【正文】 的顯示系統(tǒng)。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新的臺階。 第三階段從 1999 年開始，紅、純綠、純藍(lán) LED 大量涌入我國，同事國內(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的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進(jìn)入體育場館、會展中心、廣場等公共場所，從而將國內(nèi)的大屏幕帶入全彩時代。據(jù)不完全統(tǒng)計，世界上目前至少有 150 家廠商生產(chǎn)彩屏，其中產(chǎn)品齊全、規(guī)模較大的公司約有 30 家左右。另外， SMT 技術(shù)的飛速發(fā)展，開關(guān)電源的大規(guī)模使用，使其無論在體積上還是在可靠性上都比傳統(tǒng)的霓虹燈廣告有明顯的優(yōu)勢，為其在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。與傳統(tǒng)的顯示設(shè)備相比，首先，LED 顯示屏色彩豐富， 3 基色的發(fā)光管的可以顯示全彩色，顯示顯示方式變化多樣（文南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 3 字、圖形、動畫、視頻、電視畫面等）、亮度高，是集光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的高技術(shù)產(chǎn)品，可用來顯示文字、計算機屏幕同步的圖形。再次， LED 顯示屏應(yīng)用廣泛，金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛樂等方面，顯示效果清晰穩(wěn)定，越來越多的地方開始使用 LED電子顯示屏，有巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。 課題研究的意義 LED 顯示屏的應(yīng)用涉及社會經(jīng)濟的許多領(lǐng)域，主要包括證券交易、金融信息顯示，機場航班動態(tài)信息顯示，港口、車站旅客引導(dǎo)信息 顯示，體育場館信息顯示，道路交通信息顯示，調(diào)度指揮中心信息顯示，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，是一個很好的廣告媒體。 LED 之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點分不開的。在上海世博會的籌建中， LED 屏幕廣告牌就得到廣泛應(yīng)用 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)光均勻性以及可靠性、全色化方向發(fā)展。 （ 2） 效能：消耗能量比同光效的白熾燈減少 80%。 （ 4） 穩(wěn)定性： 10 萬小時，光衰為初始的 50%。 （ 6） 對環(huán)境污染：無有害金屬汞。 （ 2）顯示應(yīng)用：指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等， LED 用于顯示屏幕的應(yīng)用約占 LED 應(yīng)用的 20%—25%，顯示屏幕可分為單色和彩色。由于 LED 尺寸小，便于動態(tài)的亮度和顏色控制，因此比較適合用于建筑裝飾照明。以及投影儀用 RGB光源?？梢韵嘈?， LED 電子顯示屏 以其色彩鮮亮奪目，大的顯示信息量，壽命長，耗電量小，重量輕，空間尺寸小，穩(wěn)定性高，易于操作。 南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 5 第二章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 總體設(shè)計方案 本課題基于單片機設(shè)計戶外 LED電子廣告牌， 利用單片機驅(qū)動顯示屏工作。 硬件電路大致上可以分成單片機系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動電路和行驅(qū)動電路以及LED 點陣陣列三大部分。 圖 21 系統(tǒng)總體硬件電路圖 鑒于所設(shè)計的任務(wù)是一個 16x16LED 陣列的電子廣告牌，因此可以用 8x8 的點陣屏4 塊來級聯(lián)實現(xiàn)，此時點陣屏的行列各為 16 管腳，需要擴展口，因此采用 74LS138 串行輸入并行輸出來實現(xiàn)。所有的行（ X0X7）都通過排阻接到單片機的 P0 口上，所有的列（ Y00Y0 Y10Y1Y20Y2 Y30Y37）接到不同的 74LS138(U2， U3， U4， U5)上， U2 控制 U6， U3 控制 U7， U4 控制 U8,U5 控制 U9。 由于 LED點陣顯示屏由單片機控制部分和顯示驅(qū)動部分組成，單片機我選擇最常見的 ATMEL公司的 AT89C52 單片機。并且該單片機經(jīng)濟實用，使用廣泛。 下面是對單片機 AT89C52 的簡介。 其主要功能特性有： 兼容 MCS51 指令系統(tǒng) 8k 可反復(fù)擦寫 (大于 1000 次） Flash ROM； 32 個雙向 I/O 口； 256x8bit 內(nèi)部 RAM； 3 個 16 位可編程定時 /計數(shù)器中斷； 時鐘頻率 024MHz； 2 個串行 中斷，可編程 UART串行通道； 2 個外部中斷源，共 8 個中斷源； 2 個讀寫中斷口線， 3 級加密位； 低功耗空閑和掉電模式， 軟件 設(shè)置睡眠和喚醒功能； 1有 PDIP、 PQFP、 TQFP 及 PLCC 等幾種封裝形式，以適應(yīng)不同產(chǎn)品的需求。作為輸出口用時，每位能吸收 電流的方式驅(qū)動 8 個 TTL邏輯門電路，對端口 P0 寫 “1”時，可作為高阻抗輸入端用。在 Flash 編程時，P0 口接收指令字節(jié)，而在程序校驗時，輸出指令字節(jié)，校驗時，要求外接上拉電阻。對端口寫 “1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 7 拉到高電平，此時可作輸入口。 P2 口： P2 是一個帶有內(nèi)部上拉電阻的 8 位雙向 I/O 口， P2 的輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。 在訪問外部程序存儲器或 16 位地址的外部數(shù)據(jù)存儲器（例如執(zhí)行 MOVX DPTR 指令）時， P2 口送出高 8 位地址數(shù)據(jù)。 Flash 編程或校驗時， P2 亦接收高位地址和一些控制信號。 P3 口輸出緩沖級可驅(qū)動（吸收或輸出電流） 4 個 TTL 邏輯門電路。此時，被外部拉低的 P3 口將用上拉電阻輸出電流。 RST(復(fù)位輸入 )：當(dāng)振蕩器工作時， RST引腳出現(xiàn)兩個機器周期以上 高電平將使單片機復(fù)位。一般情況下， ALE仍以時鐘振蕩頻率的 1/6 輸出固定的脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。對 Flash 存儲器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（ PROG）。在此期間，當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲器，將跳過兩次 PSEN 信號。欲使 CPU 僅訪問外部程序存儲器（地址為0000H—FFFFH）， EA 端必須保持低電平（接地）。 XTAL1： 振蕩器反相放大器的及內(nèi)部時鐘發(fā)生器的輸入端。 74LS138 芯片。 鐘脈沖電路 AT89C52 單片機的最高時鐘脈沖頻率已經(jīng)達(dá)到了 24MHz ，它內(nèi)部已經(jīng)具備了振蕩電路，只要在 AT89C52 的兩個引腳（即 1 18 腳）連接到簡單的石英振蕩晶體的 2個管腳即可，同時晶體的 2 個管腳也要用 30pF 的電容耦合到地。由單片機控制的系統(tǒng)無法繼續(xù)工作 ,會造成整個系統(tǒng)的陷入停滯狀態(tài) ,發(fā)生不可預(yù)料的后果。 AT89C52 的復(fù)位引腳（ RESET）是第 9 腳，當(dāng)此引腳連接高電平超過 2 個機器周期，即可產(chǎn)生復(fù)位的動作。S，因此，在第 9 腳上連接一個 2μS 的高電平脈沖，即可產(chǎn)生復(fù)位動作。穩(wěn)壓電路的作用是當(dāng)電網(wǎng)電壓波動、負(fù)載和溫度變化時，維持輸出直流電壓穩(wěn)定。在經(jīng)過這四部分之后可以得到比較平滑穩(wěn)定的直流電源，但是通常這樣得到的電壓還會隨電網(wǎng)電壓波動（一般有 177。 單片機 AT89C52 的單片機工作電壓為 5V,電源電路如下： Vin1GND2Vout3U3 7805470uFC7C6100uFC5231SW1SWSPDTJ1POWERGNDGNDGNDGND GNDVCC5V 圖 23 電源電路 驅(qū)動電路 每個漢字需要 4 個 8*8 的 LED點陣，要想實現(xiàn) 8 行掃描驅(qū)動，上下 2 行必須都有1 個 74LS138 接到 LED 點陣模塊上，而每個漢字是按照 16*16 取模，所以需要 4 個74LS138 來驅(qū)動一個漢字。 74LS138 為 3 線－ 8 線譯碼器，其工作原理如下： (1)當(dāng)一個選通端（ E1）為高電 平，另兩個選通端（ E2)和 /(E3)）為低電平時，可將地址端（ A0、 A A2）的二進(jìn)制編碼在 Y0 至 Y7 對應(yīng)的輸出端以低電平譯出。 (2)利用 E E2 和 E3 可級聯(lián)擴展成 24 線譯碼器；若外接一個反相器還可級聯(lián)擴展成 32 線譯碼器。 關(guān)于 74LS138 的使用， 74ls138 是 38 線譯碼器，當(dāng) E1=1,E2,E3=0 時，該譯碼器被選中，此時如果數(shù)據(jù)輸入端 ABC 輸入 000111 八個數(shù)據(jù)，輸出端 Y0Y7 將依次輸出 0。 Y 1 7Y 1 6Y 1 5Y 1 4Y 1 3Y 1 2Y 1 1Y 1 0Y 0 0Y 0 1Y 0 2Y 0 3Y 0 4Y 0 5Y 0 6Y 0 7Y 2 0Y 2 1Y 2 2Y 2 3Y 2 4Y 2 5Y 2 6Y 2 7Y 3 7Y 3 6Y 3 5Y 3 4Y 3 3Y 3 2Y 3 1Y 3 0P 2 0P 2 1P 2 2P 2 0P 2 1P 2 2P 2 0P 2 1P 2 2P 2 0P 2 1P 2 2P 2 3P 2 4P 2 5P 2 6A1B2C3E16E24E35Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U47 4 HC 1 3 8A1B2C3E16E24E35Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U57 4 HC 1 3 8A1B2C3E16E24E35Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U27 4 HC 1 3 8A1B2C3E16E24E35Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U37 4 HC 1 3 8 圖 24 LED 點陣驅(qū)動電路 8x8 LED 點陣 8x8 LED 點陣，即橫豎都有 8 個發(fā)光二極管。類似的，如果需要實現(xiàn)某一列或者某一行全亮，也可以進(jìn)行類似的賦值。其他為 1，則代碼為 P0=0xff； P2=0xfe； 但是如果需要讓點陣顯示一個字符的話，上述賦值則不能達(dá)到目的，這里，我們需要先知道掃描的概念。由于人眼有視覺暫留效應(yīng)，人的肉眼無法分辨，因此，經(jīng)過多次掃描，點陣上就能穩(wěn)定的顯示一個字符。假設(shè)我們使用行掃描，就是首先 令 P07 為 1，即 P00=0x80；然后觀察在這一行上有哪些二極管被點亮，點亮的那一列所對應(yīng)的端口就為 0，不亮的就為 1，記下此時 P2 數(shù)值，短暫延時過后，令 P06=1，即 P00=0x40；然后觀察在這一行上有哪些二極管被點亮，點亮的那一列就為 0，不亮的就為 1，記下此時 P2 數(shù)值，同理如此重復(fù)下去，直到 P00=0x01；那么所有的 P0 和P2 的數(shù)值就構(gòu)成了兩個長度為 8 的數(shù)組，我們可以在程序中每個一段時間按順序發(fā)送一組代碼，只要時間段足夠短，那么我們就可以在點陣上看到穩(wěn)定的字符了。 南通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計論文 12 上面 已經(jīng)詳細(xì)介紹了 8x8 的 LED 點