【正文】 路采用AT89C51單片機(jī)最小化應(yīng)用設(shè)計(jì)，P0口作為I/O口，每輸入一組高電平時(shí)在單片機(jī)P0口就會(huì)輸出一組行數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。 1616點(diǎn)陣LED原理圖 控制電路的工作原理在單片機(jī)P0口會(huì)輸出一組數(shù)據(jù)來通過三極管8050控制16行，并經(jīng)由三極管8550控制16列，每一列由兩個(gè)字節(jié)組成，數(shù)據(jù)分兩次送入，然后掃描一列，最終達(dá)到顯示漢字的目的。當(dāng)給發(fā)光二極管陽極引出端加上一高電平，陰極引出端加上一低電平時(shí)，左上角的二極管點(diǎn)亮。共陽極接法原理圖如圖23所示，圖中只畫出了44點(diǎn)陣的二極管。選擇16片三極管8080作為1616點(diǎn)陣LED顯示器的行驅(qū)動(dòng)，16片三極管8550作為它的列驅(qū)動(dòng)。第2章 硬件電路設(shè)計(jì) 電路的工作原理 硬件電路的設(shè)計(jì)原理根據(jù)設(shè)計(jì)要求與設(shè)計(jì)思路，：硬件電路結(jié)構(gòu)由7個(gè)部分組成：電源電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、AT89C51單片機(jī)、點(diǎn)陣顯示器陽極驅(qū)動(dòng)電路、陰極驅(qū)動(dòng)電路和1616點(diǎn)陣顯示器電路。 主要技術(shù)指標(biāo)（1）點(diǎn)陣式顯示器能依次顯示4個(gè)漢字。完成該課題的程序設(shè)計(jì)、提交程序設(shè)計(jì)框圖及程序設(shè)計(jì)清單。 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo) 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容用單片機(jī)AT89C51及LED點(diǎn)陣顯示器為核心器件，制作一個(gè)點(diǎn)陣式漢字電子顯示屏。50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。 LED顯示屏概述 LED發(fā)光二極管　 LED發(fā)光二極管是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均達(dá)到比較理想的效果，完全可以滿足戶外全天候的環(huán)境條件要求，同時(shí)，由于全彩色顯示屏價(jià)格性能比的優(yōu)勢，預(yù)計(jì)在未來幾年的發(fā)展中，全彩色LED顯示屏在戶外廣告媒體中會(huì)越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓紅燈、磁翻板等產(chǎn)品，體育場館的顯示方面全彩色LED屏更會(huì)成為主流產(chǎn)品[2]。 　 藍(lán)色及純綠色LED產(chǎn)品自出現(xiàn)以來，成本逐年快速降低，已具備成熟的商業(yè)化條件。LED顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路芯片也在此時(shí)由國內(nèi)企業(yè)開發(fā)出來并得以應(yīng)用。 第二階段是1995年到1999年，出現(xiàn)了64級(jí)、256級(jí)灰度的雙基色視頻屏。 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢LED顯示屏的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段：第一階段為1990年到1995年，主要是單色和16級(jí)雙色圖文屏。LED 點(diǎn)陣顯示屏具有亮度高、故障低、能耗少、使用壽命長、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式豐富等優(yōu)點(diǎn),可廣泛用于車站、碼頭、體育場館等公共場合。 遼寧科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第36頁 點(diǎn)陣LED漢字顯示系統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄摘 要 ⅠAbstract Ⅱ第1章　緒論 1 1 選題背景 1 研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 1 LED顯示屏概述 2 LED發(fā)光二極管 2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容及技術(shù)指標(biāo) 2 主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 2 主要設(shè)計(jì)指標(biāo) 2第2章 硬件電路設(shè)計(jì) 3 電路的工作原理 3 硬件電路的設(shè)計(jì)原理 3 16*16點(diǎn)陣LED顯示器漢字顯示的工作原理 4 控制電路的工作原理 5 單片機(jī)電路的工作原理 5 LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 6 顯示控制電路 6 顯示驅(qū)動(dòng)電路 6 LED點(diǎn)陣顯示方式 7 LED外圍電路 7 電源電路 7 復(fù)位電路 8 時(shí)鐘電路 9 16*16LED點(diǎn)陣顯示屏硬件電路圖 10第3章　軟件電路設(shè)計(jì) 12 軟件系統(tǒng) 12 程序流程圖 12 主程序流程圖 12 顯示程序流程圖 13 漢字動(dòng)態(tài)編碼的具體實(shí)現(xiàn) 14 漢字識(shí)別 14 建立編碼字典 15 提取字模、建立動(dòng)態(tài)字庫 15 編碼改寫 16 提取漢字的軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 16 LED點(diǎn)陣顯示屏顯示字符原理 17 程序清單 17第4章 結(jié)果調(diào)試與討論 20 故障分析 20 電路的現(xiàn)實(shí)誤差討論 20結(jié)論 22致謝 23參 考 文 獻(xiàn) 24附錄A 25附錄B 27第1章 緒 論 課題背景 選題背景目前,點(diǎn)陣顯示屏已廣泛用于銀行、酒店、超市、汽車站牌和高速公路等場所的廣告宣傳和交通提示，正逐步應(yīng)用于公交汽車內(nèi)和街道兩旁的報(bào)欄上。如公交車內(nèi)的點(diǎn)陣屏將由太陽能電池板供電，利用單片機(jī)和PLD實(shí)現(xiàn)顯示屏字幕的靜態(tài)、動(dòng)態(tài)控制和定時(shí)顯示控制，以實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的目的[1]。我以此為背景，開發(fā)了個(gè)16*16的LED點(diǎn)陣顯示屏。用于顯示文字和簡單圖片，主要用在車站、金融證券、銀行、郵局等公共場所，作為公共信息顯示工具。視頻控制技術(shù)、圖像處理技術(shù)、光纖通信技術(shù)等的應(yīng)用將LED顯示屏提升到了一個(gè)新的臺(tái)階。 第三階段從1999年開始，紅、純綠、純藍(lán)LED管大量涌入中國，同時(shí)國內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了深入的研發(fā)工作，使用紅、綠、藍(lán)三原色LED生產(chǎn)的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進(jìn)入體育場館、會(huì)展中心、廣場等公共場所，從而將國內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。全彩色LED顯示屏將是LED顯示屏的重要發(fā)展方向。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)PN結(jié)。而光的波長也就是光的顏色，是由形成PN結(jié)的材料決定的。LED是英文lightemittingdiode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護(hù)內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。完成電路原理圖、印制電路板設(shè)計(jì)、元器件采購、裝配及調(diào)試工作。完成硬件與軟件的綜合調(diào)試，能實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能和主要技術(shù)指標(biāo)。（2）通過編程能夠隨時(shí)對(duì)漢字進(jìn)行修改、調(diào)整。 在單片機(jī)電路中， P0口作為I/O口，輸出行數(shù)據(jù)和控制信號(hào)。 單片機(jī)控制的1616LED顯示屏硬件原理圖 1616點(diǎn)陣LED顯示器漢字顯示的工作原理1616點(diǎn)陣LED顯示器有兩種接線方式，即共陰極接法和共陽極接法。每一行發(fā)光二極管的陽極接在一起，有一個(gè)引出端r,每一列發(fā)光二極管的陰極接在一起，有一個(gè)引出端c。因此，對(duì)行和列的電平進(jìn)行掃描控制，可以達(dá)到顯示不同漢字的目的[3]。用控制電路來控制其電路的開始和結(jié)束。通過高低電平的轉(zhuǎn)換達(dá)到漢字顯示的目的。從而使顯示更精確、更好。點(diǎn)陣每一列的所有LED共陽極，每一列的所有LED共陰極。 行線用4個(gè)三極管8050驅(qū)動(dòng)，將單片機(jī)P0口輸出的行選通信號(hào)作為三極管8050的輸入，可以得到16行的行值信號(hào)。 行驅(qū)動(dòng)電路 列驅(qū)動(dòng)電路 LED點(diǎn)陣顯示方式 LED點(diǎn)陣顯示方式由動(dòng)態(tài)顯示和靜態(tài)顯示之分。我設(shè)計(jì)的這個(gè)電路的顯示則采用逐行掃描方式，即動(dòng)態(tài)顯示的方式。經(jīng)延時(shí)一段時(shí)間后再進(jìn)行下一行點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的顯示。采用這種方式的優(yōu)點(diǎn)是耗電少，成本低，壽命長，但是也存在顯示亮度及內(nèi)容顯示穩(wěn)定的問題。由于要掃描16 行的點(diǎn)陣，所以每行的時(shí)間絕不能超過20ms247。LED點(diǎn)陣塊的單點(diǎn)靜態(tài)電流一般在10mA左右，由于占空比是1/16，所以單點(diǎn)的動(dòng)態(tài)電流最大可以達(dá)到160mA。試驗(yàn)表明當(dāng)輸入LED的電流為15mA時(shí)，維持時(shí)間至少需要1ms，否則LED呈微亮狀態(tài)。電流進(jìn)入電路，通過一個(gè)220V變9V的電源變壓器把220V的交流電壓變?yōu)?V的交流電壓，然后通過整流器把9V交流，功率為15W左右。 電源電路 復(fù)位電路89C51的復(fù)位是由外部的復(fù)位電路來實(shí)現(xiàn)的。上電復(fù)位要求接通電源后，單片機(jī)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)復(fù)位操作。按鍵手動(dòng)復(fù)位由電平方式和脈沖方式兩種，我采用的是電平復(fù)位。時(shí)鐘頻率取12MHZ, R1取1K，C1取10μF。 采用內(nèi)部時(shí)鐘方式:89C51單片機(jī)各功能的運(yùn)行都是以時(shí)鐘控制信號(hào)為基準(zhǔn)、有條不紊的工作。89C51內(nèi)部有一個(gè)用于構(gòu)成振蕩器的高增益反相放大器，該高增益反相放大器的輸入端為芯片引腳XTAL1,輸出端為引腳XTAL2[5]。電路中的電容CC2典型值通常選擇30pF,對(duì)外接電容雖然沒有嚴(yán)格要求，但電容的大小會(huì)影響振蕩器頻率的高低、振蕩器穩(wěn)定性和起振的快速性。晶振為12MHZ時(shí)的機(jī)器周期的計(jì)算：一個(gè)機(jī)器周期=12個(gè)振蕩周期，時(shí)鐘頻率f=1/T,一個(gè)機(jī)器周期=1/T*12,若晶振=12MHZ,一個(gè)機(jī)器周期=1/12M*12=1μS外部時(shí)鐘方式時(shí)把外部已有的時(shí)鐘信號(hào)引入到單片機(jī)內(nèi),此方式常用與多片80C51單片機(jī)同時(shí)工作,以便各單片機(jī)的同步。 16*16LED點(diǎn)陣顯示屏硬件電路圖第3章 軟件電路設(shè)計(jì) 軟件系統(tǒng) 程序可以實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通信，可非常方便地任意修改所要顯示的漢字；并使顯示屏可固定、平移地顯示漢字。單片機(jī)通過內(nèi)部程序傳來的數(shù)據(jù)（包括顯示內(nèi)容，顯示方式和顯示狀態(tài)）暫時(shí)放在接收緩沖區(qū)，處理后放入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)保存，然后再根據(jù)顯示方式從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)中讀出數(shù)據(jù)放入顯示緩沖區(qū)用于顯示。 程序流程圖 主程序流程圖 主程序流程圖 顯示程序流程圖 顯示程序流程圖 漢字動(dòng)態(tài)編碼的具體實(shí)現(xiàn) 漢字識(shí)別 漢字在PC機(jī)內(nèi)的存儲(chǔ)和處理是用機(jī)內(nèi)碼來實(shí)現(xiàn)的。我們要處理的源程序文件都是文本文件，存儲(chǔ)的都是西文字符、控制符的ASCII碼和中文字符的機(jī)內(nèi)碼，當(dāng)掃描到文件中大于0A0H的字節(jié)內(nèi)容時(shí)，即可判斷該字節(jié)是漢字機(jī)內(nèi)碼的1個(gè)字節(jié)，而且肯定是成對(duì)出現(xiàn)，第1個(gè)字節(jié)是區(qū)別，第2個(gè)字節(jié)是位碼，都大于0A0H，否則出錯(cuò)。 建立編碼字典編碼字典是在掃描的同時(shí)逐步建立起來的，每掃描到一個(gè)漢字（包括全角符號(hào)），即與字典中已有的字符進(jìn)行比較，如沒有重復(fù)，是新的字符就順序存入字典，否則繼續(xù)掃描，直至文件結(jié)屬。由于顯示的漢字一般都得在256個(gè)以上，即使進(jìn)行動(dòng)態(tài)編碼，也需要用2字節(jié)編碼來實(shí)現(xiàn)。一個(gè)1616點(diǎn)陣漢字的字模是32字節(jié)大小，每頁存儲(chǔ)器正好能容納8個(gè)漢字字模?？紤]地址空間的有效分配，將字庫的地址放在0A000H以后（程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均可），動(dòng)態(tài)編碼的高字節(jié)要加上地址有效分配，將字庫的地址放在0A000H以后（程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器均可），動(dòng)態(tài)編碼的高字節(jié)要加上地址的頁偏移量（大于等于0A0H）；考慮漢字與西文字符的區(qū)別，動(dòng)態(tài)編碼的低字節(jié)也需要加上一個(gè)大于或等于0A0H的偏移量。當(dāng)單片機(jī)顯示某個(gè)漢字時(shí)，只需將其動(dòng)態(tài)編碼的高字節(jié)送DPH，低字節(jié)減0A0H后送DPL，即可得到對(duì)應(yīng)字模的地址指針。按照編碼字典內(nèi)容，根據(jù)字模首地址，依次取出漢字字模，順序?qū)懭胍粋€(gè)二進(jìn)制文件，即建成動(dòng)態(tài)字庫（其它方法略），用燒錄器寫入EPROM，就可以使用了。由于在編寫源程序的文本編輯器中看到的是經(jīng)過系統(tǒng)處理過的字節(jié)，看不到漢字的機(jī)內(nèi)碼，也無法對(duì)其進(jìn)行改寫。 提取漢字的軟件設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn) 由于二進(jìn)制方式訪問文件可以直接查看文件中指定的字節(jié)，而且二進(jìn)制方式也是唯一支持用戶到文件的任何位置讀寫任意長度數(shù)據(jù)的