基于單片機(jī)的LED顯示屏系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì).docx

基于單片機(jī)的LED顯示屏系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄第一章 緒 論11.1課題的背景和意義11.2 相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀11.2.1 LED顯示屏發(fā)展的簡要回顧21.2.2 我國LED顯示屏的發(fā)展現(xiàn)狀31.2.3 LED顯示屏的發(fā)展趨勢(shì)31.3 LED顯示屏顯示原理41.4 課題研究的目的51.5課題的主要工作5第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)72.1需求分析72.2系統(tǒng)組成及功能描述72.3系統(tǒng)的功能描述82.4系統(tǒng)的工作過程8第三章 基于51單片機(jī)的LED顯示屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)113.1硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)113.1.1 STC90C51的硬件結(jié)構(gòu)113.1.2 STC90C51主要性能參數(shù)123.1.4 STC90C51單片機(jī)適用領(lǐng)域133.2 單片機(jī)STC90C51電路及外圍電路143.3 LED顯示屏掃描電路設(shè)計(jì)163.3.1 LED點(diǎn)陣屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)及顯示原理163.3.2 列掃描電路設(shè)計(jì)183.3.3 行驅(qū)動(dòng)掃描電路設(shè)計(jì)19第四章 軟件設(shè)計(jì)204.1系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思路204.2系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)204.3 顯示驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)214.3上移程序設(shè)計(jì)224.4掃描程序設(shè)計(jì)24第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)265.1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)265.2軟件平臺(tái)275.2.1 字模提取275.3實(shí)驗(yàn)方案295.3.1主控部分測(cè)試295.3.2 LED顯示部分測(cè)試29第六章 結(jié)束語31參考文獻(xiàn)32附 錄33外文資料46中文翻譯53謝 辭58第一章 緒 論1.1課題的背景和意義隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)文化等的不斷發(fā)展，民眾的消費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)也在發(fā)生著不斷的變化,戶外燈箱廣告更是扮演著越來越重要的宣傳角色，在車站、商場(chǎng)、學(xué)校單位等場(chǎng)合都會(huì)見到霓虹燈之類的廣告。但是傳統(tǒng)的霓虹燈廣告牌不管是在顯示色彩效果、用電量還是在可修改性上都已經(jīng)無法滿足當(dāng)今日新月異的社會(huì)需求，傳統(tǒng)的霓虹燈廣告在社會(huì)快速發(fā)展中需要更多的改進(jìn)。電子控制技術(shù)的高速發(fā)展和LED發(fā)光二級(jí)管制造工藝的進(jìn)展為高亮度大屏幕的誕生創(chuàng)造了條件。由于LED顯示屏相對(duì)于傳統(tǒng)的霓虹燈之類的廣告牌有很多方面的優(yōu)勢(shì)，所以發(fā)展很快，得到了廣大應(yīng)用廠商的認(rèn)可。這一種剛剛興起的led大屏幕技術(shù)成為了廣大民眾目光的聚焦焦點(diǎn)。與之前的顯示設(shè)備比較，首先，LED 顯示屏可以顯示幾乎所有常用色彩,色彩豐富，三基色的發(fā)光管可以顯示全彩色，顯示方式又是多種多樣的,無限變化（文字、圖形、動(dòng)畫、視頻、電視畫面等），這一個(gè)產(chǎn)品就集合了電子技術(shù)領(lǐng)域多個(gè)學(xué)科的相關(guān)知識(shí)，是一中高新技術(shù)產(chǎn)品?？梢杂脕盹@示各種文字圖形，并且可以與計(jì)算機(jī)相連接同步顯示計(jì)算機(jī)屏幕的信息，相當(dāng)于投影儀。其次，LED 顯示屏的像素點(diǎn)是LED發(fā)光二極管，將多個(gè)發(fā)光二極管以大小間距相同的排列形式組合成LED顯示陣列，這種顯示屏具有成本低、耗電量低、亮度和清晰度高、壽命長等眾多優(yōu)點(diǎn)，而且 LED 顯示屏不受空間的限制，可以根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)屏的大小，需要多大的尺寸就可以做多大的尺寸.具有全彩色效果，可視角度大，是這個(gè)信息時(shí)代在傳播介質(zhì)方面劃時(shí)代的產(chǎn)物。最后，LED 顯示屏應(yīng)用范圍很廣，金融證券、股票炒股、銀行利率等信息顯示、商業(yè)廣告播放、文化娛樂等方面，顯示的效果亮度高且清晰穩(wěn)定，越來越多的地方開始使用LED電子顯示屏，有巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 Led顯示屏集眾家之長，在國際領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。1.2 相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀LED顯示屏發(fā)光效率高，能夠很好的適應(yīng)室內(nèi)室外等應(yīng)用區(qū)域的環(huán)境，自上世紀(jì)90年代前期開始，隨著LED制造業(yè)的技術(shù)水平有了新的進(jìn)展，理論等相關(guān)技術(shù)框架基本形成，在國外得到大范圍多領(lǐng)域的應(yīng)用。而在我們中國改革開放30年的發(fā)展之后，主要是進(jìn)入上世紀(jì)90年代我國的經(jīng)濟(jì)得到了飛速的發(fā)展，快速的提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下各種商業(yè)信息的傳播在整個(gè)市場(chǎng)上有很大需求，LED顯示屏及時(shí)的出現(xiàn)很好的滿足了當(dāng)時(shí)社會(huì)和市場(chǎng)的需要，LED顯示屏的研發(fā)與加工技術(shù)水平也得到了相應(yīng)的提高，適用范圍領(lǐng)域也得以擴(kuò)展。在LED顯示屏快速發(fā)展的過程中，從開始出現(xiàn)到大范圍多領(lǐng)域的應(yīng)用也是經(jīng)歷了一個(gè)過程，總的來說，LED顯示屏經(jīng)歷了單色、雙色到紅綠藍(lán)三基色全彩多灰度級(jí)顯示的一個(gè)過程。目前關(guān)于LED顯示屏的理論框架和相關(guān)制造加工技術(shù)等已經(jīng)相當(dāng)成熟，led顯示屏的像素點(diǎn)越做越小，紅綠藍(lán)三基色全彩屏的分辨率越來越高，并朝著高亮度、低功耗、大視角的方向發(fā)展。相關(guān)理論也日臻完善。1.2.1 LED顯示屏發(fā)展的簡要回顧Led顯示屏以很高的穩(wěn)定性、超強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)能力、高性能低價(jià)格、使用時(shí)間長、可視范圍角度大等特點(diǎn)，在為期不長的十幾年時(shí)間里，以迅雷不及掩耳之勢(shì)發(fā)展成為平面大面積顯示的主流產(chǎn)品之一，在信息顯示傳播，廣告媒體領(lǐng)域得到了廣泛認(rèn)可和應(yīng)用。LED顯示屏的成長歷程：1.在上世紀(jì)九十年代以前是LED顯示屏的成長形成時(shí)期，或者說是LED顯示屏的幼年時(shí)期，各方面理論技術(shù)還不成熟。一個(gè)方面，受LED相關(guān)的材料制造加工技術(shù)還不夠先進(jìn)，LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域就收到了很大的限制，另一個(gè)方面，顯示屏控制技術(shù)幾乎全是通過通信數(shù)據(jù)傳輸而實(shí)現(xiàn)的控制方法，從客觀上來講極大地影響了他的顯示效果。在這個(gè)時(shí)期，國外的LED顯示屏應(yīng)用很是廣泛 ，在我們中國則很少見，出現(xiàn)的為數(shù)不多的相關(guān)產(chǎn)品也是以單紅色、紅綠雙基色為主，控制技術(shù)也幾乎全是通過通信數(shù)據(jù)傳輸而實(shí)現(xiàn)的控制方法，顯示的灰度等級(jí)就目前的現(xiàn)狀來看，當(dāng)時(shí)的灰度級(jí)是很小很小的，當(dāng)時(shí)只可以實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)的4個(gè)灰度級(jí)，而現(xiàn)在至少也是256灰度級(jí)，并且當(dāng)時(shí)產(chǎn)品的成本也是相當(dāng)高的。2.1991-1996年這6年之間，LED顯示屏以高速度、大范圍、多領(lǐng)域的方式就這樣進(jìn)入了九十年代，進(jìn)入了廣發(fā)人民群眾的視野，在全球信息化產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的大背景下，信息技術(shù)在我們生活工作的多個(gè)領(lǐng)域不斷發(fā)展創(chuàng)新突破。藍(lán)色發(fā)光二級(jí)管晶片研制成功，從此，LED顯示屏進(jìn)入了全彩色顯示的新紀(jì)元；電子技術(shù)以及單片微型計(jì)算機(jī)等控制技術(shù)的快速發(fā)展，在顯示屏控制領(lǐng)域有了更進(jìn)一步的發(fā)展，相關(guān)工作人員研究開發(fā)出來了視頻控制卡，顯示屏灰度等級(jí)也有了很大的提高，實(shí)現(xiàn)16級(jí)灰度等級(jí)和64級(jí)灰度等級(jí)的調(diào)灰，顯示屏的在顯示動(dòng)畫方面的效果得到了空前的提高。在這一個(gè)階段，LED顯示屏在我們中國的發(fā)展速可以說是遍地開花，從初期的不多的幾家企業(yè)、年產(chǎn)值只有幾千萬元發(fā)展到幾十家企業(yè)、年產(chǎn)值達(dá)數(shù)億元，產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域涉及金融證券、體育屆、機(jī)場(chǎng)航班信息顯示、鐵路車次信息顯示、車站時(shí)間表信息顯示、公路交通、商業(yè)廣告、郵電電信等諸多領(lǐng)域。LED顯示屏在平面媒體顯示領(lǐng)域逐漸成為主流產(chǎn)品，這樣的局面已經(jīng)逐漸形成，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)也自然而然地成為新興的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。3.1994年末-至今，是led顯示屏產(chǎn)業(yè)格局調(diào)整相繼完善的時(shí)期上世紀(jì)九十年代中期年以來，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展進(jìn)而產(chǎn)生的內(nèi)部競(jìng)爭加劇，許多中小企業(yè)也如同雨后春筍般不斷涌現(xiàn)，這樣就使得相關(guān)產(chǎn)品價(jià)格有了大幅度的回落，應(yīng)用的范圍也不斷的擴(kuò)大，這也導(dǎo)致了LED相關(guān)產(chǎn)品在質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)化等方面的問題，不利于相關(guān)產(chǎn)品的統(tǒng)一及標(biāo)準(zhǔn)化。我們國家的相關(guān)部門通過及時(shí)調(diào)整，對(duì)LED顯示屏的發(fā)展過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了適當(dāng)?shù)囊?guī)范和引導(dǎo)。國家多個(gè)部門聯(lián)合出臺(tái)了相關(guān)的文件規(guī)范使得LED顯示屏走向標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定等也在不斷完善。 1.2.2 我國LED顯示屏的發(fā)展現(xiàn)狀1.產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大我國LED產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了十余年的成長歷程，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)中，一些支柱型企業(yè)相繼誕生。據(jù)行業(yè)協(xié)會(huì)給出的統(tǒng)計(jì)信息來看，自十九世紀(jì)九十年代末，我國LED顯示屏行業(yè)持續(xù)快速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，產(chǎn)業(yè)鏈不斷擴(kuò)大完善。就整個(gè)LED顯示屏系統(tǒng)而言，我國的led顯示屏技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國際先進(jìn)水平并處于領(lǐng)先地位，這也得力于國內(nèi)產(chǎn)品在性價(jià)比方面所具有的得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)占有率在90%以上，國外的相關(guān)產(chǎn)品幾乎不能夠進(jìn)入中國市場(chǎng)。2.市場(chǎng)保持持續(xù)增長2003年LED顯示屏行業(yè)整體的發(fā)展速度相比之前要快很多 ，很多企業(yè)都已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模并還在逐漸增多，產(chǎn)業(yè)布局發(fā)展也在走向成熟。04年至07年之間，隨著北京奧運(yùn)會(huì)的臨近，各地城區(qū)城市化的步伐也逐漸加快，全國LED顯示屏市場(chǎng)依然活力不減保持著快速增長的趨勢(shì)，年平均增長率仍然能夠保持在百分之三十五左右。1.2.3 LED顯示屏的發(fā)展趨勢(shì)據(jù)CCID微電子研究所預(yù)計(jì)，在未來的5年時(shí)間內(nèi)，我國LED顯示屏將在電信、郵政、金融系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)、交通系統(tǒng)、體育場(chǎng)館等領(lǐng)域不斷開拓市場(chǎng)，尋求新的發(fā)展空間以及應(yīng)用領(lǐng)域，與此同時(shí)LED顯示屏在市場(chǎng)上的需求正以大約平均每年30%的速度遞增，發(fā)展趨勢(shì)如下：1.高亮度、全彩化在藍(lán)色及純綠色的led顯示屏出現(xiàn)以后，LED顯示屏的成本在隨著時(shí)間的推移越來越低，已具備成熟的商業(yè)化條件。基礎(chǔ)材料也逐漸向成熟的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。這種情況使得LED三基色全彩色顯示屏幕成本有大幅下滑，應(yīng)用速度加快。LED顯示屏等產(chǎn)品的性能也不斷提高，三基色全彩色顯示屏的色彩、白平衡等已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)很理想的效果了，能夠全天候在室外環(huán)境下工作，很好的滿足了用戶的相關(guān)需求，因?yàn)槿玪ed全彩色顯示屏幕性價(jià)比很高，預(yù)測(cè)在未來發(fā)展的相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)，三基色全彩LED顯示屏在在室內(nèi)外顯示媒體領(lǐng)域逐漸代替了傳統(tǒng)的燈箱、霓紅燈等產(chǎn)品。2.標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化這個(gè)產(chǎn)業(yè)最近幾年的發(fā)展， 該市場(chǎng)內(nèi)存在的競(jìng)爭主要是在價(jià)格方面的競(jìng)爭， 在幾次價(jià)格戰(zhàn)之后相關(guān)產(chǎn)品價(jià)格幾乎達(dá)到了均衡，因而市場(chǎng)競(jìng)爭的焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到了產(chǎn)品的質(zhì)量以及整個(gè)系統(tǒng)的可靠性，這就對(duì)LED顯示屏的標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化有了較高要求，一些大的企業(yè)相繼實(shí)施ISO9000系列標(biāo)準(zhǔn)。行業(yè)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)體系的形成，對(duì)LED產(chǎn)品以后的發(fā)展有著很好的基礎(chǔ)，在這樣熱大潮中，那些相對(duì)落后的企業(yè)相繼被淘汰，整個(gè)業(yè)界的質(zhì)量水平會(huì)得到一個(gè)整體的提升，也有利于LED產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。預(yù)測(cè)在不長的幾年時(shí)間內(nèi)，小規(guī)模企業(yè)將被淘汰，該行業(yè)的發(fā)展也會(huì)井然有序。3.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)多元化發(fā)展在這個(gè)信息化的時(shí)代，信息傳遞在生活工作中占據(jù)著愈來愈重要的作用，信息也廣泛存在于生活工作的各個(gè)方面，LED顯示屏幕自然而然的有了很多用武之地。因此，相關(guān)的LED產(chǎn)品也會(huì)因?yàn)槭袌?chǎng)的需要而相繼推出，小型的LED顯示產(chǎn)品在LED顯示屏市場(chǎng)將會(huì)占越來越多的份額。LED顯示屏應(yīng)用領(lǐng)域的突破體現(xiàn)了該類產(chǎn)品向著多樣化發(fā)展的趨勢(shì)。1.3 LED顯示屏顯示原理 LED點(diǎn)陣屏的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為共陰極和共陽極兩種，本設(shè)計(jì)采用的是共陽型的LED點(diǎn)陣屏。為了節(jié)省單片機(jī)的IO口,利用了以種專門為點(diǎn)陣屏開發(fā)的串行輸入并行輸出的芯片SM16126,該芯片可以一個(gè)串行口輸入,16位并行輸出,極大程度的減少了單片機(jī)IO口的使用,為其他應(yīng)用的加入提供了條件。紅、綠、藍(lán)三種顏色只需要三個(gè)IO口就可以輕松實(shí)現(xiàn)。完成顯示時(shí)，只需要三種顏色的數(shù)據(jù)輸入端和控制信號(hào)輸入端協(xié)同工作就可以完成顯示。當(dāng)顯示屏的行選信號(hào)被選通時(shí)，列選端四位數(shù)據(jù)給低電平的發(fā)光二極管就會(huì)被點(diǎn)亮。即先將編碼信號(hào)輸送至列信號(hào)端，再掃描相應(yīng)的行。利用這個(gè)原理，要顯示文字或圖形信息時(shí)，只需要將要顯示的信息進(jìn)行相關(guān)的編碼，再將編碼數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)算法按照一定的順序發(fā)送到顯示屏，逐行點(diǎn)亮就可以顯示出想要顯示的信息。編寫程序時(shí)，編碼信號(hào)利用字模提取軟件進(jìn)行編碼提取，再將這些編碼組成一個(gè)二維數(shù)組，每個(gè)字有16個(gè)元素，在顯示相應(yīng)的字時(shí)只需要按照相應(yīng)的順序調(diào)用改字?jǐn)?shù)組中的各個(gè)元素即可。調(diào)用每個(gè)元素之后，再將該元素的8位編碼數(shù)據(jù)一位一位的送入到SM16126的輸入寄存器。數(shù)據(jù)輸入信號(hào)以后再將掃描控制信號(hào)輸入，這樣按照預(yù)定的順序進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和掃描即可顯示穩(wěn)定的畫面。根據(jù)人眼的視覺暫留原理，將每一次數(shù)據(jù)更新掃描的時(shí)間控制在20ms左右就可以看到穩(wěn)定的文字圖像。1.4 課題研究的目的本設(shè)計(jì)讓我對(duì)LED產(chǎn)業(yè)整個(gè)發(fā)展現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢(shì)有了更加深入的了解，了解到了不同型號(hào)LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域和使用范圍。對(duì)led顯示屏的工作原理過程有了更深入的認(rèn)識(shí)。我想通過本次設(shè)計(jì)所取得成果是巨大的而深遠(yuǎn)的，對(duì)以后的工作會(huì)有很大的幫助，在完成整個(gè)設(shè)計(jì)的過程中， 遇到了很多問題，在遇到問題之后利用現(xiàn)有的各種資源通過不同的渠道去解決問題，在這個(gè)過程中學(xué)會(huì)了解決問題的方法。這個(gè)過程中最大的問題就是軟件編程的實(shí)現(xiàn)，每一次編寫完成之后進(jìn)行下載運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的顯示結(jié)果總不能達(dá)到預(yù)期的效果，經(jīng)過多次調(diào)試之后最終得以實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)使我重新體會(huì)了發(fā)現(xiàn)問題，解決問題的這個(gè)過程，在電子設(shè)計(jì)方面得到了很大的提高。其次是通過自己的親身制作很的提高了我的動(dòng)手能力。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的是1664 像素的LED點(diǎn)陣屏，要求LED顯示屏可以有足夠的亮度，能夠穩(wěn)定的顯示要求的文字圖像等信息，并實(shí)現(xiàn)文字圖像等的移動(dòng)顯示、多種顏色顯示等。從而實(shí)現(xiàn)簡單動(dòng)畫的顯示。1.5課題的主要工作課題的工作主要可以分為兩大部分，一個(gè)主要部分是硬件電路設(shè)計(jì)，另一個(gè)主要部分是軟件程序設(shè)計(jì)。硬件電路主要包括供電電源電路的設(shè)計(jì)、單片機(jī)控制單元的設(shè)計(jì)、顯示電路的設(shè)計(jì)等。軟件部分主要是靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示、多種顏色顯示、上移顯示的程序編寫等。本設(shè)計(jì)利用51單片機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體控制，進(jìn)行顯示所要顯示的漢字和字符。其中顯示字模數(shù)據(jù)由單片機(jī)對(duì)字模數(shù)組進(jìn)行讀取，之后發(fā)送到SM16126的輸入寄存器中，點(diǎn)陣的點(diǎn)亮過程有程序控制，由驅(qū)動(dòng)電路完成。每一列的數(shù)碼管數(shù)量較多所以列驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)要滿足大電流輸出的要求，本設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)效應(yīng)管4953來驅(qū)動(dòng)列數(shù)碼管，場(chǎng)效應(yīng)管4953可以輸出4.9安培的電流，足以滿足本設(shè)計(jì)的需要。每個(gè)4953可以驅(qū)動(dòng)兩列數(shù)碼管，16行顯示需要8個(gè)芯片，這8個(gè)芯片的片選信號(hào)則個(gè)芯片的片選信號(hào)則由74HC138譯碼器實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)陣采用多顏色顯示，該顯示器電路的特點(diǎn)是：點(diǎn)陣的動(dòng)態(tài)顯示過程占用時(shí)間比較短，亮度均勻。顯示屏軟件的主要功能是向顯示屏提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。根據(jù)軟件分層次設(shè)計(jì)的原理，可把顯示屏的軟件系統(tǒng)分成兩大層：第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向點(diǎn)陣屏傳送特定組合的顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其它控制信號(hào)，配合完成LED顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)程序由顯示子程序?qū)崿F(xiàn)，系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）由系統(tǒng)初始化程序完成，顯示效果處理等工作，則由主程序通過調(diào)用子程序來實(shí)現(xiàn)。 顯示驅(qū)動(dòng)程序查詢當(dāng)前燃亮的行號(hào)，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位寄存器。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)程序先要關(guān)閉顯示屏，即消隱，等數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后輸出SM16126的鎖存信號(hào)，將顯示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號(hào)，并打開顯示。第二章 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)2.1需求分析本系統(tǒng)名為基于51單片機(jī)的LED顯示屏，即用STC90c516RD+單片機(jī)作為主控芯片實(shí)現(xiàn)LED顯示屏信息的顯示。此系統(tǒng)由開關(guān)電源供電，有足夠的驅(qū)動(dòng)能力，而且STC90C51單片機(jī)有很好的穩(wěn)定性，能夠很好地實(shí)現(xiàn)各種信息的顯示。本系統(tǒng)依賴穩(wěn)定的硬件電路可以實(shí)現(xiàn)多種文字、簡單圖案信息的靜態(tài)顯示、上下左右移動(dòng)等顯示。主要需求如下：1 靜態(tài)顯示功能，可以做小型廣告牌，本設(shè)計(jì)可以應(yīng)用在大小店鋪顯示各種商品信息，要求系統(tǒng)能夠顯示文字、簡單圖像信息。足以滿足大小店鋪的顯示需求。并且穩(wěn)定性高、用電量低、亮度大。2 多種顏色顯示功能。傳統(tǒng)廣告牌色彩單一，此設(shè)計(jì)豐富了傳統(tǒng)的顯示方式，用三基色顯示模塊，可以顯示豐富的色彩，很好的增加了廣告牌的吸引力。增強(qiáng)了效果。3 各種動(dòng)態(tài)顯示，目前常見的顯示屏多為靜態(tài)顯示，并無動(dòng)畫，此設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)顯示。2.2系統(tǒng)組成及功能描述基于51單片機(jī)的LED顯示屏設(shè)計(jì)主要是利用視覺暫留原理通過行掃描和列掃描的方式點(diǎn)亮點(diǎn)陣屏上的任意一點(diǎn)從而顯示設(shè)定信息。系統(tǒng)主要分為供電模塊、顯示模塊、控制模塊等。系統(tǒng)的核心部分是51單片機(jī)控制模塊，它負(fù)責(zé)外圍所有器件的控制。系統(tǒng)的硬件組成主要包括控制模塊、電源模塊、顯示部分。系統(tǒng)的軟件組成包括控制程序、顯示程序、移動(dòng)顯示程序等。系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖2-1所示：圖2-1 系統(tǒng)原理框圖2.3系統(tǒng)的功能描述本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了文字、簡單圖像的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)顯示功能，通過單片機(jī)控制，從而實(shí)現(xiàn)顯示的功能 。即基于51單片機(jī)的led顯示系統(tǒng)。將工作電源即開關(guān)電源接通以后，整個(gè)系統(tǒng)首先進(jìn)入上電復(fù)位狀態(tài)。首先是三種基本顏色的行掃描顯示以檢測(cè)顯示模塊是否能夠正常工作以及檢測(cè)是否有壞點(diǎn)從而保證系統(tǒng)的正常工作?？刂茊卧膯纹瑱C(jī)將控制信號(hào)及顯示信息的編碼數(shù)據(jù)通過串行的方式發(fā)送到點(diǎn)陣屏，再通過控制行掃描信號(hào)顯示全部信息。本設(shè)計(jì)以STC90C516RD+作為核心控制單元，實(shí)現(xiàn)了16*64 LED點(diǎn)陣屏的圖文顯示，在目測(cè)條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，顯示色彩鮮艷，豐富。以三基色LED點(diǎn)陣屏為基礎(chǔ)，以51單片機(jī)為控制單元，實(shí)現(xiàn)了多種顏色、多種方式的豐富顯示效果。圖形或文字顯示可以靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示、移動(dòng)顯示等。LED顯示屏由多個(gè)共陽極點(diǎn)陣模塊組成，通過90c51單片機(jī)控制掃描顯示。系統(tǒng)的復(fù)位部分為系統(tǒng)在開機(jī)時(shí)自動(dòng)復(fù)位，也可以手動(dòng)復(fù)位。2.4系統(tǒng)的工作過程將工作電源即開關(guān)電源接通以后，整個(gè)系統(tǒng)首先進(jìn)入上電復(fù)位狀態(tài)。首先是三種基本顏色的行掃描顯示以檢測(cè)顯示模塊是否能夠正常工作以及檢測(cè)是否有壞點(diǎn)從而保證系統(tǒng)的正常工作?？刂茊卧膯纹瑱C(jī)將控制信號(hào)及顯示信息的編碼數(shù)據(jù)通過串行的方式發(fā)送到點(diǎn)陣屏，再通過控制行掃描信號(hào)顯示全部信息。本設(shè)計(jì)采用的是共陽型的LED點(diǎn)陣屏。為了節(jié)省單片機(jī)的IO口,利用了以種專門為點(diǎn)陣屏開發(fā)的串行輸入并行輸出的芯片SM16126,該芯片可以一個(gè)串行口輸入,16位并行輸出,極大程度的減少了單片機(jī)IO口的使用,為其他應(yīng)用的加入提供了條件。紅、綠、藍(lán)三種顏色只需要三個(gè)IO口就可以輕松實(shí)現(xiàn)。完成顯示時(shí)，只需要三種顏色的數(shù)據(jù)輸入端和控制信號(hào)輸入端協(xié)同工作就可以完成顯示。當(dāng)顯示屏的行選信號(hào)被選通時(shí)，列選端四位數(shù)據(jù)給低電平的發(fā)光二極管就會(huì)被點(diǎn)亮。即先將編碼信號(hào)輸送至列信號(hào)端，再掃描相應(yīng)的行。利用這個(gè)原理，要顯示文字或圖形信息時(shí)，只需要將要顯示的信息進(jìn)行相關(guān)的編碼，再將編碼數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)算法按照一定的順序發(fā)送到顯示屏，逐行點(diǎn)亮就可以顯示出想要顯示的信息。編寫程序時(shí)，編碼信號(hào)利用字模提取軟件進(jìn)行編碼提取，再將這些編碼組成一個(gè)二維數(shù)組，每個(gè)字有16個(gè)元素，在顯示相應(yīng)的字時(shí)只需要按照相應(yīng)的順序調(diào)用改字?jǐn)?shù)組中的各個(gè)元素即可。調(diào)用每個(gè)元素之后，再將該元素的8位編碼數(shù)據(jù)一位一位的送入到SM16126的輸入寄存器。數(shù)據(jù)輸入信號(hào)以后再將掃描控制信號(hào)輸入，這樣按照預(yù)定的順序進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和掃描即可顯示穩(wěn)定的畫面。根據(jù)人眼的視覺暫留原理，將每一次數(shù)據(jù)更新掃描的時(shí)間控制在20ms左右就可以看到穩(wěn)定的文字圖像。利用51單片機(jī)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行總體控制，進(jìn)行顯示所要顯示的漢字和字符。其中顯示字模數(shù)據(jù)由單片機(jī)對(duì)字模數(shù)組進(jìn)行讀取，之后發(fā)送到SM16126的輸入寄存器中，點(diǎn)陣的點(diǎn)亮過程有程序控制，由驅(qū)動(dòng)電路完成。每一列的數(shù)碼管數(shù)量較多所以列驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)要滿足大電流輸出的要求，本設(shè)計(jì)應(yīng)用場(chǎng)效應(yīng)管4953來驅(qū)動(dòng)列數(shù)碼管，場(chǎng)效應(yīng)管4953可以輸出4.9安培的電流，足以滿足本設(shè)計(jì)的需要。每個(gè)4953可以驅(qū)動(dòng)兩列數(shù)碼管，16行顯示需要8個(gè)芯片，這8個(gè)芯片的片選信號(hào)則個(gè)芯片的片選信號(hào)則由74HC138譯碼器實(shí)現(xiàn)。點(diǎn)陣采用多顏色顯示，該顯示器電路的特點(diǎn)是：點(diǎn)陣的動(dòng)態(tài)顯示過程占用時(shí)間比較短，亮度均勻。顯示屏軟件的主要功能是向顯示屏提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。根據(jù)軟件分層次設(shè)計(jì)的原理，可把顯示屏的軟件系統(tǒng)分成兩大層：第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向點(diǎn)陣屏傳送特定組合的顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其它控制信號(hào)，配合完成LED顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)程序由顯示子程序?qū)崿F(xiàn)，系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）由系統(tǒng)初始化程序完成，顯示效果處理等工作，則由主程序通過調(diào)用子程序來實(shí)現(xiàn)。 顯示驅(qū)動(dòng)程序查詢當(dāng)前燃亮的行號(hào)，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位寄存器。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)程序先要關(guān)閉顯示屏，即消隱，等數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后輸出SM16126的鎖存信號(hào)，將顯示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號(hào)，并打開顯示。進(jìn)入主程序之后對(duì)點(diǎn)陣屏進(jìn)行初始化，然后調(diào)用屏幕檢測(cè)程序?qū)ζ聊贿M(jìn)行逐行掃描檢測(cè)，降低掃描以便于觀察是否有壞點(diǎn)，之后分別調(diào)用當(dāng)紅色顯示程序、單綠色顯示程序、單藍(lán)色顯示程序、混合顏色顯示程序、移動(dòng)顯示程序。各個(gè)程序順序之行完畢之后主程序結(jié)束。在上移程序中，首先對(duì)點(diǎn)陣屏進(jìn)行初始化，防止歷史數(shù)據(jù)的干擾。之后裝載兩行數(shù)據(jù)，在一個(gè)循環(huán)中將數(shù)據(jù)發(fā)送完畢再進(jìn)行行掃描，這一步完成之后將字模取模變量加1即可向上移動(dòng)一步。所有字移動(dòng)顯示完畢后結(jié)束。第三章 基于51單片機(jī)的LED顯示屏系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1硬件系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的硬件組成主要包括控制模塊、電源模塊、顯示部分。其方框圖圖3-1所示：圖3-1 系統(tǒng)框圖3.1.1 STC90C51的硬件結(jié)構(gòu)STC90C51單片機(jī)內(nèi)部包括一個(gè)8位CPU；一個(gè)時(shí)鐘電路，4KB程序存儲(chǔ)空間；128BRAM；兩個(gè)16位定時(shí)/計(jì)數(shù)器；64KB擴(kuò)展總線控制電路；四個(gè)8-bit并行I/O端口；一個(gè)可編程串口；5個(gè)中斷源，其中包括兩個(gè)優(yōu)先級(jí)嵌套中斷等模塊。STC90C51單片機(jī)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3-2所示：圖3-2 STC90C51單片機(jī)芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.1.2 STC90C51主要性能參數(shù)STC90C516RD+系列單片機(jī)是宏晶科技推出的新一代超*/高速/低功耗的單片機(jī)，指令代碼完全兼容傳統(tǒng)8051單片機(jī)，12時(shí)鐘/機(jī)器周期和6時(shí)鐘/機(jī)器周期可任意選擇，內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，時(shí)鐘頻率在12MHz以下時(shí)，復(fù)位腳可直接接地。1.增強(qiáng)型6 時(shí)鐘/ 機(jī)器周期，12 時(shí)鐘/ 機(jī)器周期 8051 CPU2.工作電壓：5.5V - 3.8V（5V 單片機(jī)）/3.8V - 2.4V（3V 單片機(jī)）3.工作頻率范圍：0-40MHz，相當(dāng)于普通8051的 080MHz.4.用戶應(yīng)用程序空間 4K/6K/7K/8K/10K/12K/13K/16K/32K/40K/48K/56K/ 61K/字節(jié)5.片上集成 1280字節(jié)/512/256字節(jié) RAM6.通用I/O口（35/39 個(gè)），復(fù)位后為： P1/P2/P3/P4 是準(zhǔn)雙向口/ 弱上拉（普通8051傳統(tǒng)I/O 口）P0口是開漏輸出，作為總線擴(kuò)展用時(shí)，不用加上拉電阻，作為I/O 口用時(shí)，需加上拉電阻。7.ISP（在系統(tǒng)可編程）/IAP（在應(yīng)用可編程），無需專用編程器 / 仿真器可通過串口（P3.0/P3.1）直接下載用戶程序，8K 程序3 - 5 秒即可完成一片8.EEPROM 功能9.看門狗10.內(nèi)部集成MAX810專用復(fù)位電路，外部晶體12M以下時(shí)，可省外部復(fù)位電路，復(fù)位腳可直接接地。11.共3個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，其中定時(shí)器0還可以當(dāng)成2個(gè)8位定時(shí)器使用12.外部中斷4路，下降沿中斷或低電平觸發(fā)中斷，Power Down模式可由外部中斷低電平觸發(fā)中斷方式喚醒13.通用異步串行口（UART），還可用定時(shí)器軟件實(shí)現(xiàn)多個(gè)UART14.工作溫度范圍：0-75/-40-+8515.封裝：LQFP-44,PDIP-40，PLCC-44。3.1.4 STC90C51單片機(jī)適用領(lǐng)域STC90C51單片機(jī)超強(qiáng)抗干擾能力，新一代加密技術(shù)，防止代碼被破解。超大容量SRAM，最高4.2k。降低對(duì)外電磁輻射，超低功耗，正常工作模式，功耗4mA-7mA。經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)，在相對(duì)領(lǐng)域定會(huì)有廣泛的應(yīng)用市場(chǎng)。以下是此款單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域：1.用圖象傳感器測(cè)量線才系統(tǒng)。2.衛(wèi)星電視的串口模擬SPI、I2C的應(yīng)用，如雷達(dá)錄取的數(shù)據(jù)傳送。 3.直接與AD芯片配合進(jìn)行各種數(shù)據(jù)傳感器配合。4.利用單片機(jī)與PC機(jī)的232通訊進(jìn)行控制，單片機(jī)為控制對(duì)象。5.通過IC卡、單片機(jī)、PC機(jī)構(gòu)成的各種收費(fèi)系統(tǒng)。6.通過單片機(jī)控制各種步進(jìn)電機(jī)完成工控任務(wù)系統(tǒng)7.通過單片機(jī)控制各種電慈設(shè)備完成工控任務(wù)系統(tǒng)（如程控交換系統(tǒng)）。8.可應(yīng)用在電機(jī)的變頻技術(shù)上的控制領(lǐng)域中。9.各種測(cè)量工具如水位尺，它在水文上的應(yīng)用很普及。10.大型指針鐘控制器，主要根據(jù)時(shí)間控制電機(jī)帶動(dòng)指針。11.電子配料控制儀，基于小型生產(chǎn)的自動(dòng)或半自動(dòng)控制，如控制上料、攪拌等12.用定時(shí)器和捕獲功能進(jìn)行某一系統(tǒng)的檢測(cè)。可提供報(bào)警、控制等。如水位控制、溫度制，全自動(dòng)洗衣機(jī)等。13.電子稱重計(jì)14.教學(xué)用儀器、醫(yī)療儀器。15.由單片機(jī)構(gòu)成的霓虹燈控制器。16.在剛的熱處理中采用熱磁儀測(cè)量。17.各種金屬探傷儀器。18.礦山生產(chǎn)智能監(jiān)測(cè)儀。19.煤礦的產(chǎn)煤計(jì)數(shù)器20.汽車安全系統(tǒng)21.智能玩具22.用超聲波測(cè)量江河水位23.交流電監(jiān)測(cè)儀24.消防系統(tǒng)報(bào)警監(jiān)測(cè)儀25.各類水表、電表3.2 單片機(jī)STC90C51電路及外圍電路系統(tǒng)控制模塊為單片機(jī)及其外圍電路，主要實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣屏掃描顯示和信息的更新，其芯片引腳圖如圖3-3所示：圖3-3 STC90C51引腳圖1、基礎(chǔ)時(shí)鐘電路時(shí)鐘模塊是ST90C51單片機(jī)不可缺少的模塊，時(shí)鐘模塊可以使單片機(jī)實(shí)現(xiàn)低功耗。STC90C51的時(shí)鐘方式有兩種，一種是片內(nèi)時(shí)鐘震蕩方式，需要在XTAL1（19腳）和XTAL2(18腳)外接一個(gè)石英晶體振蕩器和振蕩電容。電路如圖3-4所示:圖3-4 晶振電路2、單片機(jī)模塊及其外圍電路單片機(jī)電路作為整個(gè)系統(tǒng)的核心控制部分，主要是控制LED顯示屏的信息顯示控制和數(shù)據(jù)信息的更新，將數(shù)據(jù)傳至顯示屏，單片機(jī)的供電電源采用5V，1A的開關(guān)電源，保證單片機(jī)的正常工作。單片機(jī)與LED顯示屏之間通過一個(gè)16pin的接口相接。單片機(jī)的最小系統(tǒng)如圖3-5所示：圖3-5 單片機(jī)最小系統(tǒng)3.單片機(jī)復(fù)位電路單片機(jī)的復(fù)位引腳RST（9腳），當(dāng)輸入連續(xù)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平時(shí)為有效，用來完成單片機(jī)的復(fù)位和初始化操作，復(fù)位后程序計(jì)數(shù)器PC=0000H，即復(fù)位后將從程序存儲(chǔ)器的0000H單元讀取第一條指令碼，通俗的來說，就是單片機(jī)在運(yùn)行程序的時(shí)候重新開始。在此系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)在上電時(shí)進(jìn)行初始化，需要設(shè)計(jì)復(fù)位電路。按鍵按下時(shí)，復(fù)位電路對(duì)單片機(jī)進(jìn)行復(fù)位，RST高電平有效。電路圖如圖3-6所示：圖3-6 單片機(jī)復(fù)位電路3.3 LED顯示屏掃描電路設(shè)計(jì)3.3.1 LED點(diǎn)陣屏內(nèi)部結(jié)構(gòu)及顯示原理 LED點(diǎn)陣屏的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以分為共陰極和共陽極兩種，本設(shè)計(jì)采用的是共陽型的LED點(diǎn)陣屏。當(dāng)顯示屏的行選信號(hào)被選通時(shí)，列選端四位數(shù)據(jù)給低電平的發(fā)光二極管就會(huì)被點(diǎn)亮。利用這個(gè)原理，要顯示文字或圖形信息時(shí)，只需要將要顯示的信息進(jìn)行相關(guān)的編碼，再將編碼數(shù)據(jù)根據(jù)相關(guān)算法按照一定的順序發(fā)送到顯示屏，逐行點(diǎn)亮就可以顯示出想要顯示的信息。 根據(jù)人眼的視覺暫留原理，將每一次數(shù)據(jù)更新掃描的時(shí)間控制在20ms左右就可以看到穩(wěn)定的文字圖像。其硬件電路如（圖3-7）所示圖3-7 8*8共陽極LED點(diǎn)陣?yán)?，若要圖中所示64個(gè)LED顯示一個(gè)“0”字的方框，則首先在列18上寫入列編碼的信號(hào)，接著應(yīng)將對(duì)應(yīng)的行上加選通信號(hào)，即在行、列的信號(hào)端分別加上如（圖3-8）所示數(shù)據(jù)，這樣，假設(shè)顯示數(shù)字為“0”時(shí)：1 2 3 4 5 6 7 800 00 3E 41 41 41 3E 00圖3-8 在點(diǎn)陣上所加的行信號(hào)以及列選擇信號(hào)因此，形成的列代碼為00H，00H，3EH，41H，41H，41H，3EH，00H；只要把這些編碼送至列數(shù)據(jù)輸出，就可以實(shí)現(xiàn)零的數(shù)字顯示。 送顯示代碼過程如下所示： 送第一組的八列數(shù)據(jù)到相應(yīng)的輸出口。然后將第一行掃描為低電平延時(shí)2毫秒左右； 送第二組的八列數(shù)據(jù)到相應(yīng)的輸出口。然后將第二行掃描為低電平延時(shí)2毫秒左右； 以此類推，掃描完所有行，又從頭開始送。如此循環(huán)下去，當(dāng)刷新頻率足夠高時(shí)（大于24Hz），由于人眼的視覺暫留特性，便可得到一個(gè)穩(wěn)定的“0”字。3.3.2 列掃描電路設(shè)計(jì)每個(gè)漢字需要4個(gè)8*8的LED點(diǎn)陣，要想實(shí)現(xiàn)16行掃描驅(qū)動(dòng)，上下2行只使用了1個(gè)SM16126接到LED點(diǎn)陣模塊上，而每個(gè)漢字是按照16*16取模，所以需要1個(gè)SM16126來驅(qū)動(dòng)一個(gè)漢字，我的電路設(shè)計(jì)的是4個(gè)漢字，所以每種顏色的漢字顯示需要1*4=4個(gè)SM16126來實(shí)現(xiàn)16行掃描顯示。列驅(qū)動(dòng)是用SM16126芯片搭建構(gòu)成的。SM16126的引腳SDI是串行數(shù)據(jù)的輸入端。芯片的輸出端為OUT0OUT15,SDO串行數(shù)據(jù)輸出端，可接至下一個(gè)芯片的SDI端口,很方便的實(shí)現(xiàn)多片SM16126的級(jí)聯(lián).由SM16126在5V供電的情況下（25），可以達(dá)到25MHz以上的時(shí)鐘頻率，而我采用的90C51的時(shí)鐘頻率只有24MHz，串口方式0的時(shí)鐘頻率只有fosc/12=2MHz，所以SM16126完全可以勝任；由于SM16126輸出高電平時(shí)每個(gè)管腳的驅(qū)動(dòng)電流在345mA，而每個(gè)LED發(fā)光管的驅(qū)動(dòng)電流大約是20mA，有足夠的驅(qū)動(dòng)能力去驅(qū)動(dòng)二極管達(dá)到要求的亮度.SM16126芯片管腳說明GND接地端SDI串行數(shù)據(jù)輸入端OUT0OUT15恒流源輸出端SDO數(shù)據(jù)輸出以便級(jí)聯(lián)下一個(gè)芯片REXT通過接電阻來調(diào)節(jié)各個(gè)輸出口的電流大小VDD芯片電源SM16126封裝示意圖如圖SM16126芯片特性：1.16個(gè)恒流源輸出通道2.電流輸出大小穩(wěn)定，幾乎是恒流輸出3.恒流電流范圍值，345mAVDD=5V；330mAVDD=3.3V4.非常準(zhǔn)備的恒流輸出，誤差3，芯片間最大誤差：10) speed=0; move+; if(move=108) move=0; for(k=0;k8;k+) /左16*16 ColumnScan(zimuo0k*2+move*2,0x00,zimuo0k*2+move*2); /上半屏左8位數(shù)據(jù) ColumnScan(zimuo1k*2+move*2,0x00,zimuo1k*2+move*2); /下半屏左8位數(shù)據(jù) ColumnScan(zimuo0k*2+1+move*2,0x00,zimuo0k*2+1+move*2);/上半屏右8位數(shù)據(jù) ColumnScan(zimuo1k*2+1+move*2,0x00,zimuo1k*2+1+move*2);/下半屏右8位數(shù)據(jù) /右16*16 ColumnScan(0x00,0x00,0x00); ColumnScan(0x00,0x00,0x00); ColumnScan(0x00,0x00,0x00); ColumnScan(0x00,0x00,0x00); ColumEnable(Enable); RowScan(k);/行掃描 RowEnable(Enable); Delay(1); RowEnable(Disable); 4.4掃描程序設(shè)計(jì)掃描程序主要是利用switch語句進(jìn)行逐行掃描，部分程序如下。void RowScan(uchar num) switch(num) case 0:A0=0;A1=0;A2=0;break;case 1:A0=1;A1=0;A2=0;break;case 2:A0=0;A1=1;A2=0;break;case 3:A0=1;A1=1;A2=0;break;case 4:A0=0;A1=0;A2=1;break;case 5:A0=1;A1=0;A2=1;break;case 6:A0=0;A1=1;A2=1;break;case 7:A0=1;A1=1;A2=1;break;default:break; 第五章 系統(tǒng)調(diào)試與實(shí)驗(yàn)本設(shè)計(jì)采用STC90C516RD+單片機(jī)作為控制模塊，STC90C516RD+單片機(jī)的調(diào)試環(huán)境為ARM公司的keil vision4集成開發(fā)調(diào)試環(huán)境，5.1實(shí)驗(yàn)平臺(tái)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是STC90C516RD+單片機(jī)主控模塊和點(diǎn)陣模塊。單片機(jī)主控模塊通過16pin的接口與點(diǎn)陣顯示模塊相連接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。硬件平臺(tái)的如圖5-1所示。圖5-1 主控系統(tǒng)主控系統(tǒng)將數(shù)據(jù)通過串行的方式利用排線將數(shù)據(jù)傳輸給點(diǎn)陣屏，軟件算法通過列數(shù)據(jù)輸出和行掃描實(shí)現(xiàn)文字、圖形等信息的顯示。利用數(shù)據(jù)移位的原理實(shí)現(xiàn)左移以及右移顯示，此處以左移為代表，還有上下移動(dòng)顯示，此處以上移為代表進(jìn)行顯示。5.2軟件平臺(tái) STC90C516RD單片機(jī)采用的是ARM公司的開發(fā)調(diào)試環(huán)境，keil vision4集成開發(fā)環(huán)境，它采用創(chuàng)建工程文件的方式來進(jìn)行軟件的開發(fā)調(diào)試和管理。在編輯完成代碼之后，用戶可以對(duì)程序進(jìn)行編譯連接。編譯連接成功之后，可以運(yùn)行程序，并且可以對(duì)程序進(jìn)行調(diào)試。工作環(huán)境如圖5-3所示。圖5-2 keil開發(fā)環(huán)境5.2.1 字模提取 字模的設(shè)計(jì)是用的字模提取軟件，該軟件中顯示的字體都是通過專門的漢字提取軟件來實(shí)現(xiàn)的。該軟件名為字模提取PCtoLCD2002完美版。其提取方法為在選項(xiàng)中設(shè)置點(diǎn)陣格式、掃描方式、點(diǎn)陣模塊點(diǎn)數(shù)、輸出語言設(shè)置、輸出數(shù)制等，之后在漢字輸入?yún)^(qū)輸入你所需要的漢字后（可輸入多個(gè)漢字），設(shè)置想要的漢字的格式之后點(diǎn)擊生成字模，這時(shí)點(diǎn)陣生成區(qū)則會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)字體的漢字代碼。該軟件的操作界面如圖5-4： 圖5-3 取碼軟件主界面圖5-4 取模軟件設(shè)置界面5.3實(shí)驗(yàn)方案此次試驗(yàn)有兩部分的任務(wù)：控制部分和顯示部分，系統(tǒng)調(diào)試的控制部分首先測(cè)試單片機(jī)上電是否正常，晶振是否起振，然后對(duì)于全局變量進(jìn)行定義，對(duì)時(shí)鐘和管腳進(jìn)行初始化，將單片機(jī)放置在開發(fā)板上觀察鏈接各個(gè)引腳的led等是否都有閃爍從而粗略的估計(jì)單片機(jī)的工作狀態(tài)。之后對(duì)點(diǎn)陣屏進(jìn)行測(cè)試。5.3.1主控部分測(cè)試單片機(jī)主控部分的測(cè)試主要是供電部分和各個(gè)引腳輸出部分以及晶振部分。供電部分的測(cè)試主要是通過觀察與正極相連的發(fā)光二級(jí)管工作是否正常。單片機(jī)的各個(gè)引腳的檢測(cè)是將單片機(jī)放置到開發(fā)板上，通過觀察與其相連接的發(fā)光二級(jí)管的工作狀態(tài)大概估計(jì)單片機(jī)各個(gè)引腳是否輸出正常。如果單片機(jī)能夠正常工作說明單片機(jī)晶振工作正常，可以正常起振。5.3.2 LED顯示部分測(cè)試為了測(cè)試LED點(diǎn)陣屏是否能夠進(jìn)行正常的顯示，在單片機(jī)上電之后，運(yùn)行監(jiān)測(cè)程序，分別逐行的掃描各種顏色，如果沒有壞點(diǎn)且各行的亮度正常說明LED顯示屏可以正常顯示。測(cè)試效果如下圖所示。圖5-5 藍(lán)色顯示圖5-6 綠色顯示圖5-7 紅色顯示第六章 結(jié)束語本設(shè)計(jì)課題為基于單片機(jī)的LED顯示屏設(shè)計(jì)，改系統(tǒng)充分發(fā)揮單片機(jī)的控制、運(yùn)算以及數(shù)據(jù)處理等功能，大大提高了信息顯示的穩(wěn)定性。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了文字、簡單圖像的靜態(tài)及動(dòng)態(tài)顯示功能，通過單片機(jī)控制，從而實(shí)現(xiàn)顯示的功能 。即基于51單片機(jī)的led顯示系統(tǒng)。以STC90C516RD+作為核心控制單元，實(shí)現(xiàn)了16*64 LED點(diǎn)陣屏的圖文顯示，在目測(cè)條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，各個(gè)點(diǎn)陣顯示模塊均應(yīng)用共陽極LED模塊，通過單片機(jī)控制掃描顯示。系統(tǒng)的復(fù)位部分為系統(tǒng)在開機(jī)時(shí)自動(dòng)復(fù)位，也可以手動(dòng)復(fù)位本設(shè)計(jì)在應(yīng)用上還是有一定的局限性的，在今后的研究中可以大限度的降低其制作成本，顯示模塊的多彩化處理可以用更廉價(jià)的材料以及更高的分辨率，另外，在數(shù)據(jù)傳送方面也可以再進(jìn)行改進(jìn)，比如可以用無線的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)更新，通過WiFi進(jìn)行改字等等。參考文獻(xiàn)1關(guān)積珍，陸家和. 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