LED点阵广告牌设计样本.docx

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LED点阵广告牌设计样本

第1章绪论

1.1LED发展及意义

随着社会文化不断发展，人们消费原则不断变化，户外灯箱广告更是扮演着越来越重要宣传角色，无论是汽车站，火车站，股市交易市场，还是学校都离不开它，然而老式霓虹灯广告牌无论是在显示效果、耗电量还是可修改性上都无法满足当前社会需求，老式霓虹灯广告亟待改进。

由于单片机技术不断发展和高亮度LED发光管浮现使得大屏幕高亮度LED电子广告屏成为也许，与老式霓虹灯广告在显示效果以及可修改性上均有着无法比拟优势，并且单片机日益平民化以及LED技术不断创新，使得高亮度高清晰LED点阵广告牌与老式霓虹灯广告牌成本日益接近。

此外，SMT技术飞速发展，开关电源大规模使用，使其无论在体积上还是在可靠性上都比老式霓虹灯广告有明显优势，为其在特殊领域应用奠定了基本。

这种新兴大屏幕显示技术成为众人目光焦点。

与老式显示设备相比，一方面，LED 显示屏色彩丰富，3基色发光管可以显示全彩色，显示显示方式变化多样（文字、图形、动画、视频、电视画面等）、亮度高，是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息解决技术于一体高技术产品，可用来显示文字、计算机屏幕同步图形。

另一方面，LED显示屏象素采用LED发光二极管，将各种发光二极管以序列形式构成LED显示阵列，这种显示屏具备耗电省、成本低、亮度清晰度高、寿命长等长处，并且LED显示屏以其受空间限制较小，并可以依照顾客规定设计屏大小，具备全彩色效果，视角大，是信息传播设施划时代产品。

再次，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，显示效果清晰稳定，越来越多地方开始使用LED电子显示屏，有巨大社会效益和经济效益。

它以其超大画面、超宽视觉、灵活多变显示方式等独居一格优势，是当前国际上使用广泛显示系统。

1.2LED显示屏发展趋势

自从19H·j·Round发现了金刚砂通电之后可以浮现发光现象并继此由后人创造了发光二极管，已通过去了一种多世纪。

一种多世纪以来，LED技术得到了很大发展。

早先LED是单个发光管，构造比较简朴。

通过单向导电方式点亮发光，到了21世纪，显示技术将是平板显示时代，LED显示屏作为平板显示主导产品之一无疑会有更大发展，有也许成为这个世纪明显代表性主流产品。

亮度高，多彩化蓝色及纯绿色LED产品自浮现以来，成本逐年迅速减少，已具备成熟商业化条件，基本材料产业化。

使LED全彩色显示产品成本下降，应用加快。

LED产品性能提高，使全彩色显示屏亮度，色彩，白平衡均达到比较理性效果。

它发展前景极为辽阔，

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，规定解决器运算速度快，这姓效率高，因此控制起来很麻烦，因而诸多生产厂家采用高品位嵌入式系统进行设计，这样做虽然能在一定限度上提高数据解决速度，但是并不能完全满足所有显示效果规定，并且开发和产品成本也会随之成倍增长，由于LED技术迅速发展，有诸多已经超过在校生所接触到知识范畴，因此本设计旨在运用最简朴重要单色屏显示演示LED屏工作过程和原理。

第2章总方案设计

2.1系统硬件设计

控制某些是整个系统核心某些运用单片机进行控制，显示某些显示内容运用LED点阵显示内容，尚有驱动器驱动电路运用74LS245驱动电路。

1.单片机

单片机是集成了CPU，ROM,RAM,I/O微型计算机。

它有很强接口性能，非常适合于工业控制，因而又叫微控制器（MCU）,单片机品种齐全，型号多样CPU,从8，16，32到64位，多采用RISC技术，片上I/O口非常丰富，有单片机集成有A/D“看门狗”，PWM,显示驱动，函数发生器，键盘控制等，她们价格也高低不等。

这样极大地满足了开发者选取自由。

除此之外单片机还具备低电压和低功耗特点。

2.LED点阵显示屏

LED显示屏是由一种一种发光二极管点阵构成。

要构成大屏幕LED显示屏就需要各种发光二极管，构成LED屏幕办法有两种，一种是由单个发过二极管逐点连接起来，一种是选用某些由单个发光二极管构成LED点阵子模块构成大LED点阵模块。

在这次设计中使用是8×8模块。

2.2系统软件设计

运用软件编写程序，软件编写需要借助软件编辑器和编译软件，编译完毕后还需要下载到单片机中执行。

编写程序前一方面选取一种适当语言以及配套编辑器和编辑软件。

当前选取单片机编程语言进行编译。

第3章系统硬件设计

3.1整体模块设计

本设计驱动电路，显示屏电路，运用单片机控制电路。

总体构造设计如图3-1所示。

图3-1总体构造设计

3.2单片机控制电路

3.2.1单片机简介

1.STC89C52单片机重要特性如下：

STC89C52是一种带8K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—FalshProgrammableandErasableReadOnlyMemory）低电压，高性能CMOS8位微解决器，俗称单片机。

该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业原则MCS-51指令集和输出管脚相兼容。

由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，STCSTC89C52是一种高效微控制器，为诸多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉方案，STC89C52芯片引脚图如图3-2所示。

图3-2STC89C52芯片引脚图

2.STC89C52详细简介如下：

（1）主电源引脚（2根） 

VCC（Pin40）：

电源输入，接＋5V电源。

GND（Pin20）：

接地线。

（2）外接晶振引脚（2根） 

XTAL1（Pin19）：

片内振荡电路输入端。

XTAL2（Pin20）：

片内振荡电路输出端。

（3）控制引脚（4根） 

RST/VPP（Pin9）：

复位引脚，引脚上浮现2个机器周期高电平将使单片机复位。

ALE/PROG（Pin30）：

地址锁存容许信号。

PSEN（Pin29）：

外部存储器读选通信号。

EA/VPP（Pin31）：

程序存储器内外部选通，接低电平从外部程序存储器读指令，如果接高电平则从内部程序存储器读指令。

（4）可编程输入/输出引脚（32根） 

STC89C52单片机有4组8位可编程I/O口，分别位P0、P1、P2、P3口，每个口有8位（8根引脚），共32根。

PO口（Pin39～Pin32）：

8位双向I/O口线，名称为P0.0～P0.7。

P1口（Pin1～Pin8）：

8位准双向I/O口线，名称为P1.0～P1.7。

P2口（Pin21～Pin28）：

8位准双向I/O口线，名称为P2.0～P2.7。

P3口（Pin10～Pin17）：

8位准双向I/O口线，名称为P3.0～P3.7。

P0口到P3口各个功能

P0口：

P0口是一组8位漏极开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复制用口，作为输入口时，每位能吸取电流方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写入“1可作为高阻抗输入端用。

在访问外部数据存储器或程序内存时，这组口线分时转换地址（低8位）和数据总线复用，在访问期启动内部上拉电阻。

在Flash编程时，PO口接受指令节，而在程序校检时，输出指令位元组，校检时，规定外接上拉电阻。

P1口：

P1口是一种带内部上拉电阻8位双向I/O口，P1输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对埠写“1”，通过内部上拉电阻把埠拉到高电平，此时可作输入口，作输入口时，由于内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一种电流I。

Flash编程和程序校检期间，P1接受低8位地址。

P2口:

P2口是一种带内部上拉电阻8位双向I/O口，P1输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对埠写“1”，通过内部上拉电阻把埠拉到高电平，此时可作输入口，作输入口时，由于内部存在上拉电阻，某个引脚被外部信号拉低时会输出一种电流I。

在访问外部数据存储器或16位地址外部数据存储（例如执行MOVX@DPTR指令）时，P2口送出高8位地址数据。

在访问8位地址外部数据存储器（如执行MOVX@RI指令）时，P2口在线内容（也即特殊功能寄存器（SFR）区中R2寄存器内容），在整个访问期间不变化。

Flash编程和校检时，P2亦接受高位位址和其他控制信号。

P3口：

P3口是一种带内部上拉电阻8位双向I/O口。

P3口输出缓冲级可驱动（吸取或输出电流）4个TTL逻辑门电路。

对P3口写入“1”时，它们被内部上拉电阻拉高并可作输入埠，作输入端时，被外部拉低P3口将用上拉电阻，输出电流I。

P3口还接受某些用于Flash闪速内存编程和程序校检控制信号。

RST:

复位输入，当震荡器工作时，RST引脚浮现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。

ALE/PROG：

当访问外部程序内存或数据存储器时,ALE（地址锁存容许）输出脉冲用于所存地址低8位字节。

虽然不访问外部内存，ALE乃以时钟振动频率1/6输出固定正脉冲信号，因而它可对外输出时钟或用于定期目。

要注意是:

每当访问外部数据存储器时将跳过一种ALE脉冲。

下表为单片机重要功能特性表3-1

表3-1重要功能特性

兼容MCS51指令系统

8K可重复擦写FlashROM

32个双向I/O口

256×8bit内部RAM

3个16位可编程定期/计数器中断

时钟频率0-24MHZ

2个串行中断

可编程UART串行通道

2个外部中断源

共6个中断源

2个读写中断口线

3级加密位

低功耗空闲和掉电模式

软件设立睡眠和唤醒功能

3.2.2单片机最小系统设计

STC89C52单片机最小系统电路由复位电路、晶振电路两某些构成。

1．晶体振荡器

（1）时钟晶振电路

单片机XTAL1脚和XTAL脚是外部接晶振两个引脚，普通在接一种晶振同步要在晶振两个脚接两个电容，这两个电容叫晶振负载电容，分别接在晶振两个脚上和对地电容，普通在几十皮法。

它会影响到晶振谐振频率和输出幅度，使晶振频率更加稳定。

本设计中，单片机晶振采用12MHz频率，以获得较高刷新率，使显示更加稳定。

如图3-3所示为单片机时钟晶振电路原理图。

图3-3单片机时钟晶振电路原理图

（2）复位电路 

本设计采用上电复位方式实现复位。

上电复位电路由电容串联电阻构成，由图3-4所示，并结合“电容电压不能突变”性质，可以懂得：

当系统一上电，RST脚将会浮现高电平，这个高电平持续时间由电路RC值来决定。

典型51单片机当RST脚高电平持续两个机器周期以上就将复位。

因此咱们只要恰当组合RC取值就可以保证可靠复位。

普通文献推荐C取10uF，R取10K。

本设计中咱们采用C取22uF，R取10K欧姆。

图3-4单片机复位电路原理图

3.3驱动电路设计

3.3.174LS245简介

图3-574LS245芯片引脚图

74LS245是咱们惯用芯片，如图3-574LS245芯片引脚图所示。

用来驱动LED或者其她设备，它是8路同相三态双向总线收发器，可双向传播数据，74LS245还具备双向三态功能，既可以输出，也可以输入数据。

1.当8051单片机P0口总线负载达到或超过P0最大负载能力时，必要接入74LS245等总线驱动器。

2.当片选端/CE低电平有效时，DIR=“0”，信号由B向A传播；（接受）   

3.DIR=“1”，信号由A向B传播；（发送）当/CE为高电平时，A、B均为高阻态。

由于P2口始终输出地址高8位，接口时74LS245三态控制端/1G和/2G接地，P2口与驱动器输入线相应相连。

P0口与74LS245输入端相连,/E端接地，保证数据现畅通。

STC89C52/RD和/PSEN相与后接DIR，使得/RD或/PSEN有效时，74LS245输入（P0.i←Di），其他时间处在输出（P0.i→Di）。

3.4显示电路

3.4.1LED简介

LED是发光二极管英文LightEmittingDiode缩写格式，LED器