毕业论文：基于单片机的Led点阵广告牌设计2（定稿）.doc

基于单片机的Led点阵广告牌设计 【摘要】本设计使用AT89C51系列高速单片机作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动64×16的点阵LED显示屏。利用AT89C51系列高速单片机本身强大的功能，可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储，并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化，另一方面点阵显示屏广泛的应用于医院、机场、银行等公共场所，所以本设计具有很强的现实应用性。 本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示4个16×16点阵汉字，并能通过上位机软件修改显示内容和显示效果等等。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，支持所有的国标字符和ASCII标准字符的显示。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、计算和软件的算法。 【关键词】 动态显示；单片机；点阵字库 目录 1 LED概述 6 1.1 LED电子显示屏概述 6 1.2 LED电子显示屏的分类 6 2 显示原理及控制方式分析 7 2.1 LED点阵模块结构 7 2.2 LED 动态显示原理 7 2.3 LED常见的控制方式 8 3 硬件电路设计 10 3.1 系统硬件概述 10 3.2 16×16LED点阵显示制作 11 3.2.1 16×16LED点阵的内部结构及工作原理 11 3.2.2 用8×8LED点阵构成16×16LED点阵 12 3.3主控单片机的接口说明 14 3.4 LED显示驱动电路 14 4 字模生成 16 4.1 字模简介 16 4.1.1 LED显示屏领域字模实现技术 16 4.1.2 软件控制系统字模提取的分析与设计 16 4.2 字模存储技术 17 4.3 字库生成 17 5软件设计 19 5.1 程序设计总体思路和结构 19 5.1.1 程序设计总体思路 19 5.1.2 程序流程图 19 5.2 各模块程序设计 20 5.2.1 系统初始化 20 5.2.2 LED动态显示 20 5.2.3 汉字显示的原理 20 6系统功能测试 22 6.1 单元模块电路测试 22 6.2 系统整体功能测试 22 总结 23 致谢 24 参考文献 25 附录 26 引 言 LED（Light Emitting Diode），发光二极管，简称LED，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由两部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子。但这两种半导体连接起来的时候，它们之间就形成一个“P-N结”。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向P区，在P区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。图文显示屏主要特征是只控制LED点阵中各发光器件的通断（发光或熄灭），而不控制LED的发光强弱 1 LED概述 1.1 LED电子显示屏概述LED电子显示屏（Light Emitting Diode Panel）是由几百--几十万个半导体发光二极管构成的像素点，按矩阵均匀排列组成。利用不同的半导体材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。 LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式，来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。 LED显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。LED显示屏因为其像素单元是主动发光的，具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。LED显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、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 LED电子显示屏的分类 按颜色分类单基色显示屏:单一颜色（红色或绿色）。 双基色显示屏：红和绿双基色，256级灰度、可以显示65536种颜色。 全彩色显示屏：红、绿、蓝三基色，256级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多万种颜色。 按显示器件分类LED数码显示屏：显示器件为7段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏。 LE