单片机课程设计双汉字16X16+LED点阵广告屏样本.doc
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1、单片机课程设计3双汉字16X16 LED点阵广告屏余水宝数理和信息工程学院5月目 录第1节 引 言31.1 LED点阵显示器概述31.2 LED显示器控制技术情况41.2.1串行传输和并行传输技术4 1.2.2动态扫描和静态锁存技术4 1.2.3自动检测及远程控制技术4 1.3设计任务 4 第2节 总体方案论证和设计52.1 LED驱动模块52.2数据存放模块52.3总体硬件组成框图6第3节 系统硬件设计63.1 LED驱动模块硬件设计63.1.1 74 LS154芯片介绍63.1.2 驱动电路设计73.2数据存放电路设计83.3 PC机通信模块设计9第4节 系统软件设计 94.1下位机软件步
2、骤94.2上位机软件10第5节 系统调试和测试结果分析12 5.1使用仪器仪表125.2系统调试125.2.1硬件调试 125.2.2软件调试 125.2.3硬件软件联调 135.3测试结果13附录 141. 实物图142. 电路总设计原理图153. PCB图16双汉字16X16 LED点阵广告屏任 务 书一、 任务 设计一款基于AT89C51单片机双汉字16X16 LED点阵广告屏。二、设计要求1. 基础要求 用8块8X8 LED点阵组成双汉字16X16 LED点阵广告屏。 经过对AT89C51单片机编程,实现多个汉字(如自我介绍、校训、文明广告用语等)移动显示。 写出具体设计汇报。 给出全
3、部电路和源程序。2. 发挥部分 可经过PC机,对系统编程,实现多个汉字移动显示,显示内容可经过PC机随时更改。 显示字数不少于64字。 掉电后能保留显示信息。 采取模块化设计,便于级联组成多汉字屏。双汉字1616 LED点阵广告屏第1节 引 言LED显示器是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成平面式显示器幕。它含有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富和对室内外环境适应能力强等优点。并广泛应用于公交汽车,码头,商店,学校和银行等公共场所信息公布和广告宣传。LED显示器经历了从单色,双色图文显示器到现在全彩色视频显示器发展过程,自20世纪八十年代开始,LED显示器应用领域已经遍布交通、电信、
4、教育、证券、广告宣传等各方面。1.1 LED点阵显示器概述LED点阵显示器组成型式有多个,其中经典有两种。一个把所需展示广告信息烧写固化到EPROM芯片内,能进行固定内容多幅汉字显示,称为单显示型;另一个在机内设置了字库、程序库,含有程序编制能力,能进行内容可变多幅汉字显示,称可编程序型。现在,中国LED点阵显示器大部分是单显示型,其显示内容相对较少,显示花样较单一。通常在产品出厂时,显示内容就已写入显示器控制系统中EPROM芯片内,当需要更换显示内容时就很困难,这么使该类型显示器使用范围受到了限制。中国另一个LED显示器可编程序型LED显示器,即使增加了显示器系统编程能力,显示内容和显示花样
5、全部有所增加,但也存在着更换显示内容不便缺点。伴随社会经济快速发展,现在广告牌全部存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。所以传统LED显示器控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业需要。而利用PC机通信技术控制LED显示器,则含有显示内容丰富,信息更换灵活等优点。1.2 LED显示器控制技术情况显示器控制系统包含输入接口电路、信号控制、转换和数字化处理电路及输出接口电路等,包含具体技术很多,其关键技术包含串行传输和并行传输技术、动态扫描和静态锁存技术、自动检测及远程控制技术等。1.2.1 串行传输和并行传输技术LED显示器数据传输方法关键有串行和并行两种。日前普遍采取串行控制技术
6、,显示器每个单元内部不一样驱动电路和各级联单元之间,每个时钟仅传送一位数据。采取这种方法驱动IC种类较多,不一样显示单元之间联线较少,可降低显示单元数据传输驱动元件,从而提升整个系统可靠性和性价比,具体工程实现也较为轻易。1.2.2 动态扫描和静态锁存技术LED显示器控制系统实现显示信息刷新技术有动态扫描和静态锁存两种方法。通常室内显示器多采取动态扫描技术,即一行发光二极管共用一行驱动寄存器,依据共用一行驱动寄存器发光二极管像素数目,分为1/4,1/16扫描等。室外显示器基础上采取静态锁存技术,即每一个发光一极管全部对应有一个驱动寄存器,无需时分工作,从而确保了每一个发光一极管亮度占空比为10
7、0%。动态扫描法能够大大降低控制器I/O口,所以应用较广。1.2.3 自动检测及远程控制技术LED显示器组成复杂,尤其是室外显示器,供电、环境亮度、环境温度条件等全部直接影响显示器正常运行。在LED显示器控制系统中,因依据需要对温度、亮度、电源等进行自动检测控制,也可依据需要,远程实现对显示器亮度、色度调整、图像水平和垂直位置调整和工作方法转换等。1.3 本设计任务现在市场上各类基于LED显示器较多,但大部分产品为单一模式LED显示器,其在显示内容更换及显示器重组等方面全部存在不便之处。但伴随信息化社会快速发展,LED显示器正在向显示内容丰富、信息更改方便等方面发展。所以制作一款多功效LED广
8、告显示器是很有意义地。本研究即以AT89C51单片机为关键, 采取串行传输、动态扫描技术,制作一款拥有PC机通信功效,模块化LED多功效显示器。第2 节 总体方案论证和设计本系统采取单片机AT89C51为LED显示器控制关键,系统关键包含LED驱动模块、数据存放模块、PC机通信模块等。下面对各模块设计逐一进行论证比较。2.1 LED驱动模块方案一:采取静态锁存方法,将每一个LED发光管一端接至单片机一个I/O口,另一端经过电阻接电源。这种方法能够直接驱动LED,原理简单,驱动能力强,LED亮度也能够经过限流电阻调整,很方便,但此种方法太浪费单片机I/O口,只适合于较小系统。方案二:采取动态扫描
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