编号 本科生毕业设计基于单片机的LED点阵广告牌设计LED dot matrix billboard design based on singlechip学 生 姓 名专 业学 号指 导 教 师学 院二一五年六月长春理工大学本科毕业设计毕业设计（论文）原创承诺书1.本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）基于单片机的LED点阵广告牌设计，是认真学习理解学校的长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。2本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。3在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。4本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。以上承诺的法律结果将完全由本人承担！ 作 者 签 名： 年 月 日摘要本设计使用AT89C51单片机作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动6416的LED点阵显示屏。利用其本身强大的功能，可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储，并能用软件方便的进行显示内容的变化，另一方面点阵显示屏广泛的应用于公共场所，所以本设计具有很强的实用性。本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示4个1616点阵汉字，并能通过软件修改显示内容和效果。把字符内码存储在空闲的单片机程序存储器空间，使本LED显示系统能掉电存储1024个字符。设计中采用了SPI接口的GB2312标准字库。因为采用串行传输方式，使本系统的可扩展性得到提升，便于多个显示单元的级联。本文从LED的显示原理入手，详细阐述了LED动态显示的过程以及硬件电路的设计。关键词：LED 动态显示 单片机 点阵字库 AT89C51AbstractThis design uses AT89C51 MCU as a main controller， and depends on a simple external circuit to drive 6416 the lattice LED display. By using its own powerful functions and capacity of internal E2PROM， it is easy to accomplish the MCU and PC and E2PROM for internal storage， data transmission equipment ，and it also can be used conveniently to show a variety of content changes. The other dot matrix display is widely used in many public places. Therefore， the design has a strong practical application.The LED Display dynamic scan can show the way at the same time four 16 16 dot matrix Chinese characters， and PC software can modify the content and effect shows. IAP used in the application of programmable technology， the characters within the code stored in the SCM free program memory space， so that the LED display system can store 1，024 brown-out characters. SPI used in the design of the interface standard GB2312 character. Because serial transmission used， so that the system can be enhanced scalability， for a number of display units of the cascade. This article from the start LED display principle， elaborated on the LED display dynamic process， as well as hardware circuit design.Key Words :LED;Dynamic display ;SCM ;Lattice library;AT89C51目录摘要IAbstractII第1章 概述11.1 绪论11.2 本课题研究的目的、意义11.3 国内外研究现状1第2章 主要元器件的概述32.1 AT89C51单片机的功能及其引脚32.2 74HC04逆变器的功能52.3 74HC595的引脚及其功能52.4 74HC154功能及其引脚72.5 LED的结构及其用法7第3章 显示原理及控制方式分析83.1 LED电子显示屏的分类83.2 LED电子显示屏概述83.3 LED点阵模块结构103.4 LED动态显示原理113.5 LED常见的控制方式113.6 设计方案论证133.6.1 显示模式方案133.6.2 数据传输方案14第4章 电路设计154.1 电路设计框图154.2 主电路设计154.3 键盘模块设计154.4 驱动模块154.5 逆变电路164.6 1616LED点阵显示制作174.6.1 1616LED点阵的内部结构及工作原理174.6.2 用88LED点阵构成1616LED点阵184.7 LED显示驱动电路20第5章 字模生成215.1 字模简介215.1.1 LED显示屏领域字模实现技术215.1.2 软件控制系统字模提取的分析与设计215.2 字模存储技术225.3 字库生成23第6章 软件设计246.1 程序设计总体思路和结构246.2 各模块程序设计246.2.1主程序设计246.2.2 键盘子程序设计246.2.3 动态显示程序设计25第7章 系统功能仿真277.1 仿真软件简介277.2 软件仿真过程307.2.1 绘制原理图307.2.2 导入程序307.3 系统整体功能仿真运行结果32第8章 总结与展望33参考文献34致谢35附录36IV第1章 概述1.1 绪论当今社会在飞速发展无疑能源、健康、空间的利用，成了人们着重关注的对象。而在这个信息极速传递的社会，LED的出现给人们带来了希望之光。LED的特色之处一是节能，二是基本无电离辐射，三提高空间利用率。而这些特色又恰好解决了上述的三种问题。然而LED点阵显示屏的特点不仅仅于此LED点阵显示屏用的是数码管，而数码管具有实用，便宜等优点。做出来的LED点阵显示很耐用。LED点阵显示屏之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与LED显示屏本身所具有的优点分不开的。LED点阵显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。1.2 本课题研究的目的、意义本设计能够提高我们的动手能力与解决实际问题的能力。对于单片机我们已经学习了很多与之相关的理论知识，但是我们还没有机会来实际操作它，毕业设计给我们提供了一个很好的机会，让我们更深入的去学习掌握它。使我们能够掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法，对LED显示屏这个行业有了较为深刻的了解和认识。并且对大学期间所学习的一些理论进行了实践，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。并且通过该设计课题掌握了51单片机软硬件开发工具的使用方法，为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。目前我国的信息行业发展迅速，作为主要平面显示媒介的LED显示屏的作用也越练越广泛，相关的从业人员也会越来越紧缺。但同时应该清楚的认识到我国的LED技术虽然发展迅速但和世界先进水平还有一定的差距。因此，此课题不论是对自己的就业还是对我国LED显示技术的发展都有非常现实与积极的意义。1.3 国内外研究现状发光二极管（LED）是六十年代未发展起来的一种半导体显示器件，随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和P-N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显示屏经过多年发展，在国内外的应用趋于成熟化。它从最初的单基色显示，经过到双基色，现在发展到全彩色阶段。它们在社会上以得到广泛应用。同时颜色趋多样化，颜色由最初的红色，发展到可以表现真实世界的各种色彩。如何在该显示屏上更好地显示各种字形，图片，动画以及视频，已经成为社会关注的热点。尤其是显示效果的多样化和显示内容的逼真化与细腻化，目前在国内市场上，国产LED显示屏的市场占有率近95%。国际上LED显示屏的应用范围主要集中在户外广告、体育场馆、交通和演出，另外包括展览、租赁、集会等各种场合，估计其市场容量按照每年30%的增长速度在增加。目前，主要制造厂商集中在日本、北美、中国台湾等国家和地区，我国大陆LED制造厂商出口的份额在其中微不足道。据不完全统计，世界上就至少有150家厂商生产全彩屏，其中产品齐全，规模较大的公司约有30家左右，主要分布在美国、欧洲、日本、中国台湾及大陆。随着我国经济的迅猛发展，对信息传播会有越来越高的要求。可以相信，LED电子显示屏会以其强大的优势，将在社会经济发展中扮演越来越重要的角色。我国LED显示屏产业在规模发展的同时，产品技术推陈出新，一直保持比较先进的水平。90年代初即具备了成熟的16级灰度、256色视频控制技术及无线遥控等国先进水平技术，近年在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无经线控制、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国际水平的技术和产品出现；LED显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并得到应用。LED显示屏产业培养形成了一批LED显示屏科技队伍，在全国LED显示屏行业的从业人数6000人中，科技人员有2800多人，将近50%。LED显示屏产业正成为我国电子信息产业的重要组成部分，也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业。现代信息社会中，作为人机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一