每個 4953 可以驅(qū)動兩列數(shù)碼管， 16 行顯示需要 8 個芯片，這 8 個芯片的片選信號則個芯片的片選信號則由74HC138 譯碼器實現(xiàn)。顯示驅(qū)動程序負(fù)責(zé)向點陣屏傳送特定組合的顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號和其它控制信號，配合完成 LED 顯示屏的掃描顯示工作。 天津 **大學(xué)本科畢業(yè)論文 7 第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計 需求分析 本系統(tǒng)名為基于 51單片機的 LED 顯示屏，即用 STC90c516RD+單片機作為主控芯片實現(xiàn) LED 顯示屏信息的顯示。足以滿足大小店鋪的顯示需求。增強了效果。系統(tǒng)的核心部分是 51單片機控制模塊，它負(fù)責(zé)外圍所有器件的控制。即基于 51 單片機的 led顯示系統(tǒng)。 本設(shè)計以 STC90C516RD+作為核心控制單元，實現(xiàn)了 16*64 LED 點陣屏的圖文顯示，在目測條件下 LED 顯示屏各 點亮度均勻、充足，顯示色彩鮮艷，豐富。系統(tǒng)的復(fù)位部分為系統(tǒng)在開機時自動復(fù)位，也可以手動復(fù)位。 本設(shè)計采用的是共陽型的 LED點陣屏。當(dāng)顯示屏的行選信號被選通時，列選端四位數(shù)據(jù)給低電平的發(fā)光二極管就會被點亮。調(diào)用每個元素之后，再將該元素的 8 位編碼數(shù)據(jù)一位一位的送入到 SM16126的輸入寄存器。其中顯示字模數(shù)據(jù)由單片機對字模數(shù)組進(jìn)行讀取，之后發(fā)送到 SM16126 的輸入寄存器中 ，點陣的點亮過程有程序控制，由驅(qū)動電路完成。 顯示屏軟件的主要功能是向顯示屏提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號，使屏幕按設(shè)計的要求顯示。 顯示驅(qū)動程序查詢當(dāng)前燃亮的行號，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位寄存器。 在上移程序中，首先對點陣屏進(jìn)行初始化，防止歷史數(shù)據(jù)的干擾。其方框圖圖 31所示： L E D 顯 示 屏單 片 機 主 控部 分電 源 部 分 圖 31 系統(tǒng)框圖 STC90C51 的硬件結(jié)構(gòu) STC90C51單片機內(nèi)部包括一個 8位 CPU；一個時鐘電路， 4KB程序存儲空間； 128BRAM；兩個 16 位定時 /計數(shù)器； 64KB 擴(kuò)展總線控制電路；四個 8bit 并行 I/O 端口；一個可編程串口； 5 個中斷源，其中包括兩個優(yōu)先級嵌套中斷等模塊。 3 個 16 位定時器 /計數(shù)器，其中定時器 0 還可以當(dāng)成 2 個 8 位定時器使用 4 路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷， Power Down 模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒 （ UART），還可用定時器軟件實現(xiàn)多個 UART ： 075℃ /40+85℃ ： LQFP44,PDIP40， PLCC44。經(jīng)濟(jì)實用性強，在相對領(lǐng)域定會有廣泛的應(yīng)用市場。 PC 機的 232 通訊進(jìn)行控制，單片機為控制對象。 ，它在水文上的應(yīng)用很普及。如水位控制、溫度制，全自動洗衣機等。 。電路如圖 34所示 : 天津 **大學(xué)本科畢業(yè)論文 15 1224MHZXTAL30pFC?Cap Pol230pFC?Cap Pol2GND 圖 34 晶振電路 單片機模塊及其外圍電路 單片機電路作為整個系統(tǒng)的核心控制部分，主要是控制 LED 顯示屏的信息顯示控制和數(shù)據(jù)信息的更新，將數(shù)據(jù)傳至顯示屏，單片機的供電電源采用 5V， 1A的開關(guān)電源，保證單片機的正常工作。按鍵按下時，復(fù)位電路對單片機進(jìn)行復(fù)位， RST高電平有效。 根據(jù)人眼的視覺暫留原理，將每一次數(shù)據(jù)更新掃描的時間控制在 20ms左右就可以看到穩(wěn)定的文字圖像。然后將第二行掃描為低電平延時 2 毫秒左右； 以此類推，掃描完所有行，又從頭開始送。 SM16126 的引腳 SDI是串行數(shù)據(jù)的輸入端。每一顯示行需要的電流是比較大的，要使用行驅(qū)動管，每片 4953 可以驅(qū)動 2 個顯示行 .其內(nèi)部是兩個CMOS 管， 3 腳 VCC， 4 腳控制腳， 2 腳控制 8 腳的輸出， 4 腳控制 6 腳的輸出，只有當(dāng) 4 腳為“ 0”時， 6 才會輸出，否則輸出為高阻狀態(tài) 每一列的數(shù)碼管數(shù)量較多所以列驅(qū)動的設(shè)計要滿足大電流輸出的要求，本設(shè)計應(yīng)用場效應(yīng)管 4953 來驅(qū)動列數(shù)碼管，場效應(yīng)管 4953 可以輸出 安培的電流，足以滿足本設(shè)計的需要。顯示相關(guān)程序負(fù)責(zé)把要顯示信息的編碼數(shù)據(jù)通過相應(yīng)的算法發(fā)送給顯示屏，相應(yīng)的控制信號相應(yīng)的控制信號也會同時發(fā)出，這樣數(shù)據(jù)信號與控制信號一起完成掃描顯示的工作。在掃描過程中要消除切換行時 LED 燈的余輝，即消影處理，這就要輸出列高電平將顯示屏短時間關(guān)閉。 如下是上移顯示的源程序。 move++。k++) { //左 16*16 ColumnScan(zimuo[0][k*2+move*2],0x00,zimuo[0][k*2+move*2])。//下半屏右8 位數(shù)據(jù) //右 16*16 ColumnScan(0x00,0x00,0x00)。 ColumEnable(Enable)。 RowEnable(Disable)。A2=0。A2=0。A2=0。A2=0。A2=1。A2=1。A2=1。A2=1。單片機主控模塊通過 16pin的接口與點陣顯示模塊相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 天津 **大學(xué)本科畢業(yè)論文 27 軟件平臺 STC90C516RD 單片機采用的是 ARM 公司的開發(fā)調(diào)試環(huán)境， keil vision4 集成開發(fā)環(huán)境，它采用創(chuàng)建工程文件的方式來進(jìn)行軟件的開發(fā)調(diào)試和管理。 圖 52 keil 開發(fā)環(huán)境 字模提取 字模的設(shè)計是用的字模提取軟件，該軟件中顯示的字體都是通過專門的漢字提取軟件來實現(xiàn)的。之后對點陣屏進(jìn)行測試。如果單片機能夠正常工作說明單片機晶振工作正常，可以正常起振。本系統(tǒng)實現(xiàn)了文字、簡單圖像的靜態(tài)及動態(tài)顯示功能，通過單片機控制，從而實現(xiàn)顯示的功能 。 天津 **大學(xué)本科畢業(yè)論文 32 參考文獻(xiàn) [1] 關(guān)積珍，陸家和 . LED顯示屏的技術(shù)及其市場和產(chǎn)業(yè)發(fā)展 [J].激光與紅外 . 2020,(6):156161． [2] Beijing STONE I