led點陣顯示屏畢業(yè)設計文獻綜述

1、<p>　　LED點陣電子顯示屏系統的設計</p><p>　　作者：xxx 指導老師：xxx</p><p>　　摘要：本設計擬采用一種由單片機控制的8*8點陣發(fā)光模塊組成的16*64發(fā)光點陣，探討簡單的漢字、英文字母和動態(tài)圖象顯示技術，以及實時的溫度測量顯示。該系統具有設計簡單、字符清晰、可靠性高等特點。</p><p>　　關鍵詞：LED；單

2、片機；點陣；</p><p>　　Design of LED Dot Matrix Electronic Display System</p><p>　　Abstract：The paper introduces a kind of 16*64 dot matrix consists of 8*8 dot matrix module, we discuss the display tec

3、hnology of Chinese character, English letter, dynamic image and real time temperature. It is simple in design, cheap in cost and high in reliability.</p><p>　　Key words: LED；Single Chip Microcomputer；Dot Mat

4、rix；</p><p><b>　　引言</b></p><p>　　LED(Light Emitting Diode，LED)電子顯示屏是隨著計算機及相關的微電子、光電子技術的迅速發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。LED點陣顯示器作為一種新興的顯示器件，它是由多個獨立的LED發(fā)光二極管封裝而成。發(fā)光二極管LED具有體積小、抗沖擊和抗震性能好、高可靠性、壽命長、工作

5、電壓低、功耗小及響應速度等優(yōu)點[1]。由于電子顯示屏具有顯示內容信息量大，外形美觀大方，操作使用方便靈活，用戶可隨時任意自行編輯修改顯示內容，顯示方式圖文并茂等優(yōu)點，因此被廣泛應用于商場、學校、銀行、郵局、機場、車站、碼頭、金融證券市場、文化中心、信息中心休息設施等公共場所[2]。</p><p>　　本文主要介紹一種用于值班室外等場合的公告牌的LED點陣電子顯示屏。公告內容隨時可以更新，能夠實施顯示溫度和日期時

6、間，并具有自動亮度調節(jié)功能。考慮到所需器件的已購買，本設計采用8*8的點陣發(fā)光管模塊，組成16*64發(fā)光點陣，顯示特定的中文、字符以及數字。硬件方面，該系統以增強型MCS-51單片機為控制器，采用RS—232通信標準，另外本系統還配備了先進的總線型數字溫度傳感器DS18B20，它只要一個端口就可以完成數據的讀出和命令的寫入，并且不需要對溫度進行標定，具有操作簡單、工作可靠的特點。軟件方面，該系統利用KEIL C進行軟件開發(fā)，并配合PRO

7、TEUS進行聯合仿真。</p><p>　　1 點陣顯示屏總體設計</p><p>　　設計思路：PC機從上位機軟件發(fā)送指令和數據，通過串口RS232將數據傳輸到單片機，單片機對行驅動和列驅動發(fā)出控制命令，對LED點陣屏進行相應的控制。外部時鐘電路可以用來讀取顯示的時間，外部存期器件用于存儲LED點陣屏的輸出數據，在進行控制操作時，單片機可直接從此讀取數據，可脫機進行顯示控制。通過按鍵不需

8、經過PC機可對LED點陣屏進行簡單的人機交互。溫度傳感器將檢測的溫度數據傳送到單片機，單片機對數據進行處理后對LED點陣屏發(fā)出控制指令，LED點陣屏顯示相應的數據。</p><p>　　1.1 點陣顯示屏顯示方式的設計方案選擇</p><p>　　點陣顯示屏部分的設計首先要考慮它的顯示方式，使用串行方式還是并行方式。我通過方案論證的方法進行了對比選擇。</p><p&g

9、t;　　串行方式可同時顯示4個16×l6點陣漢字或8個16×8點陣的漢字、字符或數字；串行方式顯示為點陣顯示屏系統中比較常用的，所用器件也比較常用，容易買到。但是它存在一個致命的缺點，就是刷新速度不夠快。如果要驅動64列點陣顯示，通用51單片機會比較吃力，出現比較嚴重的閃爍停滯現象。此外，要實現文字的左右移動和調整移動速度等功能，都會給軟件設計帶來較多困難。</p><p>　　并行方式可以通

10、過鎖存器芯片來擴展IO口，達到控制LED點陣的64個列線的目的。方案中運用16片鎖存器74HC573來組成8組雙緩沖寄存器，驅動LED點陣的8組列線，用4/16譯碼器74HC595對LED點陣的16行進行掃描。在送每一行的數據到LED點陣前，先把數據分別送到第一級的8個74HC573，然后再給第二級的8個74HC573送鎖脈沖，數據一起輸出到LED點陣列中，這樣就避免了各行數據顯示不同步問題。由于并行數據傳輸速度比串行快，所以字符閃爍的

11、問題得到較好地解決，文字左右移動也比較容易控制。</p><p>　　最終結合本設計的要求與實際情況選擇了數據傳輸速度快的并行方式顯示。</p><p>　　1.2 顯示屏控制部分工作模式的設計方案選擇</p><p>　　顯示屏控制部分的設計好壞決定了整個LED點陣電子顯示屏系統的好壞，選擇單機工作模式或主從工作模式，我依然采用方案論證的方法進行了對比選擇。<

12、;/p><p>　　單機工作模式。采用一個單片機控制實現所有功能，其中包括LED點陣顯示屏的刷新顯示、模式設定、時間讀取、溫度檢測，以及與上位機的通信等。只用一個單片機控制點陣顯示屏可以使電路大大減化，軟件設計方面也容易實現。但是，將所有功能集成在一起，一片單片機處理能力是不夠的。此時，單片機的CPU內部資源已顯不足，會導致系統功能欠佳，達不到較好的性能。</p><p>　　主從工作模式。采

13、用主從單片機工作方式來控制整個系統。其中一個單片機用于控制LED點陣顯示，另外一個單片機用于擴展鍵盤、串口與上位機通信、溫度測量、時間讀取等工作。相對單機工作方式，主從工作模式的處理能力大大提高，并且分工明確，執(zhí)行速度得到很大的提高。雖然硬件電路以及軟件設計方面要求相對高了一些，更涉及到主從單片機通信問題[3]。</p><p>　　因為本設計的用途是用于值班室外等場合的公告牌，所以它顯示的內容實時性高，對單片機

14、的要求也比較高。相對單機工作方式，雖然主從工作模式的硬件電路以及軟件設計方面要求相對高了一些，更涉及到主從單片機通信問題。但是，為了更好地實現各項性能指標，本設計擬采用主從工作模式。</p><p>　　2 系統軟件部分的設計思路</p><p>　　軟件程序是整個控制系統的核心部分，本設計擬采用的系統軟件的開發(fā)平臺為Windows 7，開發(fā)軟件為KEIL C，程序可讀性強，模塊化的設計使

15、程序看起來更加簡潔。顯示部分采用動態(tài)掃描的方式，實現對顯示屏要顯示的漢字、圖像、字符等數據信息進行傳輸控制以及顯示等功能。</p><p>　　軟件的設計主要由主程序，初始化子程序，中斷掃描子程序，顯示程序等組成。C 語言由于具有移植性強，可以實現復雜運算，函數化結構，可以直接進行位運算，非常適合初學者學習等優(yōu)點。所以本程序擬采用C語言編寫。在KEIL 51 環(huán)境下調試，PROTEUS 下仿真。</p>

16、;<p>　　本設計的軟件流程如圖2-1所示。</p><p>　　3 硬件電路設計方案的選擇</p><p>　　LED點陣電子顯示屏系統硬件部分擬采用增強型MCS-51單片機最小化應用設計[4]，工作時鐘為12MHz。整個硬件系統主要分為4個部分：單片機部分，包括其外圍復位及時鐘源電路；LED點陣顯示部分，包括輸入限流和行掃描驅動電路；溫度測量電路，以總線型溫度探頭DS1

17、8B20為主。</p><p>　　系統的工作原理：由5V穩(wěn)壓電源為整機提供標準供電電源，鍵盤作為信息輸入及功能選擇的輸入設備，當按下任意鍵時，單片機內部鍵掃描程序置某一標志位，同時轉相關功能程序，在LED點陣上時實顯示出來。其中溫度測量功能是由溫度傳感器DS18B20完成外界溫度檢測，內部A/D轉換和數據輸出，再由單片機處理數據，轉換為時實溫度值顯示輸出。</p><p>　　本設計硬件

18、電路設計的整體框圖如圖3-1所示。</p><p>　　3.1 系統主控制器電路的設計</p><p>　　本設計采用的DS1302是具有涓細電流充電能力的電路，主要特點是采用串行數據傳輸，可為掉電保護電源提供可編程的充電功能，并且可以關閉充電功能。DS18B20是一線式數字溫度傳感器；溫度測量范圍為－55℃～＋125℃；測溫分辨率可達0.0625℃；其工作電源既可在遠端引入，也可采用寄生

19、電源方式產生；多個DS18B20可以并聯到3根或2根線上，CPU只需一根端口線就能與諸多DS18B20通信，占用微處理器的端口較少，可節(jié)省大量的引線和邏輯電路。以上特點使其非常適用于遠距離多點溫度檢測系統[5]。</p><p>　　3.2 點陣驅動與控制電路</p><p>　　該電路主要將單片機發(fā)送來的輸出點陣數據，通過鎖存器芯片擴展的I0口，來控制LED點陣的64個列線端。本設計中用

20、的是16片鎖存器74HC573來組成8組雙緩沖寄存器，驅動LED點陣的8組列線，用4/16譯碼器74HC595[6]對LED點陣的16行進行掃描。在送每一行的數據到LED點陣前，先把數據分別送到第一級的8個74HC573，然后再給第二級的8個74HC573送一個鎖脈沖，將數據一起送到LED點陣的各列[7]。</p><p>　　4 擬采用的調試與仿真方法</p><p>　　單片機在很多產

21、品中得到廣泛的應用，無論是51系列、AVR、還是PIC[8,9] 系列都有各自的特點。在具體的工程實踐中，單片機應用技術所涉及到的實驗實踐環(huán)節(jié)較多，且硬件投入較大，如果因為控制方案有誤而進行相應的開發(fā)設計[10]，會浪費較多的時間和經費。Proteus仿真軟件很好的解決了這些問題，它可以象Protel一樣繪制硬件原理圖并實現硬件調試，再與Keil編程軟件進行聯調，實現對控制方案的驗證。</p><p><b

22、>　　5 結束語</b></p><p>　　本設計將能實現顯示漢字、字母和數字的基本功能，并能控制文字的左右移動及速度。同時，溫度與日期時間可以實時顯示，并且與上位機聯機通信成功。整機系統的軟件設計難度應該會比硬件制作難度大。本系統采用并行方式顯示，并且采用主從單片機來控制整個系統，這樣應該會大大減化軟件的編寫難度，容易實現各項功能指標。本設計的LED點陣電子顯示屏系統是比較簡單的LED應用實

23、例，實際應用中的LED電子顯示屏要復雜的多，如今的LED技術發(fā)展十分迅速，相信在實際生活中LED會使用的越來越廣泛。</p><p><b>　　參考文獻：</b></p><p>　　[1] 郭兆正.LED點陣顯示屏系統設計.渤海大學學報(自然科學版),2005，26(4).</p><p>　　[2] 王浩然,秦會斌.LED點陣屏顯示單元的

24、設計與驅動控制[J].電子器件，2010，33(5).</p><p>　　[3] 王守華.LED點陣電子顯示屏系統的設計[J].今日電子,2008，11(2).</p><p>　　[4] 張友德,趙志英,涂時亮.單片微型機原理、應用與實驗[M].上海:復旦大學出版社,2000.</p><p>　　[5] 康志亮,廖國剛.LED點陣顯示系統設計.云南民族大學學報

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