【正文】 電容 104 40 陶瓷電容 30p 4 獨(dú)石電容 104 9 鋁電解電容 470u 2 鋁電解電容 220u 16 鋁電解電容 10u 1 超級(jí)電容 5V/ 1 發(fā)光二極管 紅、綠 3 三極管 2SC8050/2SA8550 4 按鈕開(kāi)關(guān) 5 電源端子 9 8 腳單排插座 128 14 腳雙排插座 IDC14 18 10 腳雙排插座 IDC10 4 串口母頭 DB9F 1 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 43 附錄Ⅳ LED 點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)作品實(shí)物 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 44 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 45 附錄Ⅴ 主控單片機(jī)程序清單 SCK BIT RCK BIT BUSY BIT DOWN BIT OE BIT SEL BIT SEL_0 BIT DATA1 BIT DATA2 BIT T_STOP DATA 60H T_LOADTF DATA 61H 。 最后，我要感謝的是我最親愛(ài)的父母。 （畢業(yè)設(shè)計(jì)感想、感悟，有哪些收獲，半頁(yè)到 1 頁(yè)） 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 38 致 謝 。 。 。 。 。 這個(gè)程序完成的情況比較好，實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的所有功能，達(dá)到了目的。 以上是本系統(tǒng)在實(shí)際使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的缺點(diǎn)和不足，相信在以后的長(zhǎng)期使用中，可能還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些現(xiàn)在沒(méi)有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)不斷的改進(jìn)和升級(jí)，系統(tǒng)將會(huì)更穩(wěn)定的工作。 ⑶主控單片機(jī)和通信單片機(jī)的時(shí)鐘振蕩電路均使用的是片內(nèi)振蕩器，當(dāng)單片機(jī)受到干擾時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)可能也隨之受到干擾，從而導(dǎo)致單片機(jī)程序運(yùn)行的不穩(wěn)定。雖然本系統(tǒng)更換了大容量的復(fù)位電容，但是如果復(fù)位電容一旦出現(xiàn)失效、擊穿等問(wèn)題，復(fù)位電路的穩(wěn)定性還是無(wú)法得到真正的保證。可以考慮更換高頻率的晶振來(lái)提高主控單片機(jī)的處理速度或者使用更高速的單片機(jī)芯片。 圖 靜態(tài)模式下的 16 16 字符陽(yáng)文實(shí)際顯示效果圖 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 34 圖 靜態(tài)模式下的 16 16 字符陰文實(shí)際顯示效果圖 圖 靜態(tài)模式下的 32 32 字符陽(yáng)文實(shí)際顯示效果圖 系統(tǒng)升級(jí)方案探討 任何一個(gè)完整的系統(tǒng)設(shè)計(jì)都會(huì)存在這樣或那樣的缺點(diǎn)和不足，都需要進(jìn)行改進(jìn)和升級(jí)，本系統(tǒng)也不例外，下面就實(shí)際的使用情況闡述本系統(tǒng)的不足之處和解決辦法。 。 。單片機(jī)無(wú)法正確地讀取相應(yīng)地址下的字模數(shù)據(jù)，因此不能完整的顯示文字字符。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 經(jīng)過(guò)多次測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在文字滾動(dòng)的過(guò)程中，有些字符無(wú)法完整顯示，而且這些無(wú)法完整顯示的字符是無(wú)規(guī)律出現(xiàn)的，這就說(shuō)明下載更新的字模數(shù)據(jù)沒(méi)有問(wèn)題。 主控板的整體調(diào)試 將主控單片機(jī)與通信單片機(jī)中的測(cè)試程序擦除，分別燒寫(xiě)各自的程序。 通信單片機(jī)的通信調(diào)試 考慮到通信過(guò)程中容易出現(xiàn)難以預(yù)料錯(cuò)誤，在主控板的通信調(diào)試時(shí)沒(méi)有將主控板直接與上位機(jī)軟件進(jìn)行測(cè)試，而是用串口調(diào)試助手與主控板進(jìn)行通信測(cè)試。 ⑶將顯示單元板進(jìn)行級(jí)連，并連接主控板和通信接口板。 ⑵焊接完成后，仔細(xì)檢查主控板和每塊顯示單元板上的芯片焊接方向是否正 確，在通電之前用萬(wàn)用表的二極管檔測(cè)量電源端口，檢查電源輸入端是否有短路。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 圖 LED 顯示單元板 PCB 實(shí)物正面 圖 LED 顯示單元板 PCB 實(shí)物背面 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 28 圖 LED 顯示屏系統(tǒng)主控板 PCB 實(shí)物正面 圖 LED 顯示屏系統(tǒng)主控板 PCB 實(shí)物背面 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 圖 通信接口板實(shí)物及與主控板的連接 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 7 LED 顯示屏的整體調(diào)試 LED 顯示單元板和主控板的焊接組裝 ⑴對(duì)照硬件原理圖，焊接硬件。主控板 PCB 實(shí)物如圖 、圖 所示。主控板 PCB 結(jié)構(gòu)圖如圖 、圖 所示。 。 。在 自動(dòng)布線 的基礎(chǔ)上，根據(jù) 100mil/A 的經(jīng)驗(yàn) 載流容量修改 大 電流路徑走線寬度及過(guò)孔尺寸。 。 。對(duì)元件布局進(jìn)行優(yōu)化，能有效的降低布線難度和生產(chǎn)的工藝要求。 。 。 Protel 是目前國(guó)內(nèi)最流行的通用 EDA 軟件，它是將電路原理圖設(shè)計(jì)、 PCB 板圖設(shè)計(jì)、電路仿真和 PLD 設(shè)計(jì)等多個(gè)實(shí)用工具軟件組合后構(gòu)成的 EDA 工作平臺(tái)，是第一個(gè)將 EDA軟件設(shè)計(jì)成基于 Windows 的普及型產(chǎn)品。時(shí)間模式下的陰文仿真效果如圖 、圖 所示。 32 32 左滾模式下的陰文仿真效果如圖 所示。 16 16 上滾模式下的陰文仿真效果如圖 所示。靜態(tài)模式下的 32 32字符陰文仿真效果圖如圖 所示。靜態(tài)模式下的 16 16字符陰文仿真效果圖如圖 所示。 。 。 它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。 圖 主程序初始化程序流程圖 主控單片機(jī)的完整程序清單詳見(jiàn)附錄Ⅴ。時(shí)間模式程序 流程圖 如圖 所示。在日期滾動(dòng)顯示階段，日期信息由右向左滾動(dòng)顯示；在時(shí)間停留顯示階段，時(shí)間和溫度信息以靜態(tài)模式顯示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 圖 32 32 左滾模式程序流程圖 時(shí)間模式程序流程圖 在時(shí)間模式下，時(shí)間和文字信息可以分上、下屏同時(shí)顯示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 圖 16 16 上滾模式程序流程圖 32 32 左滾模式程序流程圖 在 32 32 左滾模式下，文字信息由右向左滾動(dòng)顯示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 圖 靜態(tài)模式程序流程圖 16 16 上滾模式程序流程圖 在 16 16 上滾模式下，文字信息由下至上滾動(dòng)顯示，此模式可用于大量信息的快速顯示。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 圖 主程序流程圖 靜態(tài)模式程序流程圖 在靜態(tài)模式下，顯示的文字信息停留在顯示屏上而不做任何滾屏操作，顯示屏可以作為電子條幅屏使用。 。 圖 Keil μ Vision3 軟件開(kāi)發(fā)界面 。本設(shè)計(jì)所使用的開(kāi)發(fā)軟件是 Keil μVision3。 74HC595的引腳定義如圖 所示。這樣顯示單元可以在鎖存上一次數(shù)據(jù)的同時(shí)，串行輸入下一次待顯示的字符數(shù)據(jù)，節(jié)省了串行輸入的時(shí)間。 圖 LED 顯示單元的行驅(qū)動(dòng)電路 列驅(qū)動(dòng)電路 列驅(qū)動(dòng)電路采用鎖存器 74HC595 來(lái)實(shí)現(xiàn)， 74HC595 具有串入并出的鎖存功能，它可以串行輸入要顯示的字符數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)以并行的方式鎖存到對(duì)應(yīng)的列線地址上。 行、列驅(qū)動(dòng)電路 行驅(qū)動(dòng)電路 行驅(qū)動(dòng)電路主要由行選通電路和行功率驅(qū)動(dòng)電路兩部分組成。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 單色 Φ 3mm 點(diǎn)陣 LG12088BH 實(shí)物圖 。 LED 顯示單元電路 由于本設(shè)計(jì)的 LED 顯示屏是在室內(nèi)使用的，所以對(duì) LED 點(diǎn)陣模塊的亮度要求不是很高，本設(shè)計(jì)采用單色 Φ 3mm 點(diǎn)陣模塊 LG12088BH，這種點(diǎn)陣模塊的的亮度不僅可以滿足室內(nèi)使用的要求，而且它最大的優(yōu)點(diǎn)是單位面積內(nèi)發(fā)光像素點(diǎn)較多，因此這種點(diǎn)陣模塊的分辨率較高，即使在較近的距離也可以很清晰地顯示文字信息，此外，多個(gè)點(diǎn)陣模塊拼接組合后的顯示屏體積也很小，擺放或懸掛更方便自由。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 單片機(jī)的時(shí)鐘振蕩電路 單片機(jī)的時(shí)鐘振蕩電路如圖 所示。 圖 采用 DIP40 封裝的 AT89S52 單片機(jī)實(shí)物圖 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 圖 采用 DIP40 封裝的 AT89S52 單片機(jī)引腳定義 單片機(jī)的復(fù)位電路 單片機(jī)的復(fù)位電路如圖 所示。 。 AT89S52 單片機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)功能 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 。使用高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè) 80C51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。當(dāng)通信單片機(jī)接收完成后，再次向主控單片機(jī)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，主控單片機(jī)重新開(kāi)始執(zhí)行對(duì)應(yīng)模式的顯示任務(wù)。 系統(tǒng) 的工作過(guò)程 主控單片機(jī)在上電初始化完畢后會(huì)等待通信單片機(jī)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，主控單片機(jī)檢測(cè) 到啟動(dòng)信號(hào)后，從 FLASH 存儲(chǔ)器中讀取控制信息，再根據(jù)控制信息執(zhí)行對(duì)應(yīng)模式的顯示任務(wù)。系統(tǒng)中擴(kuò)展的 FLASH 存儲(chǔ)器和外部 RAM 共用相同的 8 位并行數(shù)據(jù)總線和 16 位地址總線。 系統(tǒng) 總體結(jié)構(gòu) 框圖 通過(guò) 上述 對(duì)各種方案的比較與分析，構(gòu)建系統(tǒng) 總體結(jié)構(gòu) 框圖 如圖 所示。因此系統(tǒng)在每一級(jí)的顯示單元都加入了總線驅(qū)動(dòng)芯片，以保證控制信號(hào)和字模數(shù)據(jù)有足夠的功率傳遞到下一級(jí)顯示單元。 。 。 上位機(jī)與主控單片機(jī)的通信、實(shí)時(shí)時(shí)間和溫度采集的設(shè)計(jì) 在實(shí)際使用中，更改顯示內(nèi)容和顯示方式需要主控單片機(jī)與上位機(jī)通信，主控單片機(jī)將上位機(jī)發(fā)送過(guò)來(lái)的控制信息和字符的字模信息保存在 FLASH 存儲(chǔ)器中，以保證在斷電時(shí)信息不會(huì)丟失。 。 字模數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式 對(duì)于字模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式的問(wèn)題， 目前使用最廣泛的技術(shù)是 ： 通過(guò)上位機(jī)軟件將待顯示的字符 轉(zhuǎn) 換為點(diǎn)陣字 模數(shù)據(jù)， 再 通過(guò)燒寫(xiě)的方式將這些字模數(shù)據(jù)按一定的順序編址后存儲(chǔ)在 非易失性的存儲(chǔ)器 中。 滾屏 可以 由硬件 電路來(lái) 實(shí)現(xiàn)，但 完全依靠硬件電路來(lái)實(shí)現(xiàn)滾屏 無(wú)疑增加了 設(shè)計(jì)難度和 額外的硬件成本 ，而且對(duì)日后系統(tǒng)的維修和升級(jí)也帶來(lái)很大的困難， 因此本設(shè)計(jì)采用軟件算法實(shí)沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 現(xiàn) 靜態(tài)、 左滾屏、 上滾屏和靜態(tài)加左滾動(dòng)混合 等常見(jiàn)滾屏方式。 。 。 動(dòng)態(tài)顯示采用 動(dòng)態(tài) 掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。 掃描方式的設(shè)計(jì) LED 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中的顯示方式 可分為 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。 傳輸方式和可擴(kuò) 展性的設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì) 要求的 LED 顯示屏大小為 128 32。根據(jù) 設(shè)計(jì)要求 ， 整個(gè)屏幕 應(yīng) 能 同時(shí) 顯示 兩行共 16 個(gè) 16 16點(diǎn)陣漢字 或一行共 4 個(gè) 32 32 點(diǎn)陣漢字。 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 2 LED 顯示屏的總體方案設(shè)計(jì)與分析 顯示單元的設(shè)計(jì) 用 LED 點(diǎn)陣模塊 顯示一個(gè)漢字 字符 ， 通常 需要 4 塊 8 8 的 點(diǎn)陣 模塊組合成大小為 16 16 的 LED 點(diǎn)陣顯示矩陣 來(lái) 實(shí)現(xiàn) 。 ⑵可以有多種文字的運(yùn)動(dòng)方式和顯示樣式，如文字的上移、下移、左移、右移等，以及陰文和陽(yáng)文樣式。 課題任務(wù)及要求 本設(shè)計(jì)主要利用 AT89S52 單片機(jī)控制大小為 128 32 的 LED 點(diǎn)陣顯示屏顯示文字信息，通過(guò)與 VB 編寫(xiě)的上位機(jī)軟件進(jìn)行串行通信，可以隨時(shí)改變 LED 顯示屏的顯示內(nèi)容和顯示方式。 圖 LED 條形屏應(yīng)用實(shí)例 。 全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色， 256 級(jí)灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬(wàn)種顏色。 LED 點(diǎn)陣顯示屏的分類 ⑴ 按顏色分類 單基色顯示屏 ： 單一顏色（紅色或綠色）。這一時(shí)期的 LED 顯示屏在國(guó)外應(yīng)用較廣，國(guó)內(nèi)很少，產(chǎn)品以紅、綠雙基色為主，灰度等級(jí)為單點(diǎn) 4 級(jí)調(diào)灰，成本較高。 LED 點(diǎn)陣顯示屏的發(fā)展過(guò)程 第一階段， 1990 年以前是 LED 顯示屏的成長(zhǎng)時(shí)期。 LED 點(diǎn)陣 顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像 以及視頻流媒體，它 不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境 ，如 金融證券、體育場(chǎng)館、郵政電信、商場(chǎng)購(gòu)物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示 ； 。 Parallel store。 Keywords: LED dot matrix。 關(guān)鍵詞 ： LED 點(diǎn)陣； 單片機(jī) ；并行存儲(chǔ)； 動(dòng)態(tài)掃描 沈陽(yáng)航空航天大學(xué)北方科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract This design uses 。 因?yàn)?每個(gè) LED 顯示單元是相互獨(dú)立的，并且顯示的字符數(shù)據(jù)是 采用串行 的 傳輸方式， 因此， 系統(tǒng)的可擴(kuò)展性得到 了大大的 提 升，多個(gè)顯示單元的級(jí)聯(lián) 也十分方便 。 系統(tǒng)中的 LED顯示屏可以同時(shí) 顯示 上下兩行共 16 個(gè) 16 16 點(diǎn)陣漢字 或一行共 4個(gè) 32 32 點(diǎn)陣漢字 ， 并可以實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的時(shí)間和溫度， 通過(guò)上位機(jī)軟件 還可以 修改顯示內(nèi)容和顯示效果。擴(kuò)展外部并行靜態(tài) RAM，以彌 補(bǔ) 51單片機(jī)內(nèi)部 RAM的不足