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基于单片机的LED广告屏设计.doc
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2023-06-24
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基于单片机的LED广告屏设计.doc
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内容摘要
设计使用 STC12C 系列高速单片机作为主控制模块,利用简单的外围电路来驱
动 96×16 的点阵 LED 显示屏。利用 STC12C 系列高速单片机本身强大的功能和内
部 E
2
PROM,可以很方便的实现单片机与 PC 机间的数据传输及存储,并能利用软件
方便的进行显示内容的多样变化,另一方面点阵显示屏广泛的应用于医院、机场、
银行等公共场所,所以本设计具有很强的现实应用性
[1]
。
本 LED 显示屏能够以动态扫描的方式同时显示六个 16×16 点阵汉字,并能通
过上位机软件修改显示内容和显示效果等等。采用 IAP 在应用可编程技术,把字
符内码存储在空闲的单片机程序存储器空间,使本 LED 显示系统能掉电存储 1024
个字符。设计中采用了 SPI 接口的 GB2312 标准字库,支持所有的国标字符和 ASCII
标准字符的显示。因为采用串行传输方式,使本系统的可扩展性得到提升,便于
多个显示单元的级联。本文详细阐述了 LED 动态显示的过程,以及硬件电路的设
计、计算和软件的算法。
关键词:单片机;点阵字库;动态显示;串行传输
目 录
内容摘要............................................................................................................................I
1 绪论 .............................................................................................................................1
1.1 课题的背景及意义 .........................................................................................1
1.2 国内外发展现状 .............................................................................................1
1.2.1 国外 LED 广告屏发展现状 .................................................................1
1.2.2 我国 LED 广告屏发展现状 .................................................................2
1.3 本文的主要内容 .............................................................................................3
2 系统整体方案设计 .....................................................................................................4
2.1 设计要求 .........................................................................................................4
2.2 方案设计 .........................................................................................................4
3 硬件系统设计 .............................................................................................................5
3.1 系统芯片介绍 .................................................................................................5
3.2 硬件电路设计 .................................................................................................9
3.2.1 单片机电路设计 .................................................................................9
3.2.2 扩展电路和输入/输出通道设计 .......................................................9
3.2.3 控制面板设计 ...................................................................................12
4 软件程序设计 ...........................................................................................................14
4.1 系统控制流程图 ...........................................................................................14
4.2 控制程序的设计 ...........................................................................................15
5 结 论 .....................................................................................................................19
参考文献 .........................................................................................................................20
附 录 ...........................................................................................................................21
1 绪论
1.1 课题的背景及意义
随着社会文化的不断发展,广告牌扮演着越来越重要的宣传角色,不论是汽
车站,火车站,股市交易市场,还是学校都离不开它,然而传统的霓虹灯广告牌
不论是在显示效果、耗电量还是可修改性上都无法满足当前社会的需求,传统的
霓虹灯广告亟待改进
[2]
。
现在的 LED 电子显示屏所显内容信息量大,外形美观大方,操作使用方便灵
活,该项目广泛涉及了计算机及电子技术中的电源技术、单片机技术、数据通讯
技术、显示技术、存储技术、系统软件技术、接口及驱动等技术。由于单片机技
术的不断发展和高亮度 LED 发光管的出现,使得大屏幕高亮度电子广告屏成为可能。
与传统的显示设备相比,LED 显示设备具有明显的优势:LED 屏色彩丰富,显示方
式变化多样、亮度高;LED 屏可以随意修改显示内容;LED 显示屏可用来与计算机
屏幕同步。另外,它以其超大画面、超宽视觉、灵活多变的显示方式等独居一格
的优势,广泛应用于金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面。
我国经济发展迅猛,对信息传播有越来越高的要求可以相信,LED电子显示屏
以其色彩鲜亮夺目、大的显示信息量、寿命长、耗电量小、重量轻、空间尺寸小、
稳定性高、易于操作、安装和维护等特点,将在社会经济发展中扮演越来越重要
的角色。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国外 LED 广告屏发展现状
近几年,同国内 LED 大屏幕控制器相比,国外发展并不迅速,其 LED 大屏幕
控制器所专用的 IC 在国内外一直受到关注。国外的 LED 大屏幕控制器制造商相继
推出一些用于 LED 大屏幕控制器的专用 IC 驱动芯片,如 TI 公司推出的 LED 驱动
器等,而在国内的中庆数字设备有限公司在 1997 年也推出了 LED 驱动专用集成电
路 ZQ9701
[3]
。这类芯片比通用的集成度高,使设计简洁方便,功能上也有所提高,
不过成本上也相应增加。国外的制造商纷纷投入力量,研制开发设计适合自己发
展的 LED 大屏幕控制器产品。其内部的驱动国外在 90 年代便有使用。正是由于国
内市场发展的迅速,国外的同类产品在中国基本没有市场。
正是由于 LED 大屏幕控制器行业的竞争越来越激烈。其部分国外知名企业为
提高其产品在奥运会,世博会和未来中国市场的竞争力,正在实施本地化的策略,
独资或合资在国内建立研发,生产基地。在未来三五年中,会形成几家主导国内
市场,与国际接轨的颇具实力的企业。竞争将使国内 LED 大屏幕控制器产业逐步
趋于成熟和相对稳定,规模化,品牌化将成为行业的趋势并成为未来竞争的主要
手段。
1.2.2 我国 LED 广告屏发展现状
我国的 LED 大屏幕控制器产业经过几年的发展,基本形成了一批具有一定规
模的骨干企业,据不完全统计,至 1998 年底,年度销售总额在 1000 万元以上的
有 20 多家,其销售总额达 6 亿元左右,占行业市场总额的 85%以上。全国从事 LED
大屏幕控制器的各类企业有 100 余家,从业人员近 6000 人,行业年度销售总额近
8 亿元人民币。1996,1997 年的增长速度均保持 40%左右,1998 年略有回落,在
国内市场上,国产 LED 大屏幕控制器的市场占有率近 100%。四十三届世乒赛主会
场天津体育中心,京九铁路,北京西客站,首都机场,浦东机场等,均由国内代
表企业中标。
我国 LED 大屏幕控制器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
线遥控等国际先进水平技术,近年在全彩色 LED 大屏幕控制器,256 级灰度视频控
制技术,集群无线控制,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 大屏幕控制器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
[4]
。LED 大屏幕控制器产业培养形成了一批 LED 大屏幕控制器科技队
伍,在全国 LED 大屏幕控制器行业的从业人数 6000 人中,科技人员有 2800 人,
将近 50%,LED 大屏幕控制器行业正成为我国电子信息产业的重要组成部分,也是
平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业。
LED 大屏幕控制器的应用涉及社会经济的许多领域,主要包括:证券交易,金
融信息显示;机场航班动态信息显示;港口,车站引导信息显示;体育场馆信息
显示; 道路交通信息显示;调度指挥中心信息显示;邮政 LED 大屏幕控制器;广
告媒体新产品。
1.3 本文的主要内容
本文研究的是基于单片机的温度控制系统设计。
全文共分为五章,各章内容简介如下:
第一章绪论,简述课题的背景和意义、论题的国内外发展现状,介绍论文的
主要内容;
第二章详细讲述了 LED 广告屏的整体方案设计;
第三章 LED 广告屏系统硬件电路设计;
第四章 LED 广告屏系统软件电路设计;
本文最后对全文进行总结,并指出了研究课题的未来发展方向。
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oligaga
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