LED点阵显示屏设计.pdf

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无锡科技职业学院毕业设计论文LED点阵显示屏设计i毕业设计（论文）报告毕业设计（论文）报告题目LEDLED点阵显示屏设计点阵显示屏设计系别专业微电子技术（液晶显示技术与应用）班级学生姓名学号指导教师2010年4月无锡科技职业学院毕业设计论文LED点阵显示屏设计iiLEDLED点阵显示屏设计点阵显示屏设计摘摘要：

要：

本文研究了基于AT89C51单片机88LED汉字滚动显示屏的设计并运用Proteus软件的仿真和实现。

主要介绍了LED汉字显示屏的硬件电路设计、汇编程序设计与调试、Proteus软件仿真和实物制作等方面的内容，本显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易实现等优点。

能帮助广大电子爱好者了解汉字的点阵显示原理，认识单片机的基本结构、工作原理及应用方法，并提高单片机知识技术的运用能力。

关键词关键词：

单片机、LED、点阵、Proteus仿真无锡科技职业学院毕业设计论文LED点阵显示屏设计iiiLEDDotatrixDisplayDesignSummary：

Thispaper,basedonAT89C51microcontroller88LEDscrollingdisplaycharacterdesignandtheuseofsoftwareinthesimulationandrealizationofProteus.IntroducesthecharacterLEDdisplayhardwaredesign,assemblyprogramminganddebugging,Proteussoftwaresimulationandotheraspectsofphysicalproduction,thedesignofthescreenissmall,lesshardware,thecircuitstructureissimpleandeasytoimplement.Canhelpthefansunderstandthecharacterofthelatticeelectronicdisplayprinciple,understandingthebasicstructureofSCM,workingprincipleandapplicationmethods,AndimprovetheabilitytouseknowledgeandtechnologyMCU.Keywords:

SCM、LED、Lattice、Proteus、Simulation无锡科技职业学院毕业设计论文LED点阵显示屏设计iv目录目录前言.1第一章概述.21.1单片机概述.21.2单片机特点.31.3汇编语言及其优点.31.4LED点阵数码显示屏概述.41.4.1LED的简介.41.4.2点阵的概述.41.5LED点阵数码显示屏的前景和发展.5第二章硬件介绍.72.1AT89C51单片机简介.72.1.1主要特性.72.1.2管脚说明.82.2汉字的点阵显示原理及字库代码获取方法.92.388LED点阵介绍.10第三章电路设计.123.1硬件电路组成及工作原理.123.2时钟电路.133.3复位电路.143.4列扫描驱动电路.14第四章程序设计.154.1在Keil环境中程序设计.164.1.1程序清单.164.2基于PROTEUS的电路仿真.184.3用PROTEUS绘制原理图.194.4PROTEUS对单片机内核的仿真.19第五章LED汉字显示屏实例制作.215.1元器件选择.215.2制作PCB板.215.3电路装配与调试.22谢辞.24参考文献.25无锡科技职业学院毕业设计论文LED点阵显示屏设计1前言前言LED点阵显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。

它以其色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。

同时也可广泛应用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。

目前大多数的LED点阵显示系统自带字库。

其显示和动态效果（主要是显示内容的滚动）的实现主要依靠硬件扫描驱动，该方法虽然比较方便，但显示只能按照预先的设计进行。

而实际上经常会遇到一些特殊要求的动态显示，比如电梯运行中指示箭头的上下移动、某些智能仪表幅值的条形显示、广告中厂家的商标显示等。

这时一般的显示系统就很难达到要求。

另外，由于受到存储器本身的局限，其特殊字符往往难以显示，同时显示内容也不能随意更改。

因此就提出了一种利用PC机和单片机控制的LED显示系统通信方法。

该方法可以对显示内容进行实时控制，从而实现诸如动态显示效果。

同时用户也可以在PC机上进行显示效果的预览，显示内容亦可以即时修改。

同时它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。

并广泛的用于公交汽车、商店、体育场馆、车站、学校、银行、高速公路等公共场所的信息发布和广告宣传。

LED显示屏发展较快，本文讲述了基于AT89C51单片机88LED汉字点阵滚动显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编写与调试、Proteus软件仿真等基本环节和相关技术。

无锡科技职业学院毕业设计论文LED点阵显示屏设计2第一章第一章概述概述1.11.1单片机概述单片机概述单片微型计算机（singlechipmicrocomputer）简称单片机，它是为各类专用控制器而设计的通用或专用微型计算机系统，高密度集成了普通计算机微处理器，一定容量的RAM和ROM以及输入/输出接口，定时器等电路于一块芯片上构成的。

1976年Intel公司推出的MCS48系列8位单片机，以其体积小，功能全，价格低等特点赢得了广泛的应用。

MCS48为单片机的发展奠定了基础，成为单片机发展过程中的一个重要阶段。

在MCS48成功的激励下，许多半导体公司和计算机公司竞相研制和开发自己的单片机系列。

其中包括MOTOROLA,Zilog,Philips,Atmel等公司的产品。

尽管目前单片机品种繁多，但其中最具有典型性的当数Intel公司的MCS51系列。

MCS51系列是在MCS48系列的基础上于80年代发展起来的，虽然它仍然是8位单片机，但其功能较MCS48有很大的增强。

此外，它还具有品种全，兼容性强，软硬件资源丰富的特点，因此应用较为广泛，成为继MCS48之后最重要的单片机品种。

直到现在，MCS51仍不失为一种单片机是主流芯片。

在8位单片机之后，16位的单片机也有很大的发展。

例如，1983年Intel公司的MCS96系列单片机就是其中的典型代表。

与MCS51相比，MCS96不但字长增加了一倍，而且还具有4路或8路的10位的A/D转换功能。

此外，在其他性能方面也有一定的提高。

在单片机的基础上发展起来的嵌入式系统已成功进入商业市场。

嵌入式计算机系统是以应用为中心，以计算机技术为基础，软，硬件可裁减，适应应用系统对功能，可靠性，成本，体积，功耗等严格要求的专用计算机系统。

1981年，ReadySysten开发出世界上第一个商业嵌入式实时内核，这个实时内核包含了许多传统操作系统的特征，包括任务间通信，同步与相互排斥，中断支持，内存管理等功能。

此后一些公司也纷纷推出了自己的嵌入式操作系统，这些嵌入式操作系统都具有嵌入式的典型特点：

它们均采用占先式的调度，响应时间短，任务执行的时间可以确定；系统内核很小，具有可裁减性。

可扩充性和可移植性，可移植到各种处理器上，较强的实时性和可靠性。

适合嵌入式应用。

如今，实时内核逐渐无锡科技职业学院毕业设计论文LED点阵显示屏设计3发展为多任务操作系统，并作为一种软件平台逐步成为目前国际嵌入式系统的主流。

嵌入式系统由软件和硬件两大部分组成。

从硬件方面来讲。

嵌入式系统的核心部件是嵌入式处理器。

据不完全统计，全世界嵌入式处理器的品种数量已经超过1000多种，其中8051体系占大多数。

嵌入式系统的软件一般由嵌入式操作系统和应用软件组成。

操作系统是连接计算机硬件与应用程序的系统程序。

操作系统有两个基本功能：

使计算机硬件便于使用，高效组织和正确使用计算机系统。

如今，嵌入式系统主要应用于工业控制，交通管理，信息家电，家庭智能管理系统，POS网络及电子商务，环境监测，机器人等领域。

1.21.2单片机特点单片机特点1）小巧灵活，成本低，易于产品化。

它能方便的组合成各种智能化的控制设备及各种智能仪器与仪表。

2）面向控制，能针对性的解决从简单到复杂的各类控制任务，因而能获得最佳的价格性能比。

3）抗干扰能力强，适应温度范围宽，在各种恶劣环境下都能可靠性工作，这是其它机种无法比拟的。

4）可以很方便的实现多机和分布控制。

使整个控制系统的效率和可靠性大幅度提高。

单片机具有体积小、功耗低，价格便宜等优点，近年来还还开发了一些以单片机母片为核（如80C51），在片中嵌入更多功能的专用型单片机（或者叫专用微控制器），因此单片机在计算机控制领域中应用越来越广泛。

8051是MCS51系列单片机的一个产品。

MCS51系列单片机是Intel公司推出的通用型单片机，在本设计中我选用的是89S51。

1.31.3汇编语言及其优点汇编语言及其优点本设计采用的是汇编语言编程，所以下面我们对汇编语言及其优点做一些简介。

汇编语言（AssemblyLanguage）是面向机器的程序设计语言。

在汇编语句中，用助记符（Memoni）代替操作码，用地址符号（Symbol）或标号（Label）代替地址码。

这样符号代替机器语言的用二进制码，就把机器语言变成了汇编语言。

于是汇编无锡科技职业学院毕业设计论文LED点阵显示屏设计4语言亦称为符号语言。

使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序。

汇编程序是系统软件中语言处理系统软件。

汇编语言把汇编程序翻译成机器语言的过程称为f汇编。

作为最基本的编程语言之一，汇编语言虽然应用的范围不算很广，但重要性却勿庸置疑，因为它能够完成许多其它语言所无法完成的功能。

汇编语言的主要优点有：

1）速度快，可以直接对硬件进行操作（这对诸如图形处理等关键应用是非常重要的）2）能够直接访问与硬件相关的存储器或I/O端口3）能够不受编译器的限制，对生成的二进制代码进行完全的控制4）能够对关键代码进行更准确的控制，避免因线程共同访问或者硬件设备共享引起的死锁5）能够根据特定的应用对代码做最佳的优化，提高运行速度6）能够最大限度地发挥硬件的功能。

1.41.4LEDLED点阵数码显示屏概述点阵数码显示屏概述1.4.11.4.1LEDLED的简介的简介LED是英文lightemittingdiode（发光二极管）的缩写，发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过度层p-n结，注入的少数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。

LED在我们日常生活的电器中随处可见，极为普通也广为人知。

LED具有效率高、光线质量高、能耗小、寿命长等特点，主要可用于平面显示领域、便携设备显示屏、照明以及红外线LED领域等下游应用产品市场。

与传统的照明工具相比，LED照明产品，尤其是氮化镓基（GaN）白光LED照明光源体积小、重量轻、方向性好并可耐各种恶劣条件，在功耗、寿命以及环保等方面均有不可比拟的优越性。

1.4.21.4.2点阵的概述点阵的概述LED点阵显示器，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