16×16点阵LED显示屏毕业设计(论文)任务书.doc

《16×16点阵LED显示屏毕业设计(论文)任务书.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《16×16点阵LED显示屏毕业设计(论文)任务书.doc（36页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、毕业论文摘 要电子显示屏的应用范围越来越广泛，它作为一个重要的宣传平台，已经受到全社会的普遍认可。本课题以单片机为控制核心，阐述了16*16点阵LED显示屏的设计原理与思路，详细叙述了系统硬件的具体实现过程，通过8*8 LED电子显示屏及相关的外围电路，设计制作了一个16*16 点阵LED电子显示屏，要求单个16*16系统模块可以单独显示一个汉字，两个16*16模块级联可以显示两个不同汉字。经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强。关键词 8*8点阵 LED显示屏 单片机 PCB IVAbstractElectronic display more extensive ran

2、ge of applications, it serves as an important advocacy platform, has been widely recognized by the whole society. The topics to microcontroller core, elaborated 16 * 16 dot matrix LED display design principles and ideas, a detailed description of the system hardware specific implementation process,

3、through the 8 * 8 LED electronic display and related peripheral circuits, design a 16 * 16 dot matrix LED display, requiring a single 16 * 16 system modules can be displayed one character, two 16 * 16 module cascade can display two different characters.The practice proved that the system displays er

4、ror is small, stable performance, reasonable structure, expansion capability.Key words 8 * 8 dot matrix LED display SCM PCB 目 录第1章 绪论11.1 课题背景及国内外研究概况11.2 研究目的和意义21.3 论文研究内容与结构安排2第2章 系统方案论证与选择32.1 单片机最小系统32.1.1 AT89C51芯片简介32.1.2单片机系统外围电路62.2 硬件系统7第3章 系统硬件电路设计与实现83.1 点阵模块83.1.1 点阵的介绍83.1.2 LED汉字显示方式9

5、3.2 驱动模块103.1.1 串并转换器74HC595芯片简介103.1.3 列驱动电路143.3 PCB板143.3.1 原理图库153.3.3 封装库163.4 PCB板成品17第4章 系统软件设计18第5章 系统调试及结果分析195.1 系统硬件调试195.2 结论21第6章 结束语22致 谢23参考文献24附 录25附录125附录226附录32716*16点阵LED显示屏第1章 绪论1.1 课题背景及国内外研究概况随着显示器件与技术的进一步发展，屏幕显示系统在国民经济中得到了广泛的应用，LED显示屏是信息显示的重要传媒之一。LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的显示屏幕

6、。伴随着计算机技术的发展，使得LED数码管能够在减少驱动器的情况下能够直接被驱动。而且它具有可靠性高、使用寿命长、性能价格比高、使用成本低、环境适应能力强等特点，所以一直在平板显示领域扮演着重要的角色，并且在今后相当长的一段时期内还有相当大的发展空间。所以被广泛应用于金融市场、医院、体育场馆、机场、码头、车站、高速公路等公共场所的信息显示和广告宣传。LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，显示屏由几万到几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。

7、LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形和图像，不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。近几年来我国LED显示的相关技术也取得了较快和较大的发展，早期时曾因LED材料器件的限制，LED显示屏的应用领域没有广泛展开，另一方面，显示屏控制技术基本上是通信控制方式，客观上影响了显示效果。所以导致早期的LED显示屏在国内很少，产品以红、绿双基色为主，控制方式为通信控制，灰度等级为单点四级调灰，产品的成本比较高。后来LED显示屏迅速发展，进入九十年代，全球信息产业高速增长，信息技术各个领域不断突破，LED显示屏在LED材料和控制技术方面也不断出现新的成果。

8、蓝色LED镜片研制成功，全彩色LED显示屏进入市场;电子计算机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏的动态显示效果大大提高。这个阶段，LED显示屏在我国发展迅速，LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。今天，LED显示屏应用领域更为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性、可靠性、全色化方向发展。在短短的十来年中，LED点阵显示屏就以亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度

9、、更高的发光均匀性、可靠性、全色化方向发展。LED显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。（2）机场航班动态信息显示。（3）港口、车站旅客引导信息显示。（4）体育场馆信息显示。（5）道路交通信息显示。（6）调度指挥中心信息显示。（7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。（8）广告媒体新产品等。1.2 研究目的和意义本课题深刻阐述了LED显示屏的基本显示原理和设计方法，通过研究能够提升对我国LED显示屏这个行业的了解和认识。目前我国的信息行业发展迅速，作为主要平面显示媒介的LED显示屏的作用也越练越广泛，相关的从业人员也会越来越紧缺。但同时

10、应该清楚的认识到我国的LED技术虽然发展迅速但和世界先进水平还有一定的差距。因此，此课题对我国LED显示技术的发展都有非常现实与积极的意义1,2。1.3 论文研究内容与结构安排本课题研究的内容如下： 单片机控制模块：采用89C51或其他系列单片机作为控制核心，其它相关的外围电路构成本系统的模块； 显示模块：显示稳定的文字信息，可以级联显示； 驱动模块：采用74HC595作为点阵LED显示屏的行列驱动器，对点阵行列进行驱动；根据上述的研究内容，论文的结构安排如下：第二章主要阐述系统方案的选择与论证，根据系统要实现的主要功能，把整个系统分为单片机最小系统、硬件系统、软件系统，同时分别对各个模块进行

11、功能阐述与验证；第三章主要阐述系统硬件电路设计与实现，主要阐述了硬件电路的设计，并对各单元电路中主要元件的结构概念，引脚功能等以及其特点进行介绍和说明。第四章主要阐述的是系统软件设计，主要是对主程序的结构图和时间的流程图说明。第五章阐述的是系统调试及结果分析，主要是对硬件和软件测试中遇到的问题和解决方法详细阐述，并对设计过程中的主要注意事项进行说明。第六章是结束语。主要阐述在设计过程中的一些心得体会。第2章 系统方案论证与选择2.1 单片机最小系统2.1.1 AT89C51芯片简介AT89C51是美国ATMEL公司生产的8位Flash ROM单片机。其最突出的优点是片内ROM为Flash RO

12、M，可擦写1000次以上，应用并不复杂的通用ROM写入器就能方便的擦写，读取也很方便，价格低廉，具有在片程序ROM二级保密系统。因此可灵活应用于各种控制领域。AT89C51包含以下一些功能部件：（1）一个8位CPU ；（2）一个片内振荡器和时钟电路；（3）4KB Flash ROM ；（4）128B 内RAM；（5）可寻址64KB的外ROM和外RAM控制电路；（6）两个16位定时/计数器；（7）21个特殊功能寄存器 ；（8）4个8位并行I/O口；（9）一个可编程全双工串行口 ；（10）5个中断源，可设置成2个优先级。AT89C51单片机一般采用双列直插DIP封装，共40个引脚，图3-3为其引脚

13、排列图。40个引脚大致可分为4类：电源、时钟、控制各I/O引脚。一 电源Vcc芯片电源，接+5V；GND接地端。二 时钟XTAL1、XTAL2晶体振荡电路反相输入端和输出端 图2-1 AT89C51引脚图 三 控制线控制线共有4根，其中3根是复用线。所谓复用线是指具有两种功能，正常使用时是一种功能，在某种条件下是另一种功能。1ALE/地址锁存允许/片内EPROM编程脉冲。（1）ALE功能：用来锁存P0口送出的低八位地址。AT89C51在并行扩展外存储器时，P0口用于分时传送低8位地址和数据信号，且均为二进制数。当ALE信号有效时，P0口传送的是低8位地址信号；ALE信号无效时，P0口传送的是低

14、8位地址信号。在ALE信号的下降沿，锁定P0口传送的内容，即低8位地址信号。需要指出的是，当CPU不执行访问外RAM指令，ALE以时钟振荡频率1/6的固定频率输出，因此ALE信号也可作为外部芯片CLK时钟或其他需要。但是，当CPU执行MOVX指令时，ALE将跳过一个ALE脉冲。（2）功能：片内EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。2 外ROM读选通信号。89C51读外ROM时，每个机器周期内两次有效输出。可作为外ROM芯片输出允许的选通信号。在读内ROM或读外RAM时，无效。3RST/VPD复位/备用电源。（1）正常工作时，RST端为复位信号输入端，只要在该引脚上连续保持

15、两个机器周期以上高电平，AT89C51芯片即实现复位操作，复位后一切从头开始，CPU从0000H开始执行指令。（2）VPD功能：在VCC掉电情况下，该引脚可接上备用电源，由VPD向片内RAM供电，以保持片内RAM中的数据不丢失。4/VPP内外ROM选择/片内EPROM编程电源。（1）功能：正常工作时，为内外ROM选择端。AT89C51单片机ROM寻址范围为64KB，其中4KB在片内，60KB在片外。当保持高电平时，先访问内ROM，但当PC值超过4KB时，将自动转向执行外ROM中的程序。当保持低电平时，则只访问外ROM，不管芯片内有否内ROM。（2）VPP功能：片内有EPROM的芯片，在EPROM编程期间，此引脚用于施加编程电源。四 I/O引脚AT89C51有P0、P1、P2、P3 4个8位并行I/O端口，共32个引脚。P0口是一组8位漏级开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复