【正文】 變了硬件，軟件編寫可以采用自頂向下的設(shè)計(jì)方案，而且可以多個人分工并行工作這樣便縮短了開發(fā)周期和上市時間，有利于在激烈的市場競爭中搶占先機(jī)。（3）EDAEDA(即Electronic Design Automation) 即電子設(shè)計(jì)自動化，它是以計(jì)算機(jī)為工具，在EDA 軟件平臺上，對用硬件描述語言HDL 完成的設(shè)計(jì)文件自動地邏輯編譯、邏輯化簡、邏輯分割、邏輯綜合及優(yōu)化、邏輯布局布線、邏輯仿真，直至對于特定目標(biāo)芯片進(jìn)行適配編譯、邏輯影射和編程下載等。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?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于通信、便攜式計(jì)算機(jī)和便攜式儀表、雷達(dá)、圖像、航空、家用電器、醫(yī)療設(shè)備等領(lǐng)域，DSP具有修正的哈佛結(jié)構(gòu)，多總線技術(shù)以及流水線結(jié)構(gòu)。（2）DSP 芯片DSP 又叫數(shù)字信號處理器。隨著超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，NMOS工藝單片機(jī)被CMOS代替，并開始向HMOS 過渡。它們的價格也高低不等，這樣極大地滿足了開發(fā)者的選擇自由。它有很強(qiáng)的接口性能，非常適合于工業(yè)控制,因此又叫微控制器(MCU)。其常用的電子設(shè)計(jì)方法有單片機(jī)、DSP、及EDA技術(shù)。PC機(jī)通過通信部分向控制部分發(fā)送控制指令和顯示內(nèi)容代碼，控制部分執(zhí)行顯示指令并將顯示代碼處理后控制顯示部分的顯示內(nèi)容和顯示方式。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系統(tǒng)兼容。 第2章 方案論證與選擇 系統(tǒng)硬件方案大多數(shù)的LED顯示屏都在戶外，所以對硬件的質(zhì)量要求非常的高。第四部分是系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)，主要是用匯編語言對圖形漢字編程設(shè)計(jì)；第五部分是程序仿真。把系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)作為第二部分，在這部分里介紹了各種元器件以及芯片的選擇； 第三部分是硬件電路的設(shè)計(jì)；主要對AT89C51芯片的具體介紹，時鐘電路，復(fù)位電路，74HC154譯碼電路，點(diǎn)陣式漢字LED顯示屏電路設(shè)計(jì)等一些硬件進(jìn)行分析。（6） 最終能在LED電路板上顯示所要的圖形或漢字。（4） 確定所需的元器件，然后通過電路圖進(jìn)行連接。（2） 行列電路設(shè)計(jì)，分析電路圖確定整個系統(tǒng)大概的規(guī)模。（8） 廣告媒體新產(chǎn)品等。（6） 調(diào)度指揮中心信息顯示。（4） 體育場館信息顯示。（2） 機(jī)場航班動態(tài)信息顯示。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。LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。 平頂山工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 基于單片機(jī)的點(diǎn)陣顯示設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄 第1章 緒 論 1 課題背景 1 論文設(shè)計(jì)要求 1 設(shè)計(jì)內(nèi)容 2第2章 方案論證與選擇 3 系統(tǒng)硬件方案 3 顯示屏主控制器 3 通信系統(tǒng) 4 LED點(diǎn)陣顯示屏 5 硬件設(shè)計(jì)方案 6 系統(tǒng)軟件方案 7 單片機(jī)編程語言 7 系統(tǒng)軟件編譯器介紹 8 上位機(jī)控制傳輸軟件 8第3章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 9 硬件整體設(shè)計(jì)概述及功能分析 9 控制單元設(shè)計(jì) 10 AT89C51簡介 10 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 譯碼電路設(shè)計(jì) 14 74HC154 46 線譯碼器 14 74HC154譯碼電路 16 通信系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 16 電源設(shè)計(jì) 17 大屏幕LED顯示屏 18第4章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 20 程序設(shè)計(jì) 20 顯示程序的設(shè)計(jì) 21 LED顯示屏的顯示方式 21 點(diǎn)陣數(shù)據(jù)表達(dá)方式 21 顯示程序的設(shè)計(jì) 22 通信程序的設(shè)計(jì) 24第5章 仿真調(diào)試 26 程序編寫 26 硬件仿真 28 仿真結(jié)果 30結(jié) 論 31參考文獻(xiàn) 32附錄1： 硬件原理圖 33附錄2： 設(shè)計(jì)程序 34 2 第1章 緒 論 課題背景LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，顯示屏由幾萬至幾十萬個半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)。而藍(lán)色和純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。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。LED顯示屏的應(yīng)用涉及社會經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括：（1） 證券交易、金融信息顯示。（3） 港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。（5） 道路交通信息顯示。（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。 論文設(shè)計(jì)要求 針對設(shè)計(jì)題目的特點(diǎn)，對論文的設(shè)計(jì)內(nèi)容要求如下：（1） 利用單片機(jī)控制技術(shù)控制LED的顯示，再結(jié)合單片機(jī)的程序作線路布置，即硬件設(shè)計(jì)。（3） 進(jìn)行系統(tǒng)分析，通過系統(tǒng)分析，確定該系統(tǒng)該具有那些功能，有那些模塊，各個模塊之間是怎樣聯(lián)系的，以及怎樣組合的。（5） 集合程序調(diào)試，調(diào)試整個的系統(tǒng)模塊的功能，看各個功能是否能正常運(yùn)行，并找出程序中的錯誤，改正這些錯誤。 設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)在緒論里主要介紹LED顯示的發(fā)展背景，設(shè)計(jì)內(nèi)容的要求，本設(shè)計(jì)的章節(jié)結(jié)構(gòu)安排及使用的技術(shù)。這一部分是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。第六部分是總結(jié)，參考文獻(xiàn)和附錄。為方便檢修和維護(hù)硬件電路設(shè)計(jì)時常常采用模塊化的設(shè)計(jì)方法。如圖21所示,根據(jù)顯示系統(tǒng)的功能特點(diǎn)確定系統(tǒng)硬件由顯示屏部分，控制部分，通信系統(tǒng)及PC機(jī)四部分組成。 PC機(jī) 通信部分 控制部分 顯示部分 PC機(jī) 通信部分 控制部分 顯示部分圖21系統(tǒng)硬件組成框圖 顯示屏主控制器控制部分是整個系統(tǒng)的核心部分，其功能為與上位機(jī)通信接收上位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)和控制指令處理過后控制顯示部分顯示內(nèi)容。幾種設(shè)計(jì)方法比較各有其特點(diǎn)：（1）單片機(jī)單片機(jī)是集成了CPU，ROM，RAM和I/ O口的微型計(jì)算機(jī)。單片機(jī)品種齊全,型號多樣 CPU 從8，16，32到64位，多采用RISC 技術(shù)，片上I/O非常豐富，有的單片機(jī)集成有A/ D，“ 看門狗”，PWM，顯示驅(qū)動，函數(shù)發(fā)生器，鍵盤控制等。除此之外單片機(jī)還具有低電壓和低功耗的特點(diǎn)。供電電壓由5V 降到3V，2V甚至到1V，工作電流由m A降至μA ，這在便攜式產(chǎn)品中大有用武之地。顧名思義，DSP主要用于數(shù)字信號處理領(lǐng)域，非常適合高密度，重復(fù)運(yùn)算及大數(shù)據(jù)容量的信號處理。將程序與數(shù)據(jù)存儲器分開，使用多總線，取指令和取數(shù)據(jù)同時進(jìn)行，以及流水線技術(shù)，這使得速度有了較大的提高。而DSP 依靠硬件乘法器單周期完成乘法運(yùn)算，而且還具有專門的信號處理指令，如TM320 系列的FIRS ，LMS，MACD指令等。設(shè)計(jì)者只需用HDL 語言完成系統(tǒng)功能的描述，借助EDA工具就可得到設(shè)計(jì)結(jié)果,將編譯后的代碼下載到目標(biāo)芯片就可在硬件上實(shí)現(xiàn)。而且MCU和DSP都是通過串行執(zhí)行指令來實(shí)現(xiàn)特定功能，不可避免低速，而FPGA/CPLD則可實(shí)現(xiàn)硬件上的并行工作，在實(shí)時測控和高速應(yīng)用領(lǐng)域前景廣闊；另一方面，F(xiàn)PGA/CPLP器件在功能開發(fā)上是軟件實(shí)現(xiàn)的，但物理機(jī)制卻和純硬件電路一樣，十分可靠?，F(xiàn)在市場上常用的單片機(jī)主要有MCS5AVR、ARM、PIC等。且51系列的I/O腳的設(shè)置和使用非常簡單，當(dāng)該腳作輸入腳使用時，只須將該腳設(shè)置為高電平（復(fù)位時，各I/O口均置高電平）。所以在控制部分方案的選擇中選定51系列單片機(jī)作為控制部分的核心器件。因?yàn)橥ǔＧ闆r下顯示屏和上位機(jī)的距離不會很遠(yuǎn)，所以通信距離的要求不是很高。（1）并行通信并行通信時數(shù)據(jù)的各個位同時傳送，可以字或字節(jié)為單位并行進(jìn)行。（2）串行通信串行通信數(shù)據(jù)是一位一位順序傳送，只用很少幾根通信線，串行傳送的速度低，但傳送的距離長，因此串行適用于長距離而速度要求不高的場合。因此，當(dāng)計(jì)算機(jī)向外發(fā)送數(shù)據(jù)時，必須將并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為串行數(shù)據(jù)再發(fā)送。這種轉(zhuǎn)換即可以用硬件實(shí)現(xiàn)也可以用軟件實(shí)現(xiàn)。通用的通用異步接收/發(fā)送器，簡稱UART（Universal Asynchronism Receiver/Transmitter）是完成這一功能的硬件電路。 綜上所述，題目設(shè)計(jì)已經(jīng)選定了單片機(jī)為開發(fā)方式而單片機(jī)的UART已經(jīng)集成在單片機(jī)內(nèi)，所以通信系統(tǒng)選擇串行通信為通信方式。由于單片機(jī)的I/O口有限要不能直接用I/O口來驅(qū)動LED顯示屏，所以需要對單片機(jī)IO口進(jìn)行擴(kuò)展增加單片機(jī)并行輸出的能力。構(gòu)成LED屏幕的方法有兩種，一是由單個的發(fā)光二極管逐點(diǎn)連接起來，如圖22所示；二是選用一些由單個發(fā)光二極管構(gòu)成的LED點(diǎn)陣子模塊構(gòu)成大的LED點(diǎn)陣模塊。這就加大了維修的成本。為了避免模塊的缺點(diǎn)，選擇點(diǎn)陣數(shù)較小的模塊來減小出現(xiàn)這一問題的風(fēng)險。圖 22 LED點(diǎn)陣圖一個1616的LED顯示屏行和列各有16支引腳，不能單靠51單片機(jī)的端口驅(qū)動所以必須要對單片機(jī)的端