【正文】 ...............................................................7 167。 LED 顯示屏的控制技術(shù) ...................................................................................9 第 2 章 顯示控制和驅(qū)動(dòng)電路 ....................................................................................10 167。 LED 顯示器的顯示方式 .................................................................................12 167。 LED 的靜態(tài)顯示方法 .............................................................................13 167。 顯示驅(qū)動(dòng)芯片的選取 .....................................................................................14 第 3 章 硬件電路 .........................................................................................................16 167。 電路原理圖 ......................................................................................................16 167。 時(shí)鐘電路 ..................................................................................................19 167。 硬件連接 ..................................................................................................19 167。 MAX7219 的工作原理 ...................................................................................22 167。 MAX7219 的工作描述 ...................................................................................28 167。4 .3 程序設(shè)計(jì) ..........................................................................................................29 結(jié) 論 .............................................................................................................................33 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................34 致 謝 .............................................................................................................................36 附 錄 1..........................................................................................................................37 附 錄 2..........................................................................................................................38 附 錄 3..........................................................................................................................39 外文 資料翻譯 ................................................................................................................40 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 LED 顯示屏 [1 ]后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，是集微電子技術(shù)、光電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于廣告、證券、交通、新聞發(fā)布等方面，迅速發(fā)展成一種電子廣告媒體，是當(dāng)前國際上較為先進(jìn)的顯示媒體。各類公司、金融企業(yè)、大型商場、體育場館、醫(yī)院、政府部門等各類有大量服務(wù)信息發(fā)布需求的場合，普遍要求以 大屏幕信息顯示設(shè)備作為與大眾溝通的主要手段 [2]樣的背景下， LED 顯示屏作為大屏幕顯示設(shè)備家族中的重要一員也開始倍受關(guān)注。因此顯示器往往是單片機(jī)系統(tǒng)必不可少的外部設(shè)備之一。 要使 LED 顯示，必須提供段選碼和位選碼。這種設(shè)計(jì)，芯片間連線十分復(fù)雜，系統(tǒng)工作可靠性不高，已越來越不適應(yīng)單片機(jī)系統(tǒng)集成化、小型化的發(fā)展要求。 正是由于上述原因，近年來，各廠家 相繼開發(fā)出了集成度較高、驅(qū)動(dòng)能力較強(qiáng)、驅(qū)動(dòng)位數(shù)較多、功能齊全的 LED 顯示驅(qū)動(dòng)器。每片可控制顯示 8 個(gè)七段 LED 數(shù)碼管，控制簡單，與微機(jī)串行口為 3 線連接，芯片外部電路僅有一個(gè)限制峰值段電流的電阻，線路簡單，極大地方便了對顯示器本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 件的控制。使用方便靈活，連線簡單，不占用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間，用的人則越來越多。其中應(yīng)用非常廣泛的一種方法就是 LED 的對外顯示。 本文是在 51 單片機(jī)系統(tǒng)中使用專用的 LED 顯示驅(qū)動(dòng)芯片實(shí)現(xiàn) 8 位 LED 數(shù)碼管顯示 [3]， 串行 LED 顯示驅(qū)動(dòng)器 MAX7219。每片可控制顯示 8 個(gè)七段 LED 數(shù)碼管、條形圖或 64 個(gè)發(fā)光二極管，控制字簡 單，可與各種微機(jī)接口。該芯片控制的顯示位數(shù)多，控制字少，可對全部或個(gè)別顯示位的數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。 MAX7219 有多種封裝形式，如窄式 DIP 封裝?，F(xiàn)在隨著芯片集成技 術(shù)的發(fā)展，使得許多儀器越來越微型化，功能也更強(qiáng)大，對人機(jī)交互的要求也越來越高。美國 MAXIM 公司生產(chǎn)的串行輸入 /輸出共陰極顯示驅(qū)動(dòng)器系列芯片，以其功能強(qiáng)大，編程簡單，控制顯示可靠，可廣泛用于工業(yè)控制器等方面的數(shù)碼顯示驅(qū)動(dòng)，比較成熟的應(yīng)用即為與單片機(jī)的結(jié)合 。因此顯示 器往往是單片機(jī)系統(tǒng)必不可少的外部設(shè)備之一。其中，本設(shè)計(jì) 的本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 重要意義就是在實(shí)際應(yīng)用中便于對系統(tǒng)的調(diào)試。 單片機(jī)技術(shù)的出現(xiàn)則給現(xiàn)代工業(yè)測控領(lǐng)域帶來了一次新的技術(shù)革命 [4 ]。 LED 電子顯示屏系統(tǒng)，是集微電子、計(jì)算機(jī)、光電、信息處理技術(shù)一體的現(xiàn)代新技術(shù)。盡管目前 LED 顯示屏的應(yīng)用范圍越來越廣，但是在應(yīng)用中也暴露出一些新的問題，如內(nèi)容更新必須要靠計(jì)算機(jī)完成；作為控制的計(jì)算機(jī)離 LED 顯示屏有一定的距離限制 (一般不超過 10m)；每臺(tái)計(jì)算機(jī)一般只能控制一臺(tái) LED 顯示屏．如果用戶要求遠(yuǎn)程控制或多臺(tái)控制則更難實(shí)現(xiàn)。 近 年來單片機(jī)的發(fā)展非?？欤v觀單片機(jī)的現(xiàn)狀及歷史，其發(fā)展趨勢正朝著大容量高智能化、小容量低價(jià)格化、外圍電路內(nèi)裝化、多品種化以及 I/O接口功能的增強(qiáng)、功耗降低等方向發(fā)展。小到玩具、信用卡，大到航天器、機(jī)器人，從實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、過程控制、模糊控制等智能系統(tǒng)到人類的日常生活，可以說，在人們的日常生活、生產(chǎn)中處處都離不開單片機(jī)?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)過程控制、智能儀表、機(jī)電一體化產(chǎn)品、智能化接口、家用電器設(shè)備等領(lǐng)域，本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 對各個(gè)行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代起著重要的推動(dòng)作用。在眾多的 51 系列單片機(jī)中，要算 ATMEL 公司的 AT89C51 更實(shí)用，因他可以和 8051 指令、管腳完全兼容，而且其片內(nèi)的 4K 程序存儲(chǔ)器是 FLASH 工藝的，這種工藝的存儲(chǔ)器用戶可以用電的方式瞬間擦除、改寫，一般專為 ATMEL AT89Cx 做的編程器均帶有這些功能。因此，單片機(jī)芯片選用ATMEL 公司的 51 單片機(jī) AT89C51，并且它在功能上滿足要求。 LED 顯示屏的 未來 發(fā)展 方向 在 現(xiàn)代信息社會(huì)，眾多行業(yè)開始把面向大眾的服務(wù)信息發(fā)布作為自身一項(xiàng)重要的服務(wù)內(nèi)容。在這樣的背景下， LED 顯示屏 作為大屏幕顯示設(shè)備家族中的重要一員也開始倍受關(guān)注 [6]。 LED 顯示屏 介紹 發(fā)光二極管 (LED)是六十年代末發(fā)展起來的一種半導(dǎo)體顯示器件。自 20世紀(jì) 80年代以來， LED 顯示屏憑借其自身優(yōu)勢己經(jīng)成長為平板顯示類設(shè)備的主流產(chǎn)品。 （ 2） LED 顯示屏是集光電子技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)屏幕同步的圖形。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 （ 3） 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，有巨大的社會(huì)效益和豐厚的經(jīng)濟(jì)效益。而LED 顯示屏以其受空問限制較小，并可以根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)顯示屏的大小，具有全彩色效果，視角大，可以用于顯示文字、圖案、圖象、動(dòng)畫、視頻、錄象信號(hào)等各種信息的特點(diǎn)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。簡單地說， LCD 與 LED 是兩種不同的顯示技術(shù)， LCD 是由液態(tài)晶體組成的顯示屏，而 LED 則是由發(fā)光二極管組成的顯示屏。 另外， LED價(jià)格低廉，配置靈活，與單片機(jī)接口簡單； LCD可進(jìn)行字符和圖形顯示，但成本高，與單片機(jī)接口也復(fù)雜。按段數(shù)分為七段數(shù)碼管和八段數(shù)碼管，八段數(shù)碼管比七段數(shù)碼管多一 個(gè)發(fā)光二極管單元（多一個(gè)小數(shù)點(diǎn)顯示）；按能顯示多少個(gè) “ 8” 可分為 1位、 2位、 4位等等數(shù)碼管；按發(fā)光二極管單元連接方式分為共陽極數(shù)碼管和共陰極數(shù)碼管。共陽數(shù)碼管在應(yīng)用時(shí)應(yīng)將公共極 COM接到電源上，當(dāng)某一字段發(fā)光二極 管的陰極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就點(diǎn)亮。共陰數(shù)碼管是指將所有發(fā)光二極管的陰極接到一起形成公共陰極(COM)的數(shù)碼管。當(dāng)某一字段的陽極為低電平時(shí)，相應(yīng)字段就不亮。常用于各 類儀表、儀器、家用電器等的數(shù)字顯示 ,另外在大型商場、車站、碼頭、地鐵站以及各類辦事窗口等越來越多的場所需要用 LED 點(diǎn)陣顯示圖形和漢字。隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展， LED 顯示作為信息傳播的一種重要手段，已廣泛應(yīng)用于室內(nèi)外需要進(jìn)行服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)宗旨宣傳的公眾場所，例如戶內(nèi)外公共場所廣告宣傳、機(jī)場車站旅客引導(dǎo)信息、公交車輛報(bào)站系統(tǒng)、證券與銀行信息顯示、餐館報(bào)價(jià)信息豆示、高速公路可變情報(bào)板、體育場館比賽轉(zhuǎn)播、樓宇燈飾、交通信號(hào)燈、景觀照明等。 167。我國 LED 顯示屏產(chǎn)業(yè)自 90 年代以來，在規(guī)模迅速發(fā)展的同時(shí)，產(chǎn)品技術(shù)也推陳出新，一直保持了在該領(lǐng)域內(nèi)比較先進(jìn)的水平。近幾年，在全彩色 LED 顯示屏、256 級灰度控制技術(shù) 、級群控制技術(shù)等方面，國內(nèi)企業(yè)均擁有了居行業(yè)先進(jìn)技術(shù)水平的產(chǎn)品。 （ 2） LED顯示屏的迅速發(fā)展期 進(jìn)入 90 年代后，在 LED 顯示屏的設(shè)計(jì)制造技術(shù)與應(yīng)用水平上都得到了迅速的提高。在這個(gè)時(shí)期，不論是在器件的性能還是控制器的設(shè)計(jì)上都取得了長足的進(jìn)步。 LED控制器的設(shè)計(jì)也同趨成熟。 LED控制器的設(shè)計(jì)趨于通用性?？刂葡到y(tǒng)的運(yùn)行，操作和維護(hù)也越來越向集成化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等方向發(fā)展。 b) 標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化 材料、技術(shù)的成熟及市場價(jià)格基本均衡后， LED顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化將成為 LED顯示屏發(fā)展的一個(gè)趨勢。 c) 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多樣化 隨著社會(huì)的發(fā)展， LED顯示屏的應(yīng)用前景越來越廣闊。 總之，在 LED元件研制方面，單色、多色 LED點(diǎn)陣模塊產(chǎn)品已經(jīng)發(fā)展得很成 熟。 167。例如，按顯示顏色分為：單色 LED 顯示屏，雙色 LED 顯示屏和全彩色 (三基色 )LED 顯示屏；按顯示內(nèi)容分 為 LED 圖文顯示屏、 LED 圖像顯示屏等。 例如， LED 圖文顯示屏的控制相對簡單，只要控制 LED 屏幕上各點(diǎn)的亮、滅即可。 此外， LED 圖像顯示屏的控制還要考慮所顯示的圖像是靜止的還是運(yùn)動(dòng)的。這就對其控制系統(tǒng) 的設(shè)計(jì)提出了更高要求。 LED 顯示屏的控制技術(shù) LED信息顯示屏系統(tǒng)的主要功能是實(shí)現(xiàn)對顯示信息的接收、處理、存儲(chǔ)和顯示。例如，作為 LED信息顯示屏