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LED点阵汉字;
【论文类型】应用型
Title:
LEDDotbillboardsSystemdesign
Major:
ElectronicandInformationEngineering
Name:
LiYaSignature:
Supervisor:
ZhangXiaoLiSignature:
ABSTRACT
WiththeLEDtechnologymatures,manyfieldsofautomotive,advertising,anddailylifecanbeseenthefigureoftheLEDdotmatrixdisplay.Atpresent,high-brightnessLEDscanproducered,greenandbluelightandcanformalargemonochromethetwo-colorandcolorLEDdisplay.Thecommonapplicationistheimageoftextdisplayandweatherforecasts.InadditiontheprevalenceoftheuseofLEDdisplayadvertisingsigns.Therefore,theLEDhasawideapplicationinvariousfields.
Thisarticledescribesamicrocontroller-basedLEDdotmatrixbillboardsystemandthe
AT89S51microcontrolleristhecoreofChinesecharactersofLEDdotmatrixdisplaysystem
Thearticlegiveadetaileddescriptionseparatelyfromthehardwaredesignandsoftware.Thehardwarepartismadeofthelinedrivermodule,thecolumndrivermoduleandLEDdotmatrixdisplaymoduleandsoftwarepartsimpleliquidityoftheCprogramminglanguage.
Socanpresentadifferentdisplaymode,avarietyofdotmatrixcharactersdisplayanddifferentspacesystemiscontrolledbyAT89S51microcontroller.TheLEDdotmatrixdisplaysystemusingthismethoddesignedislow-costandeasytoimplement.
【Keywords】AT89S51Single-chipmicrocomputer(SCM);
LEDDotmatrixcharacters
【TypeofThesis】Appliedtype
1绪论
1.1LED点阵汉字显示系统背景
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。
LED电子显示屏是利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕,它具有高清晰度、色彩鲜艳、视角大、工作稳定、寿命长、功耗低等优点。
由干采用单元模块化结构,屏体大小可按用户要求灵活拼制,它的超高亮度,使它在户内外显示中具有不可替代的作用。
我国在1997年针对该行业发布了电子行业标准SJ/T11141—1997《LED显示屏通过规范》,此标准规定了LED显示屏的定义、分类、技术要求、检验方法、检验规则以及标志、包装、运输、储存要求。
它适用于所有LED显示屏产品,已成为LED显示屏生产厂家设计、制造、测试、安装、验收、使用、质量检验和制定各种技术标注、技术文件的主要依据。
多年时间表明,它对LED显示屏产品质量的提高以及行业的健康发展起到了不可估量的作用。
由于科技的发展,LED显示屏的性能不断增加,功能不断完善,质量不断提高,该标准在2003年修订为SJ/T11141—2003《LED显示屏通用规范》,由信息产业部发布实施至今。
本文提供了一种成本低廉的汉字点阵LED显示方案,该方案采用常用的5l系列单片机和可以级联扩展的显示电路,可适用于许多需要汉字和图形显示的场合。
本设计的LED点阵显示系统采用字模提取软件,其显示和动态效果的实现主要依靠硬件扫描驱动,该方法方便,且易于实现。
本文对点阵显示原理进行了深入的研究,对单片杌控制系统及显示驱动屯路进行了分析。
介绍了单片机控制程序的设计方法。
设计和制作了基于51系列单片机控制系统的64×
16LED点阵显示屏。
该系统对LED显示屏的驱动采用动态扫描驱动方式,可以实现不同的动态显示效果。
1.2LED点阵汉字显示系统概述
该系统采用AT89C52单片机做控制器,整个电路主要由单片机控制及其接口电路、驱动显示电路、电源电路、3×
3矩阵键盘、16×
64LED点阵等部分组成。
为了简化显示屏电路,降低成本,该系统在单片机部分不加字库存储器,而采用字模提取软件提取汉字字型码,利用单片机读取显示字型码。
通过驱动电路对16×
64共阳极LED点阵进行动态列扫描,以实现点阵汉字的的显示,3×
3矩阵键盘控制实现不同的显示方式、显示不同的点阵汉字、调速。
显示电路由74HC154作为列驱动、74LS273控制16×
64LED点阵的行。
2LED点阵汉字显示系统总体方案设计
2.1移位寄存器74HC595控制列(方案一)
控制电路主要由单片机AT89C51、3×
3矩阵键盘和片外RAM构成。
结构框图如图2.1所示。
80C51的Pl口负责将显示数据发送给显示电路。
P0口与P2口负责于片外RAM及内存通讯,即作数据线也作地址线。
3×
结构框图如图2.1所示
图2.1控制电路结构框图
显示电路主要由两片译码器74LS138、8片行驱动4953(每片控制两行)、8片列驱动74HC595(每片控制八列)和16片1588共阳极二极管点阵模块(8×
8)构成。
这就决定了本LED显示屏是16×
64点阵。
本屏通过3×
3矩阵键盘左移、右移显示“通信学院电子信息工程”,控制点阵汉字的暂停、开始。
结构框图如图2.2
输入
图2.2显示电路控制结构框图
2.2译码器74HC154控制列(方案二)
该系统由AT89C52最小系统、16×
64LED点阵显示屏、列驱动电路、行驱动电路、3×
3矩阵键盘构成。
AT89C52为主控芯片,显示屏由16块8×
8LED共阳极连接组成,其列驱动电路由4块4-16线译码器74HC154构成,输出列选信号,行驱动电路由2片74LS273构成。
,控制显示系统框图如图2.3
图2.3LED点阵系统框图
方案一、方案二均可实现LED点阵汉字的显示,均采用基于KEILC51的编程,故都具有较好的移植功能,程序可读性强。
模块化的设计使程序看起来更加简洁,可非常方便地任意修改所要显示的汉字。
方案一用移位寄存器74HC595控制列,易于扩展LED点阵,但行驱动、列驱动所用芯片过多,PCB版成本过高;
方案二用4-16线译码器控制列,不易扩展LED点阵,但使用芯片较少,制作简单、方便,PCB版成本较低。
通过比较,方案二成本低、制作方便,故选择方案二实现LED点阵显示系统。
3系统硬件电路设计
3.1芯片选择
1)MCS-51单片机
1.MCS-51系列单片机
MCS-51是指Intel公司于1980年推出的新一代8位单片机系列产品(8051)。
从严格意义上讲,其他所有具有8051指令系统的单片机都不应直接称为MCS-51系列单片机,MCS只是Intel公司专用的单片机系列符号。
MCS-51系列单片机及其兼容产品通常分为以下几类:
⑴基本型:
典型产品有8031/8051/8751。
基本型采用HMOS工艺,片内集成有8位CPU,片内驻留4K×
8位的ROM(8031片内无),128B的数据存储器(RAM)以及21个特殊功能寄存器,32条I/O接口线,1个全双工的串行I/O口(UART),2个16位的定时/计数器,5个中断源和2级中断。
数据存储器和程序存储器的寻址能力为128KB,指令系统除加、减、乘、除运算外,还提供了查表和位操作指令,主时钟频率为12MHz,运算速度增强。
⑵增强型:
典型产品有8032/8052/8752。
与基本型的差异在于内部RAM增到256B,8052、8752的内部程序存储器扩展到8KB,16位定时/计数器增至3个。
⑶低功耗型:
典型产品有80C31/87C51/80C51。
其基本结构和功能与基本型相同。
由于采用CMOS工艺,因此适于电池供电或其他低功耗的场合。
⑷专用型:
典型产品有8044/8744。
在基本型的基础上用一个HSLC/SDLC通信控制器取代了基本型的UART,适用于总线分布式多机测控系统。
⑸超8位型:
典型产品有Philips公司的80C552/87C552/83C552系列单片机。
其基本结构和功能与MCS-51系列完全相同,但又将MSC-96系列(16位单片机)I/O部件如高速输入/输出(HIS/HSO)、A/D转换器、脉冲宽度调制(PWM)、看门狗定时器(WDT)等移植进来构成新一代MCS-51产品。
这类产品的功能介于MCS-51和MSC-96之间,目前已得到了较广泛的适用。
⑹片内闪烁存储器:
典型产品有Atmel公司的AT89C52单片机。
其内部含有Flash
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