【正文】 10 主控芯片的考慮 10 關(guān)于現(xiàn)實(shí)內(nèi)容的更新 10 總體電路結(jié)構(gòu)及工作原理 10 硬件電路框圖 11 工作原理 11 第 4 章 硬件電路設(shè)計(jì) 12 LED 點(diǎn)陣模塊的選擇 12 行驅(qū)動(dòng)電路 13 列掃描電路 15 串口通訊 17 RS232 總線標(biāo)準(zhǔn) 17 RS232C 接口電路 17 主控芯片 19 第 5 章 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) 24 開(kāi)發(fā)工具及語(yǔ)言 24 編程思想 24 字模處理 25 左移效果 26 拉幕效果 27 串口通信 28 通訊基礎(chǔ)知識(shí) 28 Msm 通訊控件簡(jiǎn)介 29 Msm 控件的主要屬性和方法 29 CommEvent 屬性 29 Msm 控制使用示例 31 數(shù)據(jù)的發(fā)送 31 數(shù)據(jù)的接受 32 第 6 章 Proteus 軟件仿真 33 Proteus 軟件介紹 33 軟件特點(diǎn) 33 軟件仿真 33 第 7 章 PCB 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35 PCB 設(shè)計(jì)平臺(tái) 35 元件布局及 PCB 整體結(jié)構(gòu)工藝 35 布線工藝及準(zhǔn)則 35 第 8 章 結(jié)論與展望 37 致 謝 38 參考文獻(xiàn) 39 附 錄 40 摘 要 本設(shè)計(jì)使用的是 ATMEL 公司生產(chǎn)的 AT89C52 單片機(jī)作為控制核心，通過(guò)控制3216 的 LED 點(diǎn)陣電子顯示屏使其擁有多種顯示方式。單片機(jī)控制程序采用單片機(jī) C51 語(yǔ)言進(jìn)行 編輯，通過(guò)編程控制各個(gè)顯示點(diǎn)對(duì)應(yīng) LED 陽(yáng)極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點(diǎn)的亮滅。顯示屏采用 32*16 的 LED 點(diǎn)陣，可同時(shí)顯示兩個(gè)漢字或單色圖像。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了單片機(jī)與 PC 機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸及存儲(chǔ)，并能利用軟件方便的進(jìn)行顯示內(nèi)容的多樣變化，另一方面點(diǎn)陣顯示屏廣泛的應(yīng)用于醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、銀行等公共場(chǎng)所，所以本設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性。 關(guān)鍵詞：?jiǎn)纹瑱C(jī)， LED 點(diǎn)陣顯示屏， C 語(yǔ)言， 串口通信 ABSTRACT The design uses the AT89C52 of the ATMEL microcontroller as the main controller, the system controlling the 32*16 LED dot matrix display and make it have a variety of electronic display. Microprocessor control program for editing though the language of C51, programmatically control all display points corresponding to the anode and cathode of the LED and can effectively control the display light off or on. The dot matrix character display data can be written by themselves or can also be extracted from the standard font. The screen with 32*16 of the LED dot matrix can simultaneously display two characters or monochrome image .The display is dynamic display and can make the static graphics or text can be achieved and many moved out of the display. The Design and Implementation of a microcontroller and PC data transfer between PC and can easily use the software to display a lot of content. And dot matrix display screen widely used in hospitals, airports, banks and other public places. Therefore, the design has a strong practical application. This article details the LED dot matrix display screen hardware design ideas in various parts of the hardware circuit function and the principle of corresponding software, programming and the use of descriptions. Keywords: MCU, Light Emitting Diode Panel, C, Serial Data Transfer 第 1 章 緒 論 LED 顯示屏概述 LED 顯示屏（ Light Emitting Diode Panel）：又叫電子顯示屏或者飄字屏幕。通常由顯示模塊、控制系統(tǒng)及電源系統(tǒng)組成。 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(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來(lái)是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型 化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定。 LED 顯示屏的發(fā)展 1970 年代最早的 GaP、 GaAsP 同質(zhì)結(jié)紅、黃、綠色低發(fā)光效率的 LED 已開(kāi)始應(yīng)用于指示燈、數(shù)字和文字顯示。到 1996 年 LED 在全世界的銷售額已達(dá)到幾十億美元。 最近十年，高亮度化、全色化一直是 LED 材料和器件工藝技術(shù)研究的前沿課題。高亮度 A1GaInP 和InGaN LED 的研制進(jìn)展十分迅速，現(xiàn)已達(dá)到常規(guī)材料 GaA1As、 GaAsP、 GaP 不可能達(dá)到的性能水平。同年，東芝公司研制 InGaA1P 573nm 黃綠色超高亮度 LED，法向光強(qiáng)達(dá) 2cd。至此，彩色顯示所需的三基色紅、綠、藍(lán)以及橙、黃多種顏色的 LED 都達(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成為現(xiàn)實(shí)。全國(guó)約有 100 多家企業(yè)， 95%的廠家都從事后道封裝生產(chǎn)，所需管芯幾乎全部從國(guó)外進(jìn)口。 LED 顯示屏的分類 單基色顯示屏 :單一顏色（紅色或綠色）。 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)種色。 LED 點(diǎn)陣 圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。 室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點(diǎn)較小，一般Φ 3mmΦ 8mm，顯示面積一般幾至十幾平方米。 室內(nèi)屏（按直徑分）：Φ 3mm、Φ 、Φ 5mm、 室外屏（按間 距分）： PH PH1 PH1 PH1 PH PH2 、...... 、橫向滾動(dòng)、垂直滾動(dòng)和翻頁(yè)顯示等。顯示效果好，功耗小，且比采用 7219 電路的成本更低。 ，提高企業(yè)檔次的作用。 。（促銷，招聘信息發(fā)布） 。 LED 顯示屏的特點(diǎn) ：戶外 LED 顯示屏的亮度大于 8000mcd/m，是目前唯一能夠在戶外全天候使用的大型顯示終端；戶內(nèi) LED 顯示屏的亮度大于 2020md/m2。視角的大小取決于 LED 發(fā)光二極管的形狀。 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用的控制芯片是 AT89C52，顯示設(shè)備為 LED 顯示屏，該顯示屏如果只實(shí)時(shí)顯示一些圖形、文字對(duì)主控芯片要求不高， 89C52 系列的單片機(jī)完全可以勝任，而且信 息的內(nèi)容和屏與屏切換相對(duì)穩(wěn)定，不需要固定計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)服務(wù)。采用了習(xí)慣的 Windows 窗體，開(kāi)啟文本編輯區(qū)，完成圖形和文字的編輯工作。通過(guò)采用 PC 與單片機(jī)的串口通訊方式，將數(shù)據(jù)通過(guò) COM 口發(fā)送給單片機(jī)，從而完成信息的傳輸。 設(shè)計(jì)的意義和目的 設(shè)計(jì)的意義： ，通過(guò)在學(xué)校學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了一些信息時(shí)代生存與發(fā)展必需的信息技術(shù)基礎(chǔ)知識(shí)和 基本技能，具備了在日常生活與學(xué)習(xí)中應(yīng)用信息技術(shù)解決問(wèn)題的基本態(tài)度與基本能力。 設(shè)計(jì)的目的： 通過(guò)理論課的學(xué)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí) ,學(xué)生已經(jīng)掌握了不少理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)去分析和解決實(shí)際問(wèn)題才是最終目的。它以其色彩鮮 艷，動(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。 LED 顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，當(dāng)前的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)受到各領(lǐng)域的關(guān)注和支持，其投資環(huán)境日益良好。它是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的顯示方式，用來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕 。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；視頻顯示屏采用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，圖文、圖像并茂，以實(shí)時(shí)、同步、清晰的信息傳播方式播放各種信息，還可顯示二維、三維動(dòng)畫、錄像、電視、 VCD 節(jié)目以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況。目前我國(guó)的普綠和高亮度純紅LED 已基本實(shí)現(xiàn)商品化，我國(guó)國(guó)家光電子工藝中心正在從事以 III～ V 族半導(dǎo)體量子 阱結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的新一代光點(diǎn)器件研究開(kāi)發(fā)，承擔(dān)國(guó)家 863 計(jì)劃項(xiàng)目“藍(lán)光LED 研制 和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)”；我國(guó)方大集團(tuán)與科研所合作，該集團(tuán)首期投資 8000 萬(wàn)，形成年產(chǎn) 億支藍(lán)光 LED 的生產(chǎn)能力。就目前我國(guó)市場(chǎng)規(guī)模每年約為 ～ 4 億人民幣。 課題背景簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)是結(jié)合自己在學(xué)校學(xué)習(xí)所掌握的理論基礎(chǔ)知識(shí)，結(jié)合本設(shè)計(jì)相關(guān)的一些資料準(zhǔn)備，經(jīng)過(guò)查詢相關(guān)書(shū)籍和雜志，掌握基本原理然后分模塊設(shè)計(jì)，之后在電腦上用 Proteus 軟件進(jìn)行仿真測(cè)試，已證實(shí)設(shè)計(jì)的可行性。 第 2 章 顯示原理及控制方式 LED 點(diǎn)陣顯示屏模塊 LED 點(diǎn)陣顯示模塊，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹(shù)脂和塑模封 裝而成。 LED 點(diǎn)陣有 5 5 8 1616 等等 8*8LED 陣列而言，若要顯示“公”，則可將各行顯示數(shù)據(jù)列出： 圖 文字編碼 表 各列數(shù)據(jù) 掃描順序 顯示數(shù)據(jù) 二進(jìn)制 顯示數(shù)據(jù) 16 進(jìn)制 第 1 行 00001000B 0x08 第 2 行 00100100B 0x24 第 3 行 01010010B 0x52 第 4 行 01001000B 0x48 第 5 行 01000001B 0x41 第 6 行 00100010B 0x22 第 7 行 01000100B 0x44 第 8 行 00001000B 0x08 LED 陣列的顯示方式就是按顯示數(shù)據(jù)編碼的順序，一行一行地顯示。同樣地，若要顯示第二行，則先將第二行的顯示數(shù)據(jù) 00100100 送至 LED 陣列的列引腳，再將“ 01000000”掃描信號(hào)送至LED 陣列的列引腳，即可顯示第二行，此時(shí)其他行并不顯示 ??以此類推，如表 所示 第一條掃描線 掃描信號(hào)： 10000000 顯示信號(hào)： 00001000 第二條掃描線 掃描信號(hào)： 01000000 顯示信號(hào)： 00100100 第三條掃描線 掃描信號(hào)： 00100000 顯示信號(hào)： 01010010 第四條掃描線 掃描信號(hào)： 00010000 顯示信號(hào)： 01001000 第五條掃描線 掃描信號(hào)： 00001000 顯示信號(hào)： 01001001 第六條掃描線 掃描信號(hào)： 00000100 顯示信號(hào)： 00100010 第七條掃描線 掃描信號(hào)： 00000010 顯示信號(hào)： 01000100 第八條掃描線 掃描信號(hào)： 00000001 顯示信號(hào)： 00001000 表 各條掃描線 如果按照上表的顯示順序進(jìn)行顯示，每行的顯示時(shí)間約 4 毫秒，由于人類視覺(jué)瞬時(shí)現(xiàn)象，將感覺(jué)到 8 行 LED 同時(shí)顯示的樣子，如圖 所示。 圖 數(shù)據(jù)掃描 LED 常見(jiàn)的控制方式分析 隨著廣告屏顯示內(nèi)容的多媒體化，對(duì)控制器傳輸速度，運(yùn)算能力的要求越來(lái)越高。不同功能檔次的廣告屏對(duì)應(yīng)著不同的處理器。因受到單片機(jī)運(yùn)算速度及通信速率的限制， LED 動(dòng)態(tài)顯示的刷新率不可能做得太高。除此之外，傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)的內(nèi)部資源貧乏，僅 128 字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，幾 K 字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，無(wú) E2PROM， SPI。因此， 8051 控制的條屏只能用于顯示內(nèi)容及其簡(jiǎn)單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場(chǎng)合。因 PIC 單片機(jī)是 RISC 架構(gòu)的工業(yè)專用單片機(jī)，處理指令的速度有所增加，抗干擾能力優(yōu)秀，型號(hào)種類繁多。因此，以 PIC 單片機(jī)為控制器的條屏目前仍是單色條屏市場(chǎng)的主流。 FPGA 以高速、并行著稱。用他作為 LED 顯示屏的控制器，能夠高速的處理色階 PWM 信號(hào)、高速的完成 動(dòng)態(tài)掃描邏輯、高速的完成字符移動(dòng)算法。但是其成本較高，開(kāi)發(fā)難度較大。 AR