【正文】 上布置有兩個(gè)或多個(gè)不同顏色的LED發(fā)光器件。最常用的是單色漢字顯示屏。還有一種情況，雖然顯示的圖形或文字比較復(fù)雜，但不需要變化，這時(shí)可以直接把LED發(fā)光燈按所需顯示的圖文布置在印刷電路板上，全部LED發(fā)光燈一齊控制，要么全部點(diǎn)燃，要么全部熄滅，控制電路自然非常簡(jiǎn)單。這時(shí)，在一個(gè)屏上混合使用數(shù)碼管和點(diǎn)陣顯示單元，這種屏稱之為混合屏。例如，在證券交易所的股票行情信息顯示屏上，主要顯示內(nèi)容可以分成兩大部分：一部分是股票名稱，另一部分是股票行情。因此，在有些場(chǎng)合顯示信息雖然需要變化，但其特點(diǎn)或格式有一定變化范圍的限制，也就是說(shuō)不要求顯示任意變化的信息。另一方面，由于數(shù)碼管可顯示的信息有限，只有0～9（或再擴(kuò)展到A～F）幾個(gè)字符，這些字符的變化是靠組合7段LED的發(fā)光與否實(shí)現(xiàn)的，由于段數(shù)不多，所以其顯示數(shù)據(jù)和控制電路都比較簡(jiǎn)單。而像數(shù)碼管一類的LED顯示器只在需要發(fā)光的七段位置上布置LED器件，其它位置是空白。點(diǎn)陣顯示方式適應(yīng)信息變化的優(yōu)點(diǎn)，是以點(diǎn)陣顯示器的價(jià)格和其復(fù)雜的控制電路為代價(jià)的。 條屏常用于簡(jiǎn)短明確的信息，例如顯示車站、機(jī)場(chǎng)的車次、航班信息，或者商廈的歡迎詞，或?qū)懽謽堑霓k公區(qū)的簡(jiǎn)短通知等等。 用點(diǎn)陣方式構(gòu)成文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計(jì)好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿意的顯示效果。文字的點(diǎn)陣格式比較規(guī)范，可以采用現(xiàn)行計(jì)算機(jī)通用的字庫(kù)字模。當(dāng)然，根據(jù)控制電路的安排，相反的定義同樣時(shí)可行的[9]。通常我們先把需要顯示的文字轉(zhuǎn)換成點(diǎn)陣圖形，再按照顯示控制的要求以一定的格式顯示數(shù)據(jù)。其實(shí)條屏只不過(guò)是其寬度遠(yuǎn)大于高度的平面顯示屏，在顯示與控制的原理上并無(wú)區(qū)別[9]。LED器件的顏色可以是單色的、雙色的，甚至還可以是多色的[7]。和很多應(yīng)用技術(shù)用語(yǔ)一樣，LED漢字屏并沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的嚴(yán)格定義，一般把顯示文字的LED顯示屏稱為漢字屏[5,6,9]。在全國(guó)約有100多家企業(yè)，95%的廠家都從事著后道封裝生產(chǎn)，所需管芯幾乎全部從外國(guó)進(jìn)口而來(lái)[19]。至此，彩色顯示所需要的三原色紅、綠、藍(lán)以及橙、黃多種顏色的LED都成功的達(dá)到了坎德拉級(jí)的發(fā)光強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了超高亮度化、全色化，使發(fā)光管的戶外全色顯示技術(shù)成為了現(xiàn)實(shí)。同年，東芝公司研制成功InGaA1P 573nm黃綠色超高亮度LED，法向光強(qiáng)達(dá)到了2cd[6]。高亮度A1GaInP和InGaN LED的研制進(jìn)展十分的迅速，現(xiàn)已達(dá)到常規(guī)材料GaA1As、GaAsP、GaP不可能達(dá)到的高性能水平[10]。在最近十年來(lái)，高亮度化、全色化問(wèn)題一直是LED材料與器件工藝技術(shù)研究的最前沿課題[2]。到2012年底空前的上百億美元之高。從此LED開始進(jìn)入了多種應(yīng)用領(lǐng)域，包括宇宙航天、飛機(jī)、汽車、工業(yè)上的應(yīng)用、通信、消費(fèi)類型產(chǎn)品等，遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各部門以及千家萬(wàn)戶[7]。所以它被廣泛應(yīng)用于各類場(chǎng)合。LED點(diǎn)陣設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于電子顯示屏，它利用的是發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或者像素單元組成的平面式顯示屏幕[11]。隨著信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED顯示技術(shù)作為信息傳播的一種重要手段，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外需要進(jìn)行服務(wù)的內(nèi)容和服務(wù)宗旨宣傳的公眾場(chǎng)所，比如戶內(nèi)外公共場(chǎng)所的廣告宣傳、機(jī)場(chǎng)車站的旅客引導(dǎo)信息、公交車輛的報(bào)站系統(tǒng)、證券以及銀行的信息顯示、餐館報(bào)價(jià)信息的顯示、高速公路的可變情報(bào)板、體育場(chǎng)館的比賽轉(zhuǎn)播、樓宇廣告及燈飾、交通信號(hào)顯示燈、景觀照明燈等。北京科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基于單片機(jī)的LED廣告屏的設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目　　錄摘　　要 1Abstract 2引　　言 41 LED顯示屏的介紹 5 5 6 LED顯示屏的動(dòng)態(tài)掃描 8 8 8 9 9 9 10 LED顯示屏的作用 10 102系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 10 10 10 11 11 123系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 13 13 15 17 18 19 21 22 22 22 23 漢字顯示原理 24 254系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) 27 主程序設(shè)計(jì) 275 系統(tǒng)制作與調(diào)試 31 Proteus軟件簡(jiǎn)要介紹 31 仿真過(guò)程 33 硬件制作與調(diào)試 33 硬件電路板的制作 33 系統(tǒng)硬件調(diào)試 34 系統(tǒng)軟件調(diào)試 34結(jié)　　論 36參 考 文 獻(xiàn) 37附 錄 38外文資料原文 38外文資料譯文 44在 學(xué) 取 得 成 果 49致　　謝 501 LED顯示屏的介紹在大型商場(chǎng)、車站、碼頭、地鐵站乃至各類辦事窗口等越來(lái)越多的場(chǎng)合需要用LED點(diǎn)陣來(lái)顯示圖形和漢字。LED顯示技術(shù)行業(yè)已成為一個(gè)發(fā)展迅速的新興產(chǎn)業(yè)，其市場(chǎng)空間巨大，發(fā)展前景廣闊[1]。顯然，LED顯示技術(shù)已成為城市亮化、美化、現(xiàn)代化和信息化的一個(gè)極其重要的標(biāo)志[5]。由于它所具有的發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)靈活、色彩亮麗豐富以及適應(yīng)室內(nèi)室外環(huán)境能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[6]。19世紀(jì)70年代最開始的GaP、GaAsP同質(zhì)結(jié)構(gòu)的紅、黃、綠三色低發(fā)光效率的LED已經(jīng)開始應(yīng)用于指示燈、數(shù)字以及文字的顯示[1,2,3]。到1996年底LED現(xiàn)實(shí)點(diǎn)陣在全世界的銷售額已達(dá)到幾十億美元[7]。盡管多年以來(lái)LED一直受著顏色與發(fā)光效率的限制，但由于GaP和GaAsP 的LED具有壽命長(zhǎng)、可靠性高,工作電流小、可與TTL、CMOS數(shù)字電路模式兼容等許多優(yōu)點(diǎn)因而卻一直受到使用者的青睞[9]。超高亮度(UHB)指的是發(fā)光強(qiáng)度達(dá)到或著超過(guò)100mcd的LED，又稱坎德拉(cd)級(jí)的LED[3]。1991年日本東芝公司和美國(guó)HP公司聯(lián)合研制成InGaA1P 620nm橙色的超高亮度LED，1992年InGaA1p590nm黃色超高亮度LED的實(shí)用化[7,8,11]。1994年日本日亞公司研制成功InGaN 450nm藍(lán)(綠)色超高亮度LED[4]。我國(guó)發(fā)展LED起步于上個(gè)世紀(jì)七十年代，產(chǎn)業(yè)出現(xiàn)于八十年代[13]。通過(guò)幾個(gè)“五年計(jì)劃”推動(dòng)著技術(shù)改造、技術(shù)攻關(guān)以及引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)設(shè)備和部分關(guān)鍵技術(shù)，我國(guó)的LED的生產(chǎn)技術(shù)已向前跨進(jìn)了一大步。漢字顯示屏的主要特征是只控制LED點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制LED的發(fā)光強(qiáng)弱[7]。LED漢字顯示屏的外觀可以做成條形，叫做條形漢字顯示屏，簡(jiǎn)稱條屏；也可以按一定高寬比例做成矩形的平面漢字顯示屏。不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)的LED器件發(fā)光。對(duì)于只控制通斷的漢字顯示屏來(lái)說(shuō)，每個(gè)LED發(fā)光器件占據(jù)數(shù)據(jù)中的1位（1bit），在需要該LED器件發(fā)光的數(shù)據(jù)中相應(yīng)的位填1，否則填0。這樣依照所需顯示的漢字，按顯示屏的各行各列逐點(diǎn)填寫顯示數(shù)據(jù)，就可以構(gòu)成一個(gè)顯示數(shù)據(jù)文件。組成一個(gè)字的點(diǎn)陣，其大小也可以有1612423234848等不同規(guī)格[11]。因而采用點(diǎn)陣式漢字顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。平面顯示屏多用來(lái)顯示比較復(fù)雜的信息，如車站顯示多列列車的到開時(shí)刻、機(jī)場(chǎng)顯示各航班運(yùn)行情況以及證券交易場(chǎng)所顯示股票行情等。點(diǎn)陣顯示器在整個(gè)顯示單元的所有位置上布置了LED器件。因此，點(diǎn)陣顯示器在相同面積情況下，其價(jià)格要比數(shù)碼管貴。而點(diǎn)陣顯示器，它要對(duì)點(diǎn)陣上LED進(jìn)行控制，并能生成所有可能顯示的圖形文字，其顯示數(shù)據(jù)和控制電路自然要復(fù)雜的多。這時(shí)，我們不一定非得采用點(diǎn)陣顯示方式不可。前者因?yàn)榍ё內(nèi)f化，所以必須采用點(diǎn)陣顯示方式；而后者是由數(shù)字、小數(shù)點(diǎn)及正負(fù)號(hào)組成，因而完全可以使用數(shù)碼管等器件進(jìn)行顯示。顯然，在同等條件下，混合屏的造價(jià)要低于點(diǎn)陣屏。漢字顯示屏的顏色，有單色、雙色、和多色幾種。單色屏多使用紅色或橘紅色或橙色LED點(diǎn)陣單元。換句話說(shuō)，對(duì)應(yīng)于每種顏色都有自己的顯示矩陣。事先設(shè)計(jì)好各種顏色的顯示數(shù)據(jù)，顯示時(shí)分別送到各自的顯示點(diǎn)陣，即可實(shí)現(xiàn)預(yù)期效果。 LED顯示屏的動(dòng)態(tài)掃描一個(gè)LED數(shù)碼管需要一個(gè)七段顯示譯碼器驅(qū)動(dòng)，多個(gè)LED組成的多為顯示電路就需要給每個(gè)LED都用一個(gè)譯碼器驅(qū)動(dòng)，這通常稱為靜態(tài)顯示。只要掃描頻率大于50Hz，就觀察不到閃爍現(xiàn)象，人眼看起來(lái)很穩(wěn)定。目前，動(dòng)態(tài)掃描顯示技術(shù)己被廣泛用于新型數(shù)字儀表、智能儀器和智能顯示屏中?！? LED數(shù)碼顯示屏：顯示元器件為七段碼數(shù)碼管，適于制作各類時(shí)鐘屏、利率屏等其它顯示數(shù)字的電子顯示屏。　LED視頻顯示屏：顯示設(shè)備是由許多發(fā)光二極管構(gòu)成，可以顯示視頻以及動(dòng)畫等各種視頻圖像文件[17]?！∈彝怙@示屏：面積一般為幾十平方米甚至幾百平方米，亮度高，可在陽(yáng)光下工作顯像，具有防風(fēng)吹、防雨淋、防潮濕、是應(yīng)工作溫度范圍大等功能[20]。室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ20mm、Φ21mm、Φ22mm、Φ26mm。優(yōu)勢(shì)：原材料成本低最有優(yōu)勢(shì)，且生產(chǎn)加工工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量穩(wěn)定。：為解決點(diǎn)陣屏的色彩問(wèn)題而開發(fā)出的一種方案，借鑒戶外顯示屏技術(shù)的一種方案，同時(shí)將戶外的像素復(fù)用技術(shù)（也叫像素共享技術(shù)，虛擬像素技術(shù)）移用到了室內(nèi)顯示屏中來(lái)。缺點(diǎn)：混色的效果不佳，視角不夠開闊，水平方向左右視角觀看會(huì)有色差。實(shí)際像素分辨率很難做到10000點(diǎn)以上。優(yōu)勢(shì)：色彩一致性較高，視角等重要顯示指標(biāo)是現(xiàn)有方案里最好的一種，尤其是三合一表貼的混色效果更為出色。：實(shí)際就是單燈方案的一種改進(jìn)形式，現(xiàn)在還處于完善進(jìn)程之中。缺點(diǎn)：加工還是較為復(fù)雜，抗靜電要求顯得略高。（2）起到店面裝飾美化，提高企業(yè)文化檔次的作用。（4）起到知識(shí)普及的作用（可用于播放企事業(yè)單位的產(chǎn)品的小信息，相關(guān)行業(yè)的知識(shí)等）。高效、低成本）。上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)及各種貴賓蒞臨參觀、指導(dǎo)時(shí)通過(guò)顯示屏幕可以播放歡迎詞。不可否認(rèn)，商家建立廣告牌的最終目標(biāo)就是要宣傳商品信息，吸引目標(biāo)顧客注意力，盡最地大可能賺取最大的利潤(rùn)?！∧壳坝捎贚ED顯示屏造價(jià)較為昂貴，主要應(yīng)用于比較高檔的場(chǎng)合，主要集中在眾多城市的繁華場(chǎng)所，作為多媒體廣告的一個(gè)重要部分。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們生活水平的提高， LED顯示屏將逐漸應(yīng)用于各個(gè)行業(yè)以及人民生活的各個(gè)領(lǐng)域。本次設(shè)計(jì)所借助的單片機(jī)為AT89C51，研究以其使LED顯示屏實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)顯示漢字的方法，研究應(yīng)用Proteus軟件設(shè)計(jì)LED滾動(dòng)漢字顯示器電路和仿真，研究Keil軟件編譯調(diào)試程序，并模擬仿真出LED滾動(dòng)漢字顯示屏。例如AT89C51芯片的一些工作原理是基于MCS—51的基礎(chǔ)上通過(guò)改進(jìn)改善完成的。三極管和74LS154的工作原理也分別在模擬與數(shù)子電路里介紹過(guò)的。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在學(xué)校學(xué)習(xí)的理論知識(shí)與實(shí)賤應(yīng)用有機(jī)地結(jié)合了起來(lái)，同時(shí)也培養(yǎng)我獨(dú)立思考、勇于創(chuàng)新的科學(xué)態(tài)度和鉆研精神，也使我在踏上工作崗位做了一次提前的鍛煉。（2）行列電路設(shè)計(jì)，分析電路圖確定整個(gè)系統(tǒng)大概的規(guī)模。（4）確定所需的元器件，然后通過(guò)電路圖進(jìn)行連接。（6）最終能在模擬的LED電路板上顯示所要的漢字。其技術(shù)線路是這樣的，通過(guò)程序控制AT89C51芯片輸出高低電平，通過(guò)輸出的高低電平分別控制不同區(qū)域LED的亮和滅，最終達(dá)到顯示所要顯示內(nèi)容的目標(biāo)。漢字的顯示要通過(guò)行掃描與列掃描來(lái)完成，把行總線與列總線連接在單片機(jī)的I/O口，然后把需要掃描的代碼送入總線中，即可實(shí)現(xiàn)漢字的顯示。，我簡(jiǎn)要畫出該系統(tǒng)的框圖。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，能夠進(jìn)行1 000次寫／擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時(shí)間為10年。因此，在智能化電子設(shè)計(jì)與制作過(guò)程中經(jīng)常用到AT89C51芯片。復(fù)位電路采用簡(jiǎn)易的上電復(fù)位電路，主要由電阻R1 ，R2，電容C1 ，開關(guān)K 組成，分別接至AT89C51的RST復(fù)位輸人端。我們把行列總線接在單片機(jī)的I/O口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線，就可以得到顯示的漢字了。漢字掃描顯示的基本過(guò)程是這樣的：通電后由于電阻R ，電容cl的作用，使單片機(jī)的RST復(fù)位腳電平先高后低，從而達(dá)到復(fù)位；之后，在C、C3 、X 以及單片機(jī)內(nèi)部時(shí)鐘電路的作用下，單片機(jī)AT89C51按照設(shè)定的程序在P2和P0接口輸出與內(nèi)部漢字對(duì)應(yīng)的代碼電平送至LED點(diǎn)陣的行列線(高電平驅(qū)動(dòng))，從而選中相應(yīng)的象素LED發(fā)光，并利用人眼的視覺暫留特性合成整個(gè)漢字的顯示。 點(diǎn)陣式LED滾動(dòng)漢字顯示屏硬件電路設(shè)計(jì)框圖如圖一所示。本設(shè)計(jì)的核心是利用單片機(jī)讀取顯示字型碼，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)1616 LED點(diǎn)陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)列掃描，以實(shí)現(xiàn)漢字的滾動(dòng)顯示。電源電路通過(guò)變壓整流元件為單片機(jī)和其他電路提供穩(wěn)定的+5V工作電壓，時(shí)鐘電路是單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路，復(fù)位電路可在需要時(shí)，手動(dòng)使單片機(jī)程序計(jì)數(shù)器復(fù)位清零。在Proteus軟件中，單片機(jī)模型本身包含了工作電源和可改變的工作頻率，因此在仿真時(shí)無(wú)需設(shè)計(jì)電源電路和時(shí)鐘電路。1616點(diǎn)陣的陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)由P0口經(jīng)輸出緩沖器構(gòu)成，在本設(shè)計(jì)中需要用兩片，分別送出上8行和下8行的字型碼。RP3為排阻，含有8個(gè)電阻，作P0口各位的上拉電阻，以保證P0口能夠輸出高電平。本設(shè)計(jì)的核心是利用單片機(jī)讀取顯示字型碼，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)1616 LED點(diǎn)陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)列掃描，以實(shí)現(xiàn)漢字的滾動(dòng)顯示。漢字點(diǎn)陣控制電路選用AT89C51。在Proteus軟件中，單片機(jī)模型本身包含了工作電源和可改變的工作頻率，因此在仿真時(shí)無(wú)需設(shè)計(jì)電源電路和時(shí)鐘電路。1616點(diǎn)陣的陽(yáng)極驅(qū)動(dòng)由P0口經(jīng)輸出緩沖器輸出，在本設(shè)計(jì)中需要用兩片，分別送出上8行和下8行的字型碼。RP3為排阻，含有8個(gè)電阻，作P0口各位的上拉電阻，以保證P0口能夠輸出高電平。譯碼器是一個(gè)多輸入、多輸出的組合邏輯電路。74HC138為變量譯碼器，也稱二進(jìn)制譯碼器，它是一種四線—十六線譯碼器, 譯碼的輸入端有4個(gè)，輸出端有16個(gè)，并有兩個(gè)選通端（使能端），當(dāng)選通端2均為低電平時(shí)，譯碼器處于工作狀態(tài)，可將地址輸入端（A0～A3）的二進(jìn)制編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端以低電平譯出[18]?！珵樽g碼輸出端，輸出是低電平有效，即在選通時(shí)，每輸入一個(gè)二進(jìn)制代碼將使對(duì)應(yīng)的一個(gè)輸出端為低電平，而其它輸出端均為高電平的無(wú)效信號(hào)，也可以說(shuō)對(duì)應(yīng)的輸出端被“譯中”[19]。該器件采用ATMEL公司高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS51指令集和輸出管腳相兼容。他是一種高效微型控制器，它靈活性高，價(jià)格低廉，常用于嵌入式控制系統(tǒng)。 AT89C51芯片引腳圖AT89C51擁有40個(gè)引腳，