【正文】 ，選擇器件時(shí)要從功能和電氣特性兩方面來選擇和論證。但同時(shí)應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)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。 （ 3）選題意義 該設(shè)計(jì)課題使我們能夠掌握 LED 顯示屏的基本顯示原理和設(shè)計(jì)方法，對(duì)LED 顯示屏這個(gè)行業(yè)有了較為深刻的了解和認(rèn)識(shí)。這一階段， LED 顯示屏在我國發(fā)展速度非常迅速，從初期的幾空企業(yè)、年產(chǎn)值幾千萬元發(fā)展到幾十家企業(yè)、年產(chǎn)值幾億元，特別是 1993 年證券股票業(yè)的發(fā)展更引發(fā)了 LED 顯示屏市場的大幅增長。這一時(shí)期的 LED 顯示屏在國外應(yīng)用較廣，國內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，控制方式為通訊控制，灰度等級(jí)為單點(diǎn) 4 級(jí)調(diào)灰，產(chǎn)品的成本比較高。 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)形成了一批 LED 顯示屏科技隊(duì)伍，在全國 LED 顯示屏行業(yè)的從業(yè)人數(shù)6000 人中，科技人員有 2800 多人，將近 50%。全國從事LED 顯示屏的各類企業(yè) 有 100 余家，從業(yè)人員近 6000 人，行業(yè)年度銷售總額近8 億元人民幣， 1996 年、 1997 年的增長速度均保持 40%左右， 1998 年略有回落。（ 7）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。（ 3）港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。 在短短的十來年中， LED 點(diǎn)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(diǎn) 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。利用不同的材料可以制造不同色彩的 LED 像素點(diǎn)。 42 附錄 1 系統(tǒng)硬件原理圖 40 參考文獻(xiàn) 34 串口調(diào)試 33 短路與虛焊檢測 33 系統(tǒng)硬件部分調(diào)試方法 29 通信程序的設(shè)計(jì) 27 LED 顯示屏的顯示方式 26 程序設(shè)計(jì) 21 通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 19 串并轉(zhuǎn)換器 74LS164 17 譯碼電路設(shè)計(jì) 13 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 10 硬件設(shè)計(jì)方案 關(guān)鍵詞： AT89S51 LED 點(diǎn)陣 單片機(jī) 串口通信 Led dot matrix display based on single chip design Tan Jinbiao 20xx Computer Science and Technology Major,Department of Mathematics and Computer Science, Sanming University Abstract： In this information society, people surge in demand for information munication, dot matrix LED display has bee an important media. Financial securities, sports venues, transportation, advertising, post and telemunications fields of telemunications and school education have been widely used. Therefore, the dot matrix LED display R amp。點(diǎn)陣式 LED 顯示屏的顯示效果、功率環(huán)保也不斷優(yōu)化。 學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）鑒定表 題 目 基于單片機(jī)的 LED 點(diǎn)陣電子顯示屏設(shè)計(jì) 姓 名 王曉南 學(xué)號(hào) 20xx540330125 系 部 電子信息工程系 專 業(yè) 電子與信息工程技術(shù) 指導(dǎo)教師 彭高豐 職稱 副教授 20xx 年 11 月 18 日 長沙師范學(xué)院教務(wù)處制 基于 51 單片機(jī)的 LED 點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) 摘要： 在這個(gè)信息化社會(huì)中，人們對(duì)信息的傳達(dá)需求激增，點(diǎn)陣式 LED 顯示屏成為重要的傳播媒體。點(diǎn)陣式 LED 屏具有較大的信息顯示量、壽命長、功耗小、重量輕、空間尺寸小及造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。 D, design, production for the rapid development and bee the industry. LED dot matrix display screen, green power has also been optimized. LED dot matrix display screen with a large amount of information, long life, low power consumption, light weight, small size and cost of space is low. The design of the control by using the MCU core, design a dot matrix LED display. Meanwhile, the use of puter PC VB, dotmatrix display through the serial port munication on the information updated to reflect the speed control. Key words： AT89S51 LED dot matrix SCM Serial munication 目 錄 第 1 章 緒 論 5 論文主要內(nèi)容 8 顯示屏主控制器 9 LED 點(diǎn)陣顯示屏 15 硬件整體設(shè)計(jì)概述及功能分析 16 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 19 鎖存器 74L373 20 列驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) 23 級(jí)連大屏幕 LED 顯示屏 27 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表達(dá)方式 28 顯示程序的設(shè)計(jì) 30 第 5 章 系統(tǒng)調(diào)試 34 系統(tǒng)軟件調(diào)試方法 38 致謝 目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。 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 。（ 4）體育場館信息顯示。（ 8）廣告媒體新產(chǎn)品等。在國內(nèi)市場上，國產(chǎn) LED 顯示屏的市場占有率近 100%，國外同類產(chǎn)品基本沒有市場，四十三屆世乒賽主會(huì)場天津體育中心、京九鐵路、北京西客站、首都機(jī)場、浦東機(jī)場等，均由國內(nèi)代表企業(yè)中標(biāo)。 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)正成為我國電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是平板顯示領(lǐng)域唯一立足國內(nèi)形成的民族高科技產(chǎn)業(yè)。 年，這一階段是 LED 顯示屏迅速發(fā)展的時(shí)期。 LED 顯示在平板顯示領(lǐng)域的主流產(chǎn)品局面基本形成， LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)成為新興的高科技產(chǎn)業(yè)。并且對(duì)大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的一些理論進(jìn)行了實(shí)踐，使我們對(duì)所學(xué)過的理論知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)。因此此課題不論是對(duì)自己的就業(yè)還是對(duì)我國 LED 顯示技術(shù)的發(fā)展都有非常現(xiàn)實(shí)與積極的意義。經(jīng)過對(duì)比選擇選定 AT89S51 單片機(jī)為核心控制器件，由串并轉(zhuǎn)換器 74LS164 和鎖存器 74LS373 為譯碼電路器件，三極管8550 和 ULN2803 為驅(qū)動(dòng)電路器件。然后按照所劃分的模塊逐個(gè)編寫和調(diào)試，最后將獨(dú)立的模塊整合起來。通過分析，查找找出了問題原因并設(shè)法將其解決。硬件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì)，既要滿足模塊本身功能又要能夠和整個(gè)系統(tǒng)兼容。其常用的電子設(shè)計(jì)方法有單片機(jī)、 DSP、及 EDA 技術(shù)。它們的價(jià)格也高低不等，這樣極大地滿足了開發(fā)者的選擇自由。 （ 2） DSP 芯片 DSP 又叫數(shù)字信號(hào)處理器。 DSP 區(qū)別于一般微處理器的另一重要標(biāo)志是硬件乘法器以及特殊指令，一般微處理器用軟件實(shí)現(xiàn)乘法 ,逐條執(zhí)行指令，速度慢。由于 FPGA/CPLD 可以通過軟件編程對(duì)該硬件的結(jié)構(gòu)和工作方式進(jìn)行重構(gòu)，修改軟件程序就相當(dāng)于改變了硬件，軟件編寫可以采用自頂向下的設(shè)計(jì)方案，而且可以多個(gè)人分工并行工作這樣便縮短了開發(fā)周期和上市時(shí)間，有利于在激烈的市場競爭中搶占先機(jī)。其中 應(yīng)用最廣泛的單片機(jī)首推 Intel的 51 系列，由于產(chǎn)品硬件結(jié)構(gòu)合理，指令系統(tǒng)規(guī)范，加之生產(chǎn)歷史 “悠久 ”，有先入為主的優(yōu)勢常作為單片機(jī)學(xué)習(xí)的教材。 通信系統(tǒng) 通信部分要滿足的設(shè)計(jì)要求就是穩(wěn)定、快速、簡單易實(shí)現(xiàn)。并行通信速度快，但用的通信線多、成本高，故不宜進(jìn)行遠(yuǎn)距離通信。反之，又必須將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為并行數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)中。在單片機(jī)芯片中， UART 已經(jīng)集成在其中，作為其組成部分，構(gòu)成一個(gè)串行口 [6]。 LED 顯示屏是由一個(gè)一個(gè)的發(fā)光二極管點(diǎn)陣構(gòu)成的，要構(gòu)成大屏幕的 LED顯示屏就需要多個(gè)發(fā)光二極管。 兩種方法相比較，決定采取模塊構(gòu)成的方法來制作一個(gè) LED 點(diǎn)陣顯示屏。經(jīng)常采用的端口擴(kuò)展方法是用串并轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行譯碼。 硬件設(shè)計(jì)方案 最終方案如圖 23 所示，以 PC 機(jī)作為上位機(jī)存儲(chǔ)和處理顯示內(nèi)容用串行通信的方式將顯示內(nèi)容和控制指令傳輸?shù)絾纹瑱C(jī)系統(tǒng)，單片機(jī)根據(jù)上位機(jī)傳輸來的內(nèi)容和指令通過端口譯碼擴(kuò)展后驅(qū)動(dòng) 4 塊 88LED點(diǎn)陣模塊構(gòu)成的 1616 的 LED點(diǎn)陣顯示屏。具體結(jié)構(gòu)如圖 24 所示。 單片機(jī)編程語言 現(xiàn)在主要運(yùn)用的單片機(jī)編程語言為匯編語言和 C 語言。 C 語言是一種源于編寫 UNIX 操作系統(tǒng)的語言，它是一種結(jié)構(gòu)化語言，可產(chǎn)生壓縮代碼。這種方式可使程序結(jié)構(gòu)化；將可變的選擇與特殊操作組合在一起的能力，改善了程序的可讀性；編程及程序調(diào)試時(shí)間顯著縮短，從而提高效率；提供的庫包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力；已編好程序可容易的植入新程序，因?yàn)樗哂蟹奖愕哪K化編程技術(shù)。因此在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，編譯器必不可少。 上位機(jī)控制傳輸軟件 其中系統(tǒng)采用現(xiàn)在已經(jīng)非常普遍的 PC 機(jī)作為上位機(jī)，這樣對(duì)該顯示系統(tǒng)的硬件要求便降低了，增加了系統(tǒng)的通用性。存儲(chǔ)顯示是將顯示內(nèi)容處理過后存儲(chǔ)在上位機(jī)中通過通信系統(tǒng)傳輸?shù)斤@示屏 顯示 [9]。 第 3 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 硬件整體設(shè)計(jì)概述及功能分析 顯示系統(tǒng)具體設(shè)計(jì)主要由上位機(jī)，通信系統(tǒng) ，單片機(jī)系統(tǒng)，譯碼電路，顯示驅(qū)動(dòng)電路和 1616 的點(diǎn)陣屏六部分組成。 7 4 L S 3 7 3P C 機(jī)7 4 L S 1 6 4A T 8 9 S 5 1U L N 2 8 0 3M A X 2 3 27 4 L S 1 6 47 4 L S 1 6 47 4 L S 1 6 4 U L N 2 8 0 37 4 L S 3 7 34 塊 8 8 點(diǎn) 陣 模 塊 構(gòu) 成 的1 6 1 6 L E D 點(diǎn) 陣 屏L E D 點(diǎn) 陣 模 塊 陽 極L E D 點(diǎn) 陣 模 塊 陰 極8 5 5 0 三 極 管電 源 圖 31 硬件原理圖 該系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能和要求有以下幾點(diǎn)： （ 1） LED 顯示屏的面積必須滿足至少顯示一個(gè)漢字的標(biāo)準(zhǔn)。 （ 4）單片機(jī)要能接收上位機(jī)的指令和顯示內(nèi)容且能夠處理后控制 LED 顯示屏的顯示，并且端口驅(qū)動(dòng)能力要足以驅(qū)動(dòng)譯碼電路。 控制單元設(shè)計(jì) 控制單元是整個(gè)顯示系統(tǒng)的核心，該系統(tǒng)中采用 51 系列單片機(jī)為核心器件，用來和上位機(jī)通信處理上位機(jī)發(fā)送的控制指令和顯示內(nèi)容