基于单片机的电子课程表系统Word格式.docx
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4*4键盘;
LCD1602
63
目录
ABSTRACT
LEDdotmatrixdisplayasanewdisplaydeviceiscomposedofmultipleindependentLEDlightemittingdiodepackagetogether.LEDdotmatrixdisplaycandisplaynumbersorsymbols,usuallyusedtodisplaytime,speed,systemstatus,andsoon.
Thisdesignis16×
64dotmatrixLEDdisplaydesign.OveralltheUnitedStatesproduced40feetATMELAT89C51microcontrollerasthecore,introducedtoitastheelectroniccontrolsystemofLEDdotmatrixdisplaydynamicdesignanddevelopmentprocess.Withthischiptocontrolarowandeightdrivecolumndriver74LS15474HC595todrivethedisplay.Theelectronicdisplaycandisplayavarietyoftextormonochromeimages,full-screencandisplayfourcharacters,use168x8dotmatrixLEDdisplaymoduletoformfour16x16dotmatrixdisplaymode.Displaywithdynamicdisplay,makingthegraphicsortexttoachievestationary,movedoutoftheotherdisplay.ThispaperdescribesthehardwareofLEDdotmatrixdisplaydesignideas,thehardwarecircuitandtheprinciplefunctionsofvariousparts,correspondingsoftwareprogramdesign,andtheuseofdescriptions.
Keywords:
AT89C52microcontroller;
LEDdotmatrixdisplay;
4*4keyboard,LCD1602
目录
目录
摘要 I
ABSTRACT II
目录 III
第一章绪论 1
1.1研究背景及意义 1
1.2国内外的发展现状、发展趋势及存在的主要问题 2
1.3本文研究内容 4
第二章功能要求及方案论证 5
2.1功能要求 5
2.2系统硬件方案选择 5
2.2.1LED显示屏模块方案论证 5
2.2.2数据传输方案论证 7
2.2.3电源模块方案论证 8
2.2.4控制部分方案选择 10
2.2.5时钟显示模块方案论证 10
2.2.6最终确定硬件设计方案 12
2.3系统软件方案选择 13
2.3.1单片机编程语言选择 13
2.3.2系统软件编译工具选择 14
第三章系统硬件设计 15
3.1硬件整体设计概述 15
3.2稳压电路 15
3.2.15V稳压电源原理 15
3.2.2稳压电源技术指标 17
3.3单片机系统及外围电路 17
3.3.1单片机的选择 17
3.3.2AT89C52芯片介绍 18
3.3.3单片机系统外围电路 21
3.4列驱动电路 22
3.4.174HC595芯片简介 22
3.4.2列驱动电路的构成 24
3.5行驱动电路 24
3.5.1行驱动芯片74HC154介绍 24
3.5.2行驱动电路 25
3.6LED显示屏电路 26
3.74*4键盘电路 28
3.8LCD1602液晶电路 29
第四章系统软件设计 31
4.1LED显示驱动程序 31
4.2LCD时钟显示程序 34
4.34*4矩阵键盘扫描程序 37
4.4主程序 39
第五章调试及性能分析 41
5.1开发环境介绍 41
5.2理论性能分析 41
5.3系统调试 42
5.3.1软件调试 42
5.3.2硬件调试 43
第六章总结 44
6.1工作过程介绍 44
6.2系统功能的拓展方向 44
结束语 46
参考文献 47
致谢 48
附录 49
外文资料原文 60
外文资料译文 63
第一章绪论
第一章绪论
研究背景及意
随着信息技术的发展及其在教育中的应用,教育信息化已经成为当今教育发展的必然趋势。
现有校园内课程表一般由学生自己保存,而在紧急情况下需要教务处查询,费事费力。
为了方便学生获得课程信息,及教学管理人员方便及时发布和更新课程信息以维持正常教学秩序的目的,本论文旨在设计一种使用电子屏幕的课程表系统,从面使学生能够及时获取课程信息,维持正常的教学秩序。
在当今现代信息化社会的高速发展过程中,大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。
随着宽带网络的发展,数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流,新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心。
与传统的显示设备相比,这种未来的巨大需求让大屏幕显示技术成为众人目光的焦点:
1)LED显示屏色彩丰富,显示方式变化多样(图形、文字、三维、二维动画、电视画面等)、亮度高、寿命长,是信息传播设施划时代的产品。
2)LED显示屏是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高技术产品,可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。
它以其超大画面、超强视觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势,是目前国际上使用广泛的显示系统。
3)LED显示屏应用广泛,金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面,有巨大的社会效益和丰厚的经济效益。
近年来,单片机已经成为科技领域的有力工具,人类社会生活的得力助手。
它的广泛应用,不仅仅体现在工业控制、机电应用、智能仪表、实时控制、航空航天、尖端武器等行业和领域的智能化、高精度化,而且在人类日常生活中也随处可见它的身影。
单片机是嵌入式系统的独立发展之路,向MCU阶段发展的重要因素,就是寻求应用系统在芯片上的最大化解决;
因此,专用单片机的发展自然形成了SoC化趋势。
随着微电子技术、IC设计、EDA工具的发展,基于SoC的单片机应用系统设计会有较大的发展。
因此,对单片机的理解可以从单片微型计算机、单片微控制器延伸到单片应用系统。
目前,单片机正朝着高性能和多种方向发展,其趋势将进一步向着CMOS化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展,其功能也将越来越丰富,速度也越来越快,甚至有些方面并不逊于ARM或DSP。
随着LED显示屏在广告传媒领域逐渐崭露头角,其控制系统也如雨后春笋,层出不穷。
由于它的控制系统均是基于嵌入式微处理器开发,所以单片机在其中也占有一席之地。
但是,由于LED显示屏控制较复杂,特别是对于显示特殊效果,如循环移动、覆盖霓虹灯效果,要求处理器运算速度快、执行效率高,所以很多控制卡生产厂家采用高端嵌入式系统进行设计。
这样做虽然能在一定程度上提高数据处理速度,但是并不能完全满足所有显示效果要求,而且开发和产品成本也
会随之成倍增加,甚至由于其设计不当可能在显示时出现抖动、闪烁、重影等现象。
归根结底,LED显示屏控制卡的设计中硬件是一方面因素,同时还要考虑到显示数据组织方式,通过软硬件结合的方法才能设计出一款性价比较高的控制卡。
本论文提出基于普通51系列单片机实现LED显示屏控制的原理及方法,以此完成电子课程表的设计。
1.1国内外的发展现状、发展趋势及存在的主要问题
LED显示屏的发展主要经历了三个阶段:
1、1990年以前LED显示屏的成长时期。
一方面,受LED材料器件的限制,LED显示屏的应用领域没有广泛开展;
另一方面,显示屏控制技术基本上是通讯控制方式,客观上影响了显示效果。
这一时期的LED显示屏在国外应用较广,国内很少,产品以红、绿双基色为主,控制方式为通讯控制,灰度等级为单点4级调灰,成本较高。
2、1990-1995年,这一段是LED显示屏迅速发展的时期。
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。
蓝色LED晶片研制成功,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,显示屏灰度等级实现16级灰度和64级灰度调灰,显示屏的动态显示效果大大提高,产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域,特别是1993年证券股票业的发展更引发了LED显示屏市场的大幅增长。
LED显示屏在平板显示领域的主流产品局面基本形成,LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。
3、1995年以来,LED显示屏的发展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期。
进入新世纪,光电子产业得到广泛的重视,中国加入WTO、北京申奥成功等,成为LED显示屏产业发展的契机,LED显示屏必将得到飞跃发展。
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。
为了适应2008年奥运会的“瘦身”计划,利亚德开发了表面贴装双基色显示屏,大量用于训练馆和比赛计时计分系统。
在奥运场馆全彩屏方面,为紧缩投资,全彩屏大部分采用可拆卸方式,奥运期间可作为实况转播工具,赛事结束后可用于租赁,作为演出、国家政策发布等公共场合应用工具,通过这种方式可尽快收回成本。
单片机诞生于20世纪70年代末,经历了SCM、MCU、SoC三大阶段。
SCM即单片微型计算机(SingleChipMicrocomputer)阶段,主要是寻求最佳的单片形态嵌入式系统的最佳体系结构。
“创新模式”获得成功,奠定了SCM与通用计算机完全不同的发展道路。
在开创嵌入式系统独立发展道路上,
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