16乘16LED点阵LED电子显示屏的设计毕业设计论文.doc

本科毕业设计论文题 目 16×16点阵LED电子显示屏的设计专业名称 电子信息工程 学生姓名 指导教师 毕业时间 毕业设计论文摘 要本设计是一16×16点阵LED电子显示屏设计。单片机是以美国ATMEL 公司生产的40脚单片机AT89C51为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计以及开发过程。通过该芯片控制两个行驱动器 74HC164和两个列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。该电子显示屏可以显示各种文字或简单图像，全屏一次能显示1个汉字，采用4块8×8点阵LED显示模块来组成16×16点阵显示模式。显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。单片机控制系统程序采用单片机C语言进行编辑，通过编程控制显示点对应LED阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制显示点的亮灭。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点在个个领域得到了广泛的应用。经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强。关键词： LED点阵显示，动态显示，74HC164行驱动，74HC595列驱动IABSTRACTThe design is a 16 × 16 dot matrix LED electronic display designs. SCM is the United States produced 40 feet ATMEL AT89C51 microcontroller as the core, introduced to it as the control system LED dot matrix display dynamic electronic design and development process. Control two rows and two columns driver 74HC164 74HC595 driver to drive the display through the chip. The electronic display can display a variety of text or simple images, one can display a full-screen characters , using four 8 × 8 LED dot matrix display module consisting of 16 × 16 dot matrix display mode. Display dynamic display , making graphics or text to achieve a variety of display static, moved out and so on. This paper details the features and principles of the various parts of the hardware design ideas , the hardware circuit LED dot matrix display , the corresponding software program design , and the use of descriptions.SCM control system using microcontroller C language program for editing , the corresponding LED anode and the cathode side level displayed by programming control points , you can effectively control the display of point light off . The dot matrix display data characters can prepare themselves ( ie direct dot drawing ) , can also be extracted from the standard font .LED display with its flexible fabric , shows a steady , low power consumption , long life, mature technology, low cost and so in all fields has been widely used.The practice has proved that the system displays error is small, stable performance, reasonable structure, strong expansion capability .Key words: LED dot matrix display，Lattice display，Dynamic display，74HC164 line driver，74HC595 column driversII目录第一章前言11.1设计目的11.2现状和意义1第二章系统整体设计方案32.1需要实现的功能32.2 LED显示的特点32.3 设计方案论证4第三章系统硬件部分设计63.1 电源设计63.2 单片机系统及外围电路73.2.1 单片机的选择73.2.2 AT89C51芯片介绍73.2.3 单片机系统外围电路113.3 列驱动电路113.4行驱动电路143.4.1行驱动芯片74HC164 介绍143.4.2行驱动电路163.5 LED显示屏电路17第四章系统软件部分设计204.1 系统主程序204.1.1 主程序入口函数功能功能：204.1.2 显示主要程序及其功能214.2显示驱动程序22第五章调试及性能分析245.1 软件调试245.2 硬件调试255.3 性能分析25参考文献27致谢28毕设小结29附录一 16×16点阵系统电路图30附录二 16×16点阵实物图31附录三 16×16点阵程序清单32IVIV1第一章 前言1.1设计目的为了更加深入的了解AT89C51单片机和其驱动芯片74HC164和74HC595的引脚功能，以及点阵显示功能，并且对其设计需要软件Altium Designer Release 10，PZISP，Keil uVision4的熟练操作，使我们做出来的点阵在目测条件下16×16点阵LED显示屏各点亮度均匀、充足，可以显示图形和文字，显示图形或文字应该是稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。1.2现状和意义单片机自20世纪70年代问世以来，以极其高的性能价格比受到人们的重视和关注，所以应用很广，发展很快。单片机的特点是体积小、集成度高、重量轻、抗干扰能力强，对环境要求不高，价格低廉，可靠性高，灵活性好，开发较为容易。正因为单片机有如此多的优点，因此其应用领域之广，几乎到了无孔不入的地步。在我国，单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、智能化家用电器、航空航天系统和和国防军事、尖端武器等各个方面。我们可以开发利用单片机系统以获得很高的经济效益。更重要的意义是单片机的应用改变了控制系统传统的设计思想和方法。以前采用硬件电路实现的大部分控制功能，正在用单片机通过软件方法来实现。这种以软件结合硬件或取代硬件并能提高系统性能的控制技术称为微控制技术。例如，本文所要论述的通过单片机来控制LED点阵显示。LED是发光二极管英文Light Emitting Diode 的简称，是六十年代末发展起来的一种半导体显示器件，七十年代，随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和-结形成技术的研究进展，发光二极管在发光颜色、亮度等性能得以提高并迅速进入批量化和实用化。进入八十年代后，LED在发光波长范围和性能方面大大提高，并开始形成平板显示产品即LED显示屏。LED电子显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它是集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的显1示系统，是目前国际上极为先进的显示媒体。由于它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富、工作性能稳定以及对室内室外环境适应能力强等优点而日渐成为显示媒体中的佼佼者。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高，生产也得到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图像显示屏的发展过程。对16×16点阵LED电子显示屏的设计更加深入的研究，知道了单片机功能非常强大对单片机以后的发展有了更大的希望，使我们对单片机更加了解 通过此次设计使我们对自己的动手能力和自我思考能力以及社会交际能力得到进一步提高，为我们更好的融入社会这个大家庭打好了充足的基础。随着信息产业的高速发展，LED显示屏作为信息传播的一种重要手段成为现代信息化社会的一个闪亮标志。近年LED显示屏已广泛应用于室内、外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所如银行、营业部、车站、机场、港口、体育场馆等信息的发布，政府机关政策、政令，各类市场行情信息的发部和宣传等。目前，对于那些需要显示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相对比较低的场合，使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，它可以用单片机控制实现显示字符、数字、汉字和简单图形，单片机的发展也是非常迅速的，现在单片机出现了Aat89c51，at89c52等系列产品 汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（如16×16点阵），将点阵文件存入ROM，形成新的汉字编码。而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语言，再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。具体显示技术和原理将会在正文中得到详细论述39第二章 系统整体设计方案2.1需要实现的功能设计一个室内用16×16点阵LED图文显示屏，要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。2.2 LED显示的特点LED发光灯可以分为单色发光灯、双色发光灯、三色发光灯、面发光灯、闪烁发光灯、电压型发光灯等多种类型。按照发光灯强度又可以分为普通亮度发光灯、高亮度发光灯、超高亮度发光灯等。这种单个的发光灯适宜用做指示灯，如电源指示、电路状态指示灯，进而对能够转变