【正文】 ........................... 26 7 LED 顯示屏的整體調(diào)試 .................................................................................................. 30 LED 顯示單元板和主控板的焊接組裝 ................................................................... 30 整體調(diào)試 ................................................................................................................... 32 LED 顯示屏的調(diào)試 ............................................................................................. 32 通信單片機的通信調(diào)試 .................................................................................... 32 主控板的整體調(diào)試 ............................................................................................ 32 實際顯示效果圖 ....................................................................................................... 33 系統(tǒng)升級方案探討 ................................................................................................... 34 8 結 論 ............................................................................................................................... 36 結束語 ................................................................................................................................. 37 致 謝 ................................................................................................................................. 38 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） V 參考文獻 ............................................................................................................................. 39 附錄Ⅰ LED 點陣顯示單元電路圖 ................................................................................... 40 附錄Ⅱ LED 點陣顯示屏系統(tǒng)主控板電路圖 ................................................................... 41 附錄Ⅲ LED 顯示屏系統(tǒng)元件清單 ................................................................................... 42 附錄Ⅳ LED 點陣顯示屏系統(tǒng)設計作品實物 ................................................................... 43 附錄Ⅴ 主控單片機程序清單 ........................................................................................... 45 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 1 1 緒 論 課題背景和研究的意義 隨著社會的飛速發(fā)展以及人們生活水平的不 斷提高，作為人機信息視覺傳播媒體的 LED 點陣顯示屏 以 其 高亮度、低工作電壓、小功耗、長壽命 等 優(yōu)點迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品 。一方面，受 LED 材料器件的限制， LED 顯示屏的應用領域沒有廣泛開展；另一方面，顯示屏控制技術基本上是通訊控制方式， 客觀上影響了顯示效果。 。 。 雙基色顯示屏：紅和綠雙基色， 256 級灰度、可以顯示 65536 種顏色。 ⑵ 按顯示器件分類 。 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 2 LED 顯示屏的應用實例 LED 條形屏應用實例如圖 所示。 設計一個 LED 顯示屏，應具有以下功能： ⑴同時 顯示 兩行共 16 個 16 16 點陣漢字 或一行共 4 個 32 32 點陣漢字。 ⑶在顯示漢字信息的同時，可以實時顯示時間、日期 、溫度等信息。 考慮到驅(qū)動電路的能力和安裝更換的方便，本設計將 8 塊 8 8 的 點陣 模塊組合成大小為 32 16 的 LED 點陣顯示矩陣作為一個LED 顯示單元來使用。因此本設計 需要用 8 個 LED 顯示單元 模塊拼接成 大小為 128 32 的 LED 點陣顯示屏 。 。 。靜態(tài)顯示原理簡單、控制方便，但硬件接線 繁多 復雜 。這種 動態(tài)掃描的 顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性 ， 將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于 24 幀 /秒，人眼看起來就是一個完整的，相對靜止的畫面。 滾屏的實現(xiàn) 文字 字符的 顯示 位置在屏幕上實現(xiàn) 方向性的 移動，即 稱為“ 滾屏 ” 。 。 。在 掃描 顯示的過程中按規(guī)定的方式取出 保存在非易失性存儲器 中的字模數(shù)據(jù) ，再 進行處理。 。 。設計要求中還需要顯示實時時鐘和實時溫度信息，這就需要對時鐘芯片和溫度傳感器進行實時的數(shù)據(jù)采集， 如果這些任務全部交給主控單片機來完成，肯定會導致整個動態(tài)掃描程序周期變長，從而導致顯示屏整體的閃爍，甚至無法完整的顯示一屏文字信息。 信號的衰減和抗干擾設計 由于控制信號和字模數(shù)據(jù)信號是經(jīng)過 LED 顯示單元一級一級向后傳遞的，如果顯示屏有很多個顯示單元，那么控制信號和字模數(shù)據(jù)將會有不同程度的衰減，衰減的信號將容易受到干擾，造成顯示信息的破壞。 。 。 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 5 圖 系統(tǒng)總體結構框圖 因為本設計中的上、下顯示屏同時進行 1/16 動態(tài)掃描，所以上、下兩屏共用相同的行掃描信號。在新數(shù)據(jù)下載、實時時間和實時溫度采集時，通信單片機與主控單片機之間通過兩條聯(lián)絡信號線 DOWN 和 BUSY互相配合協(xié)助完成數(shù)據(jù)的傳遞。當有新的控制信息和字模數(shù)據(jù)下載時，通信單片機向主控單片機發(fā)出新數(shù)據(jù)下載信號并等待主控單片機完成新數(shù)據(jù)下載前的準備工作，主控單片機準備完畢后，向通信單片機回應準備完成信號，并等待通信單片機完成接收。 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 6 3 LED 顯示屏的硬件設計 主控單片機電路 AT89S52 單片機介紹 本設計采用 AT89S52 單片機， AT89S52 是美國 ATMEL 公 司生產(chǎn)的 51 系列單片機，它 是一種低功耗、高性能 8 位 CMOS 微控制器，具有 8K 系統(tǒng)可編程 FLASH 存儲器。片上 的 FLASH 不僅 允許程序存儲器在常規(guī)編程器 上編程，還適用于在線編程下載， 使得 AT89S52 為眾多嵌入式控制應用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。 采用 DIP40 封裝的 AT89S52 單片機實物圖如圖 所示，引腳定義如圖 所示。 圖 單片機復位電路 。 。 圖 單片機的時鐘振蕩電路 。 。單色 Φ 3mm點陣 LG12088BH 實物圖如圖 所示。 。 。 74HC595 具有兩級數(shù)據(jù)鎖存功能，在鎖存上一次數(shù)據(jù)的同時，只要鎖存控制信號 RCK 無跳變，輸出引腳 Q0~Q7 則不會發(fā)生變化，仍然鎖存上一次的數(shù)據(jù)內(nèi)容。此外 74HC595 還具有一個級聯(lián)引腳，當最高位 Q7 的數(shù)據(jù)進行串行 位移后， Q7 位移前的的數(shù)據(jù)將出現(xiàn)在 Q7’上，以方便多個芯片級聯(lián)使用。 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 10 4 LED 顯示屏的軟件設計 開發(fā)工具介紹 單片機開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開 開發(fā) 軟件 來完成系統(tǒng)程序的編寫、編譯、調(diào)試。 Keil 軟件是目前最流行開發(fā)MCS51 系列單片機的軟件 之一，軟件開發(fā)界面如圖 所示。 程序流程圖 主程序流程圖 主程序 流程 圖 如圖 所示。靜態(tài)模式程序 流程 圖 如圖 所示。 16 16 上滾模式程序 流程 圖 如圖 所示。 32 32 左滾模式程序 流程圖 如圖 所示。時間顯示過程可分為日期滾動顯示階段和時間停留顯示階段。日期滾動顯示和時間停留顯示循環(huán)進行，文字信息則一直在下屏由右向左滾動顯示。 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 15 圖 時間模式程序流程圖 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 16 主程序初始化程序流程圖 主程序初始化程序 流程 圖 如圖 所示。 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 17 5 系統(tǒng)的仿真 Proteus 仿真軟件的介紹 Proteus 軟件是英國 Labcenter Electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 。它是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。 顯示屏系統(tǒng)仿真的效果 靜態(tài)模式下的仿真效果 靜態(tài)模式下的 16 16 字符陽文仿真效果圖如圖 所示。 圖 靜態(tài)模式下的 16 16 字符陽文仿真效果圖 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 18 圖 靜態(tài)模式下的 16 16 字符陰文仿真效果圖 靜態(tài)模式下的 32 32 字符陽文仿真效果圖如圖 所示。 圖 靜態(tài)模式下的 32 32 字符陽文仿真效果圖 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 19 圖 靜態(tài)模式下的 32 32 字符陰文仿真效果圖 16 16 上滾模式下的仿真效果 16 16 上滾模式下的陽文仿真效果如圖 所示。 圖 16 16 上滾模式下的陽文 仿真效果圖 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 20 圖 16 16 上滾模式下的陰文仿真效果圖 32 32 左滾模式下的仿真效果 32 32 左滾模式下的陽文仿真效果如圖 所示。 圖 32 32 左滾模式下的陽文仿真效果圖 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 21 圖 32 32 左滾模式下的陰文仿真效果圖 時間模式下的仿真效果 時間模式下的陽文仿真效果如圖 、圖 所示。 圖 時間模式下的日期滾動階段陽文仿真效果圖 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 22 圖 時間模式下 的時間停留階段陽文仿真效果圖 圖 時間模式下的日期滾動階段陰文仿真效果圖 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 23 圖 時間模式下的時間停留階段陰文仿真效果圖 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 24 6 PCB 印刷電路板的設計 PCB 設計 軟件 Protel 99SE 介紹 本設計采用 Protel 99SE PCB 設計軟件 作為原理圖和 PCB 的繪制工具。 Protel 98 率先集成了軟件界面，Protel 99 增加了仿真功能和 PLD 設計和信號完整性分析。 元件布局及 PCB 整體結構工藝 本設計為產(chǎn)品化設計，因此首要考慮元件布局的緊湊性。布局要能使各 LED 點陣模塊緊密契合，還要注意各 PCB 之間的銜接，以便于用戶擴展顯示單元。 布線工藝與準則 布線的時候首先考慮的是正確性，其次逐步修改布局及走線使其美觀大方。 遵守在安全間距的前提下盡量增加線寬的原則。本設計的 LED 顯示單元 PCB 結構圖如圖 、圖 所示。 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 25 圖 LED 顯示單元 PCB 頂層預覽 圖 LED 顯示單元 PCB 底層預覽 沈陽航空航天大學北方科技學院畢業(yè)設計（論文） 26