單片機的點陣式LED設計_開題分析方案

1、大學 畢業(yè)論文開題報告 學 學生姓名：號 ： 學 院、系：機電工程學院控制工程系 專業(yè):探測制導與控制技術 論文 題目：點陣式LED廣告牌設計 指導教師： 2018年2月 27 日 畢業(yè)論文開題報告 1.結合畢業(yè)論文情況，根據所查閱的文獻資料，撰寫2000字左右的文 獻綜述： 文獻綜述 一、研究背景及意義 隨著社會文化的不斷發(fā)展，廣告牌扮演著越來越重要的宣傳角色，不論是汽車 站，火車站，股市交易市場，還是學校都離不開它，然而傳統(tǒng)的霓虹燈廣告牌不論是 在顯示效果、耗電量還是可修改性上都無法滿足當前社會的需求，傳統(tǒng)的霓虹燈廣告 亟待改進。 由于單片機技術的不斷發(fā)展和高亮度 LED發(fā)光管的出現(xiàn)，使得

2、大屏幕高亮度電子廣 告屏成為可能。與傳統(tǒng)的顯示設備相比，LED顯示設備具有明顯的優(yōu)勢：LED屏色彩豐 富，顯示方式變化多樣、亮度高；LED屏可以隨意修改顯示內容；LED顯示屏可用來 與計算機屏幕同步。另外，它以其超大畫面、超寬視覺、靈活多變的顯示方式等獨居 一格的優(yōu)勢，廣泛應用于金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛樂等方面。 二、國內外研究狀況 基于FPG硬件LEE點陣漢字滾動顯示,以某種基于FPG器件EP1C6Q240C硬件及 VHD語言設計的LED點陣漢字滾動顯示為例，該系統(tǒng)采用一種 32路動態(tài)分時掃描技術， 將4個8x8陣列的顯示模塊采用串行級聯(lián)的方式構成一個 32行8列的掃描結構，兩個

3、74 LS154和一個反相器配合FPG中的行掃描控制模塊共同完成點陣顯示模塊的行掃描控 制。FPGA中的只讀存儲器RO中保存了要顯示的多幅圖像的數(shù)據,并以8位的數(shù)據寬度 輸出到LED車顯示模塊的列端，配合行掃描控制共同完成顯示1,2。 基于ARM嵌入式處理器提出一種采用CPL技術開發(fā)LED顯示控制系統(tǒng)的設計，可實 現(xiàn)全彩LED顯示屏控制系統(tǒng)。以某種小型可脫機播放的彩色視頻系統(tǒng)為例，對其視頻系 統(tǒng)的主要功能和技術指標歸納為：1、LED顯示屏的分辨率:128行x256列；2、LED顯 示屏的刷新率：7OHz; 3、實現(xiàn)灰度顯示，灰度級為256級；4、LED顯示屏的基 色:R（紅、G（綠、B（藍;5

4、、系統(tǒng)控制器必須支持一般顯示屏所需的與上位機實時通 訊和全部顯示功能。同時，某基于ARM嵌入式系統(tǒng)的LEE點陣，使用并行總線DM數(shù)據 傳輸技術簡化了 LEE顯示系統(tǒng)的軟硬件設計，降低了系統(tǒng)成本，取得了很好的顯示質 量。在22.184MHZ勺系統(tǒng)時鐘下，512X 256單色點陣屏顯示幀頻達到250Hz,平均120ns 傳送1個字節(jié)，達到了使用單CPU系統(tǒng)代替多機系統(tǒng)控制LED顯示系統(tǒng)的目的4，5。 基于AVR單片機設計的LED顯示屏，根據某16X 16點陣設計實例，其一個LED點亮所 需的驅動電流大約為1020mA由于各列LED并聯(lián)，所以行驅動至少要提供16X 10=160m的電流；由于同列LE

5、D串列，所以列驅動只需提供本列的驅動電流即可，即大 約10mA,7。因此，該實例提出，最常用的驅動方法就是選用三極管擴流，其硬件說明 為：74LS154為4/16譯碼器、低電平譯中，作為16行的行選通信號；74LS595為8位可級 聯(lián)的串入并出的移位寄存器，所以在該實例中需要兩片74LS595級聯(lián)，作為16列的選通 信號，通過AVR單片機來控制74LS595移位寄存器和74LS15舒碼器即可完成16X 16點陣 LED勺驅動。 基于單片機AT89C5對寸廣告顯示屏系統(tǒng)進行系統(tǒng)的設計，以某雙漢字 LECT告牌為 例，認為LEQg動模塊是LED顯示屏設計的關鍵部分,驅動電路設計的好壞直接關系到 L

6、ED顯示屏的亮度、穩(wěn)定度等重要指標，其設計中LED勺驅動是采用三極管和74LS154 實現(xiàn)的，系統(tǒng)中驅動電路由74LS154和三極管組成，LED勺行掃描端接到單片機89C5啲 P0口,列掃描端接置三極管的發(fā)射極9。 為滿足視覺暫留要求,若使用點掃描方式,其掃描頻率必須大于16X 64 = 1024Hz, 周期小于1ms若使用行或列掃描,則頻率必須大于16X 8=128Hz ,周期小于7.8ms。某 漢字滾動顯示器，在提供有1 kHz時鐘的實驗板上，利用該時鐘進行掃描，使每行掃描 時間為1ms,實驗結果顯示亮度合適2。 通過某基于單片機LED顯示屏的漢字顯示實例，掃描漢字“大”，由于單片機的總

7、線為8位，其將一個字需要拆分為4個部分，即上下左右，分別由8X 8點陣組成，可 以得出漢字“大”的掃描代碼數(shù)組里的值10，11。 根據某8 X 8LED點陣模塊設計的顯示實例，使用動態(tài)掃描時顯示方式采用復用技 術，即如果P路復用，則每P個像素需要一套驅動電路，單個像素僅需 nx m/P套驅動電 路，且在動態(tài)掃描時，P越大，驅動電路越少，成本越低。同時，該實例程序主要由主 程序與清屏、查表、送數(shù)、循環(huán)掃描、延時幾個部分組成。根據該程序，如果想顯示 更多的漢字，只需將漢字計數(shù)寄存器中的參數(shù)重新設置即可實現(xiàn)。同理，根據所顯示的 內容,也可設計實現(xiàn)任意漢字動態(tài)字符滾動的顯示方式 ，豐富顯示效果1215

8、。 根據以上參考文獻可以得出，雖然 FPGA AVR以及ARM均可作為LED顯示屏的控 制器，但根據本次設計任務而言，使用89C51單片機不僅可以降低外部電路設計難度 與硬件成本，而且其完全滿足設計要求。通過使用單片機控制點陣式LED廣告牌的設 計，可以加深自身對相關芯片的應用技能，鍛煉自身理論知識學習和實際設計相結合 的能力。 參考文獻： 1 張旭，朱志甫基于FPGA的LED點陣顯示系統(tǒng)的設計.湖南農機，2018, 37:152 155 3 王麗萍，周珍艮.ARM在LED顯示控制系統(tǒng)中的應用與設計.銅陵學院學報， 2018,(4:62 63 4 Zhang mingbo. Design of

9、 matrix LED display system base in MCU. Embedded System&S0C,2007,2(2:8牛86 5 葛超,張景春,孫艷彬.基于ARM嵌入式系統(tǒng)的LED點陣屏設計.液晶與顯示， 2018,25(5:743 746 6 張堔，耿標.16 x 16點陣LED的設計.高科技產品研發(fā),2018,(8:64 7 花海安.點陣LED顯示屏的設計與實踐.江淮水利科技,2009 , (3:20 21 8 龍安國.基于單片機的LED漢字顯示屏設計與制作.現(xiàn)代電子技術,2007,30 (13:186188 9 季曉芳.雙漢字16X 16 LED點陣廣告屏的制作.安

10、徽水利水電職業(yè)技術學院學 報,2018,(10:60 61 10 陽進.基于單片機的LED顯示屏的漢字顯示.中國科技信息，2005,(12:112 11 翟淑霞.基于單片機的LED顯示屏的漢字顯示.今日科苑,2006,(9:114 12 劉永軍.單片機控制LED點陣顯示原理及Proteus仿真.電腦知識與技術， 2018,27(6:7651 7653 13 羅云松，于娟.基于Proteus的單片機點陣LED漢字顯示.機械與電子， 2009, (17:60 61 14 楊延寧，劉立軍，張志勇.基于Proteus的單片機漢字點陣顯示設計.液晶與顯 示,2009,24 (1:98 102 15 鐘蔚

11、，袁臣虎，林志貴.點陣式LED滾動漢字顯示屏的Proteus仿真設計.微計 算機信息，2008,24(62:106 107 畢業(yè)論文開題報告 2 .本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段 途徑）： 、本課題要研究的內容與解決的問題: 對點陣式LED廣告牌進行整體性設計，也就是利用單片機通過驅動模塊控制點陣 式LED顯示模塊，其中，LED驅動模塊的設計是本課題首要解決的問題。 二、本課題的研究手段： 利用單片機對整個系統(tǒng)進行總體控制，進行顯示所要顯示的字符。其中顯示字模 數(shù)據由單片機輸入顯存，點陣的點亮過程有程序控制，由驅動電路完成，點陣采用單 色顯示，該顯示器電路的特點是：點陣的動態(tài)顯示過程占用時間比較短，亮度比較 高，而且亮度可以改變電阻進行調節(jié)。其相關的設計結構圖為： LED顯不模塊 16x16點庫 驅動模塊 単片機AT89C51= PG通信機 1、對于單片機的I/O 口連接電路而言，P1 口作為連接74HC154勺片選使能和譯 碼數(shù)據端，P0作為連接74HC595的時鐘端、數(shù)據端、清零端和使能端的分配。按鍵用 P2 口 P2.0、P2.1、P2.2分別實現(xiàn)點陣屏停止移動，開關顯示和速度的加減功能。 2、 LED驅動模塊采用動態(tài)掃