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基于单片机的点阵汉字显示屏本科毕设论文.doc
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毕业设计论文_基于单片机的点阵汉字显示屏
基于单片机的点阵汉字显示屏的设计
摘 要
LED 点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的 LED 发光二极管封装而成.
LED 点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。
本设计是4个16×16点阵 LED 电子显示屏的设计。整机以美国 ATMEL 公司生产的40脚
单片机80C51为核心,介绍了以它为控制系统的 LED 点阵电子显示屏的动态设计和开发过
程。通过该芯片控制一个行驱动器74LS138和八个列驱动器4049来驱动显示屏显示。该电
子显示屏可以显示4个汉字,采用16块8 x 8点阵 LED 显示模块来组成4个16x16点阵显示模
式。显示采用动态显示,使得文字能够实现静止显示方式。文中详细介绍了 LED 点阵显示
的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计,以及使用说明
等。
关键词:80C51单片机; LED; 点阵显示; 动态显示
The design of display Chinese
characters based on MCU
Abstract
LED dot matrix display as a new display device, is composed of multiple
independent package from the LED light emitting diodes. LED dot matrix display
can display numbers or symbols, usually used to display time, speed, the system
state.
This design is the design of 4 16 * 16 dot-matrix LED electronic display screen.
The machine to the United States of America ATMEL company production of 40 feet
80C51 MCU as the core, introduces the dynamic design and the development of its
control system for LED dot matrix display process. The chip controls good driver
74LS138 and eight row driver 4049 to drive the display screen to display. The
electronic screen can display 4 Chinese characters, using the display module is
composed of 4 16x16 dot matrix display mode 16 blocks of 8 x 8 dot matrix LED.
Shows the dynamic display, making the text to achieve a static display mode. This
paper introduces in detail the LED dot matrix display hardware design, hardware
circuit of each part of the function and principle, the corresponding software
program design, as well as the use and so.
Keywords: 80C51; LED; dot matrix display; dynamic display
毕业设计论文_基于单片机的点阵汉字显示屏
目 录
第一章 绪论 .................................................................1
1.1 课题背景 .............................................................1
1.2 国内外研究现状 .......................................................1
1.3 选题目的及意义 .......................................................2
1.4 生产需求状况 .........................................................2
1.5 LED 电子显示屏概述 ...................................................3
第二章 系统方案设计与论证 ...................................................4
2.1 数据传输方案 .........................................................4
2.2 系统硬件方案 .........................................................5
2.2.1 单片机 .........................................................5
2.2.2 EDA 电子设计自动化 ..............................................5
第三章 系统硬件的设计 .......................................................7
3.1 电路原理图 ...........................................................7
3.2 系统硬件概述 .........................................................7
3.2.1 80C51 单片机简介 ...............................................7
3.2.2 译码器及点阵显示屏 ............................................9
3.3 元件清单 ............................................................10
3.4 显示原理及控制方式分析 ..............................................11
3.4.1 LED 点阵模块结构 ...............................................11
3.4.2 LED 动态显示原理 ..............................................11
3.4.3 LED 控制方式 ...................................................12
第四章 系统软件的设计 ......................................................13
4.1 系统程序的设计 ......................................................13
4.1.1 显示驱动程序 ..................................................13
4.1.2 系统主程序 ....................................................13
4.2 程序流程图 ..........................................................13
4.3 字模生成 ............................................................14
4.3.1 LED 显示屏领域字模实现技术 .....................................15
4.3.2 字库生成 ......................................................16
4.4 Keil 软件调试 .......................................................16
4.5 Protues 仿真 ........................................................17
总 结 ......................................................................18
附录:程序代码 .............................................................19
参考文献 ...................................................................22
致 谢 ......................................................................23
1
第一章 绪论
1.1 课题背景
LED 显示屏的发展可分为以下几个阶段:
第一阶段为 1990 年到 1995 年,主要是单色和 16 级双色图文屏。用于显示文字和简
单图片,主要用在车站、金融证券、银行、邮局等公共场所,作为公共信息显示工具。
第二阶段是 1995 年到 1999 年,出现了 64 级、256 级灰度的双基色视频屏。视频控制
技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将 LED 显示屏提升到了一个新的台阶。LED
显示屏控制专用大规模集成电路芯片也在此时由国内企业开发出来并得以应用。
第三阶段从 1999 年开始,红、纯绿、纯蓝 LED 管大量涌入中国,同时国内企业进行
了深入的研发工作,使用红、绿、蓝三原色 LED 生产的全彩色显示屏被广泛应用,大量进
入体育场馆、会展中心、广场等公共场所,从而将国内的大屏幕带入全彩时代。
随着 LED 原材料市场的迅猛发展,表面贴装器件从 2001 年面世,主要用在室内全彩屏,
并且以其亮度高、色彩鲜艳、温度低的特性,可随意调整的点间距,被不同价位需求者所
接受,在短短两年多时间内,产品销售额已超过 3 亿元,表面贴装全彩色 LED 显示屏应用
市场进入新世纪。
1.2 国内外研究现状
目前,我国半导体 LED 作为节能、环保的主要技术,已被纳入国家长期科技发展规划
与“十一五”国家“863”高新技术产业化重大项目,并得到了大力支持。我国 LED 显示
屏产业在规模发展的同时,产品技术推陈出新,一直保持比较先进的水平。90 年代初即具
备了成熟的 16 级灰度 256 色视频控制技术及无线遥控等国先进水平技术,近年在全彩色
LED 显示屏、256 级灰度视频控制技术、集群无经线控制、多级群控技术等方面均有国内
先进、达到国际水平的技术和产品出现;LED 显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内
企业开发生产并得到应用。我国的 LED 显示应用产业近年将持续保持高速增长,未来发展
空间巨大,但产业发展的风险和机遇并存,关键核心技术的提升、市场环境的规范、技术
标准体系的建立等影响产业发展的主要因素仍需要我们在实践中继续努力改进和完善。
目前国际上从事照明 LED 标准化研究的标准组织有国际电工委员会、国际照明委员会
和各国对应的标准化组织及相关企业。国际电工委员会( IEC) 和国际照明委员会(CIE) 都
非常关注 LED 的发展及相关 LED 器件的标准化工作。CIE 曾经发表过 LED 检测方法的技术
2
报告,由于近年来 LED 产品的技术发展迅速,CIE 目前正在对测试方法标准进行修订。IEC
近两年也加大了对 LED 标准的研究,相继对 LED 模块、LED 连接件及 LED 控制件提出了标
准草案。
1.3 选题目的及意义
单片机自 20 世纪 70 年代问世以来�以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注,
所以应用很广,发展很快。单片机的特点是体积小、集成度高、重量轻、抗干扰能力强,
对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。正因为单片机有如此
多的优点,因此其应用领域之广,几乎到了无孔不入的地步。在我国,单片机已被广泛地
应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、智能化家用电器、航空航天系统和和国防
军事、尖端武器等各个方面。
我们可以开发利用单片机系统以获得很高的经济效益。更重要的意义是单片机的应用
改变了控制系统传统的设计思想和方法。以前采用硬件电路实现大部分控制功能,而现在
正在用单片机通过软件方法来实现。这种以软件结合硬件或取代硬件并能提高系统性能的
控制技术称为微控制技术。本文所要论述的就是通过单片机来控制 LED 点阵显示。
1.4 生产需求状况
信息化社会的到来,促进了现代信息显示技术的发展,形成了 CRT、LCD、PDP、LED、
EL、DLP 等系列的信息显示产品,纵观各类显示产品,各有其所长和适宜的市场应用需求。
随着 LED 材料技术和工艺的提升,LED 显示屏以突出的优势成为平板显示的主流产品之一,
并在社会经济的许多领域得到广泛应用,其生产需求主要包括:
(1)证券交易、金融信息显示:这一领域的 LED 显示屏占到了前几年国内 LED 显示屏
需求量的 50%以上,目前仍有较大的需求。
(2)机场航班动态信息显示:民航机场建设对住处显示的要求非常明确,LED 显示屏
是航班住处显示系统 FIDS(Flight information Display system)的首选产品。
(3)体育场馆信息显示:LED 显示屏作为比赛信息显示和比赛实况播放的的主要手段
已取代了传统的灯光及 CRT 显示屏,在现代化体育场馆成为必备的比赛设施。
(4)道路交通信息显示:智能效通系统(ITS)的兴起,在城市效通、高速公路等领
域,LED 显示民间作为可变情报板、限速标志等,得到普遍采用。
(5)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。
(6)广告媒体新产品:除单一大型户内、户外 LED 显示屏做为广告媒体外,集群 LED
显示屏广告系统、列车 LED 显示屏广告发布系统等也已得到采用并正在推广。
(7)演出和集会:大型 LED 显示屏越来越普遍的用于公共和政治目的的视频直播,如
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