点阵电子显示屏.docx
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点阵电子显示屏
题目：
点阵电子显示屏
目录
第一部分
摘要……………………………………………………...3
第二部分
1.设计任务………………………………………………..4
2．点阵电子显示屏概述………………………………5
3.单片机概述………………………………………….7
4．系统硬件设计…………………………………………7
5．系统软件设计………………………………………….7
6．测试与结果分析……………………………………...17
7．设计总结……………………………………………...18
8．参考资料……………………………………………...18
毕业设计及答辩评价意见
指导教师评语:
指导教师（签字）：
日期：
答辩委员会（评审小组）意见：
综合成绩
答辩委员会主任（签字）：
日期：
（评审小组组长）
一、毕业设计主要内容
设计并制作LED电子显示屏和控制器。
自制一台简易16行*32列点阵显示的LED电子显示屏；自制显示屏控制器，扩展键盘和相应的接口实现多功能显示控制，显示屏显示数字和字母亮度适中，应无闪烁。
显示屏通过按键切换显示数字和字母；显示屏能显示4组特定数字或者英文字母组成的句子，通过按键切换显示内容；能显示4组特定汉字组成的句子，通过按键切换显示内容。
最终程序能调试出数字0至9及字母A至F。
二、毕业设计主要技术指标
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
三、毕业设计基本要求及应完成的成果形式
要求自制一台简易16行*32列点阵显示的LED电子显示屏；自制显示屏控制器，扩展键盘和相应的接口实现多功能显示控制，并使显示屏显示数字和字母亮度适中，应无闪烁。
成果是显示屏通过按键能够切换显示数字和字母；显示屏能够显示4组特定数字或者英文字母组成的句子，通过按键能够切换显示内容；能显示4组特定汉字组成的句子，通过按键能够切换显示内容。
最终的程序能够调试出数字0至9及字母A至F。
四、毕业设计进度安排
1先确定将要设计的任务。
明确任务设计的过程，目的以及要达到的效果，时间大概在3~4天。
2对毕业设计的应用系统硬件进行分析、设计（单元电路设计及分析），时间安排大概两个星期左右。
3对毕业设计得应用系统软件进行分析、设计，时间安排大概两个星期。
4对设计的程序进行调试，时间安排一个星期。
5对最终设计成果进行测量及其结果分析，时间安排一个星期。
五、毕业设计应收集的资料及主要参考文献
《基于单片机结构的智能系统设计与实现》
《单片机原理与接口技术》
《单片机应用技术》
《8051单片机实践与应用》
《电子设计竞赛赛题解析》
指导教师（签名）：
教研室主任（签名）：
系（院）负责人（签名）：
20年月日
摘要LED大屏幕显示系统，以AT89S52单片机为核心，由LED大屏幕显示等功能模块组成。
基于题目基本要求，本系统对时间显示和大屏幕显示进行了重点设计。
此外，扩展单片机外围接口、温度采集、非接触式止闹、滚动屏幕显示、语音报时等功能。
本系统大部分功能由软件来实现，吸收了硬件软件化的思想，大部分功能通过软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性大大提高。
本系统不仅成功的实现了要求的基本功能,发挥部分也得到完全的实现,而且有一定的创新功能。
关键字：
单片机LED大屏幕滚屏显示
1任务设计
1.1基本要求：
设计并制作LED电子显示屏和控制器。
1.1.1自制一台简易16行*32列点阵显示的LED电子显示屏；
1.1.2自制显示屏控制器，扩展键盘和相应的接口实现多功能显示控制，显示屏显示数字和字母亮度适中，应无闪烁。
1.1.3显示屏通过按键切换显示数字和字母；
1.1.4显示屏能显示4组特定数字或者英文字母组成的句子，通过按键切换显示内容；
1.1.5能显示4组特定汉字组成的句子，通过按键切换显示内容。
1.1.6最终程序能调试出数字0至9及字母A至F
2、点阵电子显示屏概述
八十年代以来出现了组合型LED电子点阵显示屏，以发光二极管为像素，它用高亮度发光二极管芯阵列组合后，环氧树脂和塑模封装而成。
具有高亮度、功耗低、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。
点阵LED电子显示屏有单色和双色两类，可显示红，黄，绿，橙等。
LED电子显示屏点阵有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16、24×24、40×40等多种。
根据像素的数目分为等，双基色、三基色等，根据像素颜色的不同所显示的文字、图象等内容的颜色也不同，单基色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色，双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定，如红绿都亮时可显示黄色，如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间，则可实现256或更高级灰度显示，即可实现真彩色显示。
3、单片机概述
单片机是一种集成在电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计时器等功能（可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路）集成到一块硅片上构成的一个小而完善的计算机系统。
4、系统硬件设计（单元电路设计及分析）
4.1AT89S52单片机最小系统：
最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。
图2为AT89S52单片机的最小系统。
图2最小系统电路图
4.2温度测量模块:
温度测量传感器采用DALLAS公司DS18B20的单总线数字化温度传感器，测温范围为-55℃~125℃，可编程为9位~12位A/D转换精度，测温分辨率达到0.0625℃，采用寄生电源工作方式，CPU只需一根口线便能与DS18B20通信，占用CPU口线少，可节省大量引线和逻辑电路。
接口电路如图3所示。
图3DS18B20测量电路
4.3时钟模块
时钟模块采用DS1302芯片，DS1302是DALLAS公司推出的涓流充电时钟芯片内含有一个实时时钟/日历和31字节静态RAM通过简单的串行接口与单片机进行通信实时时钟/日历电路提供秒分时日日期月年的信息每月的天数和闰年的天数可自动调整时钟操作可通过AM/PM指示决定采用24或12小时格式DS1302与单片机之间能简单地采用同步串行的方式进行通信仅需用到三个口线1RES复位2I/O数据线3SCLK串行时钟时钟/RAM的读/写数据以一个字节或多达31个字节的字符组方式通信DS1302工作时功耗很低保持数据和时钟信息时功率小于1mW，其接线电路如图4
图4时钟电路
4.4键盘模块
键盘、状态显示模块：
为了使软件编程简单，本设计利用可编程芯片8255。
接法如表1所示。
PA口接按键，PC口则用于控制状态显示所用LED点阵。
每个按键都通过一个10K的上拉电阻接电源+Vcc,按键的另一端接地。
当有键按下时，与该键相连的PA口的相应位变为低电平，单片机检测到该变化后即转到相应的键处理程序，同时在程序中点亮LED点阵。
模块电路如图5
图5键盘电路
4.5LED显示模块
点阵数据串行输入,器件为移位寄存器TPIC6B595595,门控和扫描信号常以16点阵为一行进行并行处理。
在点阵显示中以4×8个LED点阵构成一个LED显示单元,采用行共阳列共阴的编排方式。
其驱动分为行列两部分,分别来自于行、列移位寄存器,行数据是扫描数据,16行中每次只有一行被驱动,采用逐行扫描方式,列数据则为汉字的点阵码。
。
对于字符和图形显示也可以用点阵处理,其显示原理和方法相同.电路如图6
图6LED显示电路
4.6电源选择：
200W/5V的直流稳压电源更加安全电路图如图7
图7电源电路
4.7PC机通讯
MAX232是标准的串口通信接口，对于一般的双向通讯，只需要使用串行输入口RXD（第3脚）、串行输出TXD（第2脚）和地线（第7脚）。
MAX232逻辑电平的规定如表2.
表2逻辑电平表
逻辑值
电平幅值（v）
0
3+~+15
1
3-~-15
图8串口通讯
4.8整体电路
系统整体电路如下：
图9整体电路
4.9点阵接线
5、系统软件设计
显示子程序流程如图11
显示时间子程序流程如图12
图12时间子程序流程图
与PC串口通讯程序
调试程序：
#include
unsignedcharcodetab[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f};
unsignedcharcodedigittab[18][8]={
{0x00,0x00,0x3e,0x41,0x41,0x41,0x3e,0x00},//0
{0x00,0x00,0x00,0x00,0x21,0x7f,0x01,0x00},//1
{0x00,0x00,0x27,0x45,0x45,0x45,0x39,0x00},//2
{0x00,0x00,0x22,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00},//3
{0x00,0x00,0x0c,0x14,0x24,0x7f,0x04,0x00},//4
{0x00,0x00,0x72,0x51,0x51,0x51,0x4e,0x00},//5
{0x00,0x00,0x3e,0x49,0x49,0x49,0x26,0x00},//6
{0x00,0x00,0x40,0x40,0x40,0x4f,0x70,0x00},//7
{0x00,0x00,0x36,0x49,0x49,0x49,0x36,0x00},//8
{0x00,0x00,0x32,0x49,0x49,0x49,0x3e,0x00},//9
{0x00,0x00,0x7F,0x48,0x48,0x30,0x00,0x00},//P
{0x00,0x00,0x7F,0x48,0x4C,0x73,0x00,0x00},//R
{0x00,0x00,0x7F,0x49,0x49,0x49,0x00,0x00},//E
{0x00,0x00,0x3E,0x41,0x41,0x62,0x00,0x00},//C
{0x00,0x00,0x7F,0x08,0x08,0x7F,0x00,0x00},//H
{0x00,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x00},//I
{0x00,0x7F,0x10,0x08,0x04,0x7F,0x00,0x00},//N
{0x7C,0x48,0x48,0xFF,0x48,0x48,0x7C,0x00}//中
};
unsignedinttimecount;
unsignedcharcnta;
unsignedcharcntb;
voidmain（void）
{
TMOD=0x01;
TH0=（65536-3000）/256;
TL0=（65536-3000）%256;
TR0=1;//开启定时0
ET0=1;
EA=1;//开启中断
cntb=0;
while
（1）
{;
}
}
/*************************************************
*
*定时中断
********************************************************/
voidt0（void）interrupt1using0
{
TH0=（65536-3000）/256;//定时器高位装载数据
TL0=（65536-3000）%256;//定时器低位装载数据
if（cntb<18）//红色
{
P1=0xFF;
P2=tab[cnta];
P0=digittab[cntb][cnta];
}
else//绿色
{
P2=0xFF;
P1=tab[cnta];
P0=digittab[cntb-18][cnta];
}
if（++cnta>=8）
cnta=0;
if（++timecount>=333）
{
timecount=0;
if（++cntb>=36）
cntb=0;
}
}
6、测量及其结果分析
6.1基本部分测试与分析
6.11测试仪器：
秒表、、万用电表、WAVE仿真器
6.12基本要求部分的测试与分析：
（1）系统上电后，全屏点亮，没有暗点。
接着显示时间。
按“#”键后时扫描键盘，当有1~10键按下时，分别显示十段设定的数字、英文或汉字。
（2）显示时间时通过与秒表对比，测试的系统时间准确。
6.2发挥部分测试与分析：
（1）当按下#后在按下进入亮度调节，按下“+”键时，亮度增加。
按下“—”键时，亮度变弱。
（2）可以实现文字上下移动
（4）系统可以显示出数字0至9及字母A至F求
7、设计总结
大学三年通过对电子专业的学习，我掌握了电子技术专业知识，在电脑操作方面也比较熟练。
大学三年的时间一下子就过去了，回想大学的学习是一种迥然不同于以往的新形式，它赋予了我更大的主动性和更广阔的思维空间，同时也对我各方面都提出了更高的要求。
今天，我完成了大学里最后的一份设计，这毕业设计是验证我大学三年以来对专业知识学习的成果。
但在毕业设计的过程中，我遇到很多新的技术问题，但这样更促使我对知识的追求，使我不断的去学习。
自从十一月份接受导师的课题直到完成这份毕业设计论文，用了将近两个月的时间。
在毕业设计的过程中，我在技术上遇到了很多的问题，这也证明了我的专业知识和技能还不够，还要去不断努力学习。
我很感谢指导老师在我遇到问题的时候能够给予我精心的指导和热情的帮助。
老师在电子专业方面具有丰富的经验，在我设计工作过程中，指导老师给予了我很多的指导和帮助，使我能够将理论中的结果与实际相结合。
尤其在课题设计的前期准备阶段，我得到了老师提出的许多宝贵的设计意见，在最后的测试修改阶段老师也在百忙之中抽出时间来为我们提供了必要的帮助，这样使得我们得以顺利的完成毕业设计开发工作。
8、参考文献
[1]《基于单片机结构的智能系统设计与实现》沈红卫编电子工业出版社
[2]《单片机原理与接口技术》黄惠媛编海洋出版社
[3]《单片机应用技术》周平伍云辉编电子科技大学出版社
[4]《8051单片机实践与应用》吴金戌沈金阳郭庭吉编清华大学出版社
[5]《电子设计竞赛赛题解析》黄正谨等编东南大学出版社
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