【正文】 是最重要的應(yīng)用領(lǐng)域。 [2] LED 技術(shù) 研究現(xiàn)狀 在我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)中，相對(duì)來(lái)說(shuō)，機(jī)場(chǎng)航班動(dòng)態(tài)信息顯示系統(tǒng)在系統(tǒng)構(gòu)成、顯示終端等方面總體 上比較領(lǐng)先；鐵路旅客引導(dǎo)信息顯示系統(tǒng)的起步比較早，顯示手段傳統(tǒng)上以 2 LED 和 CRT 為主，近年來(lái)發(fā)展迅速，系統(tǒng)與客運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，表現(xiàn)出優(yōu)良的智能化水平；道路交通誘導(dǎo)系統(tǒng)正在迅速興起，處于發(fā)展和完善過(guò)程中，由于道路交通的環(huán)境特點(diǎn)， LED 顯示成為主要的信息顯示手段。由于 LED 顯示 的高亮度特點(diǎn)，因此成為交誘導(dǎo)信息的主要發(fā)布載體。預(yù)測(cè)國(guó)內(nèi)道路交通 LED 信號(hào)燈市場(chǎng)約有幾十億元。目前國(guó)內(nèi)外許多品牌的汽車(chē)制造商已經(jīng)在開(kāi)始采用 LED 剎車(chē)燈、儀表燈和照明燈。 [2] 課題研究?jī)?nèi)容 本設(shè)計(jì)是 1 個(gè) 16*16 點(diǎn)陣 LED 電子顯示屏的設(shè)計(jì)。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?？偣诧@示“ 當(dāng)前時(shí)間、溫度、可見(jiàn)度”等 漢字從 左到右 或者從下到上 。在顯示過(guò)程中，可以 根據(jù) 要求用 按鍵 來(lái)對(duì)顯示屏實(shí)時(shí)的選擇與切換。但設(shè)計(jì)上如果處理不當(dāng) ， 易造成亮度低 ，閃爍問(wèn)題。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹＝?jīng)過(guò)上述分析，就可以歸納出列驅(qū)動(dòng)器電路應(yīng)具有的功能。驅(qū)動(dòng)部份由兩個(gè)移位存儲(chǔ)器的 74HC595 和兩個(gè)移位寄存器 74HC164 組成， 74HC595 負(fù)責(zé)列掃描數(shù)據(jù)， 74HC164 負(fù)責(zé)行掃描數(shù)據(jù)。 P3 口低 3位與 列 驅(qū)動(dòng)器相連，送出 列 選信號(hào)； ～ 口則用來(lái)發(fā)送控制信號(hào)。它 具有 8 位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)寄存器，三態(tài)輸出的功能。 圖 4 列驅(qū)動(dòng)電路 將 2 片 74HC595 進(jìn)行級(jí)連，可共用一個(gè)移位時(shí)鐘 SCK 及數(shù)據(jù)鎖存信號(hào) RCK。 主復(fù)位 (MR) 輸入端上的一個(gè)低電平將使其它所有輸入端都無(wú)效，同時(shí)非同步地清除寄存器，強(qiáng)制所有 的輸出為低電平。行和列的交叉處有一個(gè) LED，共由 256 個(gè)LED 構(gòu)成，如果 LED 的陽(yáng)極與行相連，而陰極與列相連，那么只要給該 LED 對(duì)應(yīng)的行以高電平，列以低電平，那么對(duì)應(yīng)的 LED 就發(fā)光。能亮的列從左到右掃描完 16 列（相當(dāng)于位碼循環(huán)移動(dòng) 16次）即顯示出一個(gè)完整的圖像。列掃描采用三極管放大電流，加大掃描強(qiáng)度，提高點(diǎn)陣屏亮度。 //左移溫度 **度，能見(jiàn)度 **米 sbit K4= P2^7。 //置位高電平做準(zhǔn)備 ysi=0。 //此句可以用以下兩句來(lái)理解，如果不將兩句合為一句，將出現(xiàn)拖影現(xiàn)像 ysi=1。 16 圖 9 主函數(shù)流程圖 void main() // 主函數(shù) { TMOD=0x01。 //清空緩存，防止開(kāi)機(jī)亂碼 while (1) { switch (bz) { case 0: sxy(5,1,zbm2[0])。 // 做字模 分 sxy(5,1,xsz1)。 // 間 zzm(sj[0],xsz1)。 case 2: sxy(5,1,zbm2[0])。 // 移出（移入空白） sxy(5,1,zbm2[5])。 case 3: sxy(5,0,zbm2[0])。 // 移出（移入空白） sxy(5,0,zbm2[5])。 } } } 19 5 調(diào)試結(jié)果 在 protues 軟件中根據(jù)硬件設(shè)計(jì)電路畫(huà)圖，在引腳連接時(shí)要特別仔細(xì)。 如圖 10~11 所示。燒錄成功后查看 LED 點(diǎn)陣顯示結(jié)果。 LED 點(diǎn)陣模塊 接通電源之后正確 顯示字符 ， 按鍵按下之后在一組數(shù)據(jù)顯示結(jié)束后根據(jù)按鍵顯示下一組字符。 24 6 總結(jié) 與展望 總結(jié) 本文設(shè)計(jì)的一個(gè)用 16ｘ 16 的點(diǎn)陣 LED 圖文顯示屏，在目測(cè)條件下各點(diǎn) 應(yīng) 亮度均勻、充足 的顯示 ， 并且 可顯示圖形和文字， 其中 顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。 四，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中 再次熟悉 PROTUES 的基本使用 ，并且熟練運(yùn)用 ，感到PROTUES 對(duì) 本 專(zhuān)業(yè)的同學(xué)來(lái)說(shuō)是 很有用的軟件 。 本設(shè)計(jì)作品不但可以運(yùn)用到車(chē)站、醫(yī)院等行業(yè)，而且可以通過(guò)拓展，發(fā)展出更多的用途 .本作品單片機(jī)部分 P0 和 P2 空閑，必要時(shí)，可以擴(kuò)展系統(tǒng)的 ROM 和 RAM。 與此同時(shí)， LED 在照明以外的用途也開(kāi)始受到關(guān)注。在機(jī)動(dòng)車(chē)、鐵路、輪船等交通工具領(lǐng)域， LED 以低能耗、體積小的特點(diǎn)正在迅速普及。 利用發(fā)光二極管的控制電壓很低和控制方法簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，將它裝在室內(nèi)天棚 中或做成大型燈飾，通過(guò)電腦輸出信號(hào)直接驅(qū)動(dòng)三極管后控制它的開(kāi)關(guān)狀態(tài)。兩者相結(jié)合是設(shè)計(jì)過(guò)程更加清晰明了。本系統(tǒng)具有硬件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點(diǎn)。 LED 點(diǎn)陣顯示的字體雖然不是非常完美，但是整體顯示并無(wú)錯(cuò)誤。 22 圖 14 初次顯示結(jié)果 仿真結(jié)果的正確使后面的實(shí)物調(diào)試更具信心，但是 沒(méi)有考慮仿真軟件是一個(gè)理想的仿真環(huán)境，而實(shí)際連接的電路板會(huì)由于譬如連接不當(dāng)，相鄰器件間的干擾等等的問(wèn)題導(dǎo)致在仿真軟件中能良好運(yùn)行的程序 。 兩個(gè) I/O 口分配給 74HC164，一個(gè)作為串行數(shù)據(jù)的輸出口，另一個(gè)作為 74HC164 的時(shí)鐘信號(hào)輸出口，還有三個(gè) I/O 口分配給 74HC595，一個(gè)作為串行數(shù)據(jù)輸出口，另外兩個(gè)是作為時(shí)鐘脈沖的控制端口。 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境簡(jiǎn)介 程序編寫(xiě)采用 Keil 51 環(huán)境下調(diào)試 ， Keil C51 是美國(guó) Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比， C 語(yǔ)言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢(shì)，因而易學(xué)易用。 // 見(jiàn) sxy(5,0,zbm2[7])。 // 前 sxy(5,0,zbm2[4])。 // 見(jiàn) sxy(5,1,zbm2[7])。 // 前 sxy(5,1,zbm2[4])。 // * sxy(5,0,zbm2[2])。 // 分 sxy(5,1,0)。 // 前 sxy(5,1,zbm2[2])。 //定時(shí)器裝初值 TL0=(6553550000)%256。 //適當(dāng)?shù)难訒r(shí) jp()。i16。 //列數(shù)據(jù)輸出位 sbit xsck=P3^1。 開(kāi)始 系統(tǒng)初始化 按鍵按下 流動(dòng)顯示 文字左移或上移 14 否 是 圖 8 驅(qū)動(dòng)流程圖 部分程序如下： include //包括一個(gè) 52 標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)核的頭文件 define uchar unsigned char //定義一下方便使用 uchar i,bz。能亮的行從上向下掃描完 16 行（相當(dāng)于位碼循環(huán)移位 16 次）即顯示一幀完整的圖像。 圖 6 4 塊 8*8 點(diǎn)陣電路 LED 驅(qū)動(dòng)顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方法，動(dòng)態(tài)掃描方式是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路 12 就可以實(shí)現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。 表 2 74HC164 引腳說(shuō)明 符號(hào) 引腳 描述 DSA DSB Q0~Q3 GND CP MR????? Q4~Q7 VCC 1 2 3—6 7 8 9 1013 14 數(shù)據(jù)輸入 數(shù)據(jù)輸入 輸出 地 時(shí)鐘輸入 （邊沿觸發(fā)） 中央復(fù)位 輸入 （低電平） 輸出 電源 在本驅(qū)動(dòng)電路中，用兩個(gè) 74HC164 串接，實(shí)現(xiàn) 16 位二進(jìn)制數(shù)的移位輸出，用于驅(qū)動(dòng)1616LED 點(diǎn)陣的“行”信號(hào)。 行 驅(qū)動(dòng)模塊 由于 4點(diǎn)陣顯示器有 16行，為充分利用單片機(jī)的接口，本電路中加入了 2 個(gè) 74HC164，74HC164 是高速硅門(mén) CMOS 器件，與低功耗肖特基型 TTL (LSTTL) 器件的引腳兼容。 數(shù)據(jù)在 SHcp 的上升沿輸入，在 STcp 的上升沿進(jìn)入存儲(chǔ)寄存器。 最小系統(tǒng)電路如下圖 3. 圖 3 單片機(jī)最小系統(tǒng) 最小系統(tǒng)包括晶振電路和復(fù)位電路。整體電路 如下圖 2 所示。這樣，本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列 數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響本行的顯示。但是，串行傳輸過(guò)程較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都以傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。 動(dòng)態(tài)掃描的意思簡(jiǎn)單地說(shuō)就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行（比如 16 行）的同名列共用一套驅(qū)動(dòng)器。 將一幀圖像中的每一個(gè)二極管的狀態(tài)分別用 0 和 1 表示 ， 若為 0 ， 則表示 LED 無(wú)電流 ， 即暗狀態(tài) ； 若為 1 則表示二極管被點(diǎn)亮。 將點(diǎn)陣顯示屏逐行顯示，由于人眼惰性，在很短的時(shí)間下從上到下將點(diǎn)陣逐行 點(diǎn)亮，就會(huì)使人感覺(jué)一整屏在顯示。 (2) 利用串口通訊可以實(shí)現(xiàn)從電腦上發(fā)送漢字和字符，并在點(diǎn)陣屏上顯示出來(lái)。其中顯示字模數(shù)據(jù)有單片機(jī)輸入顯存，點(diǎn)陣的點(diǎn)亮過(guò)程有程序控制，由驅(qū)動(dòng)電路完成。道路交通誘導(dǎo) LED 顯示在各個(gè)城市都在迅速增長(zhǎng)，產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展迅速。 (2) 公路 LED 可變情報(bào)板、可變限速標(biāo)志等產(chǎn)品已發(fā)展成為公路建設(shè)中的規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品。 材料技術(shù)的不斷提升，拓寬了 LED 的應(yīng)用范圍。道路交通誘導(dǎo)系統(tǒng)的作用是根據(jù)道路交通狀態(tài)或管理部門(mén)指令，及時(shí)顯示各種通告和相關(guān)信息，從而有效地對(duì)交通流進(jìn)行誘導(dǎo)，合理地控制和均衡交通流分布，提高現(xiàn)有道路的使用率，為駕駛?cè)藛T安全快速行車(chē)提供良 好的服務(wù)。而隨著 LED顯示技術(shù)的發(fā)展， LED顯示產(chǎn)品在交通信息顯示領(lǐng)域得到了非常廣泛的應(yīng)用。 LED。顯示采用動(dòng)態(tài)顯示， 由四個(gè)按鍵控制， 使得圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)上移、右移等多種顯示方式。 指導(dǎo)教師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 目錄 摘要 ................................................................................................................................. I Abstract ........................................................................................................................... II 1 緒論 ............................................................................................................................. 1 LED 研究背景及意義 ............................................................................................... 1 LED 技術(shù)研究現(xiàn)狀 .................................................................................................. 1 課題研究?jī)?nèi)容 .......................................................................................................... 3 2 系統(tǒng)要求及方案論證 ..................................................................................................... 4 設(shè)計(jì)主框圖 ............................................................................................................. 4 顯示模塊方案論證 .....................................