汉字显示屏.

山西大学课程设计报告书-1-XX大学课程设计报告课程名称：汉字显示屏系部：专业班级：电子信息工程学生姓名：XXX指导教师：XXXXXX完成时间：XXXXXXXXXXXXXXX报告成绩：评阅意见：评阅教师日期山西大学课程设计报告书-2-目录第一章绪论----------------------------------------------------------------------21.1、LED显示屏的发展背景及国内外研究现状----------------------------------------21.2、LED显示屏的发展趋势--------------------------------------------------------21.3设计目标及设计方案----------------------------------------------------------31.3.1本设计的目标---------------------------------------------------------31.3.2本设计的方案---------------------------------------------------------3第二章系统总体分析----------------------------------------------------------------32.1显示部分--------------------------------------------------------------------32.2驱动电路的选择--------------------------------------------------------------42.3电源模块选择----------------------------------------------------------------42.4工作原理--------------------------------------------------------------------42.5总体设计--------------------------------------------------------------------5第三章系统硬件设计----------------------------------------------------------------53.1AT89C51芯片的介绍-----------------------------------------------------------63.2时钟电路--------------------------------------------------------------------73.3复位电路--------------------------------------------------------------------73.4驱动电路设计----------------------------------------------------------------73.5点阵式汉字LED显示屏设计-----------------------------------------------------83.5.1LED的特点------------------------------------------------------------83.5.2LED电子显示屏--------------------------------------------------------83.5.3LED电子显示屏显示字符原理--------------------------------------------93.5.4汉字显示的原理------------------------------------------------------103.5.5模拟仿真图----------------------------------------------------------10第四章系统软件设计---------------------------------------------------------------124.1主程序设计-----------------------------------------------------------------134.2子程序设计-----------------------------------------------------------------134.3程序-----------------------------------------------------------------------14参考文献---------------------------------------------------------------------------14山西大学课程设计报告书第1页共20页基于51单片机的LED点阵汉字显示屏系统设计摘要：本文介绍了一款以单片机AT89C51为主要芯片的LED点阵汉字显示屏系统设计。该系统可实现中英文字符的显示和动态特效显示。设计分为三个模块：单片机控制模块，输出显示模块，（4线-16线）译码器74LS154驱动模块。单片机控制模块以51单片机为核心，以软件KEIL编程实现信号输出，以驱动一个16×16分辨率的LED点阵显示屏的扫描显示。除此之外，该系统只占用了单片机少量的I/O口和内存，为系统留下了功能扩展的空间。关键字：AT89C51单片机；LED点阵显示屏；驱动模块山西大学课程设计报告书第2页共20页第一章绪论1.1、LED显示屏的发展背景及国内外研究现状LED显示屏是20世纪80年代后期在全球迅速发展起来的新型信息化显示媒体。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显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像。短短几十年，LED点阵显示屏就以亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点迅速成为平板显示的主流产品。随着信息产业的高速发展，LED显示作为信息传播的一种手段，已广泛应用于室内外公众场所。在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。还有机场车站旅客引导信息、公交车辆报站系统、证券交易与银行信息显示、交通信号灯、景观照明等。显然，LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化的一个重要标志。1.2、LED显示屏的发展趋势现代信息社会中，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21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无疑会有更大的发展，并有可能成为21世纪平板显示的代表性主流产品。高亮度、全彩化蓝色及纯绿色LED产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业化条件。基础材料的产业化使LED全彩色显示产品成本下降，应用加快。LED产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色LED显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色LED屏更会成为主流产品。未来LED显示屏会向着标准化、规范化，产山西大学课程设计报告书第3页共20页品结构多样化的方向发展。1.3设计目标及设计方案1.3.1本设计的目标本课题要求设计一汉字显示屏，即用单片机技术基础，模拟电子技术基础和数字电子技术基础等理论知识根据要求显示汉字。通过设计一汉字显示屏，使我对单片机、模拟及数字电子技术理论知识在实际生活中的应用有了更进一步的认识。加深我对所学的理论知识与实际应用的结合。通过设计，全面提高我的分析、判断、解决问题的能力。使我对所学知识的应用能力、查询资料能力及书写报告能力，有一个较大的提高，为毕业设计打下一定的基础。同时也能培养我独立思考、勇于创新的科学态度和钻研精神，将为我踏上工作岗位做一次提前的锻炼。1.3.2本设计的方案（1）利用单片机控制LED的显示，结合相应程序作线路布置，即硬件设计。（2）行列电路设计，分析电路图确定整个系统大概的规模。（3）进行系统分析，确定该系统各模块之间的关系。连接电路图进行。（4）集合程序调试，看各个功能是否能正常运行，并找出程序中的错误，改正这些错误。（5）最终能在LED电路板上显示所要的汉字。第二章系统总体分析2.1显示部分显示部分是本次课程设计最核心的部分，先对LED8*8点阵显示进行选择然后再其基础上扩展成LED16*16。采用动态显示方式,对一幅画面进行分割,对组成画面的各部分分别显山西大学课程设计报告书第4页共20页示。动态显示采用多路复用技术的动态扫描显示方式,复用的程度不是无限增加的,因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用了人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短,发光的亮度等因素。通过实验发现,当扫描刷新频率(发光二极管的停闪频率)为50Hz,发光二极管导通时间≥1ms时,显示亮度较好,无闪烁感。2.2驱动电路的选择驱动电路的选择采取并口输入，占用大量I/O口资源。选取串口输入，I/O口资源使用较少。所以我选用串口输入。电路中行方向由AT89C51的P0口和P2口完成扫描，由于P0口没有上拉电阻，因此接一个4.7k*8的排阻上拉。为提供负载能力，接16个2N5551的NPN三极管驱动。列方向则由4—16译码器74LS154完成扫描，它由AT89C51的P1.0---P1.3控制。同样，驱动部分则是16个2N5401的三极管完成的。2.3电源模块选择采用干电池作为LED点阵系统的电源，由于点阵系统耗电量较大，使用干电池需经常换电池，不符合节约型社会的要求。点阵系统要悬挂在墙上，电池总量大，使用会有较大安全隐患。采用一片LM7805三端稳压器，耗电电流为100Ma左右的电源作为系统电源，不仅功率上可以满足系统需要，不需要更换电源，并且比较轻便，使用更加安全可靠。基于以上分析，我决定采用采用LM7805三端稳压器电源作为系统电源。2.4工作原理利用单片机进行LED汉字显示平设计与制作是利用单片机控制技术，山西大学课程设计报告书第5页共20页编写程序，通过程序控制LED的显示，显示所要显示的内容。通过程序控制AT89C51芯片输出高低电平，高低电平控制分别控制LED的亮和灭，最终达到所要显示的内容。若将LED点阵的行列端口全部直接接入AT89C51单片机，则需要使用32条IO口，这样会造成IO资源的耗尽，系统也再无扩充的余地。因此，我们在实际应用中只是将LED点阵的16条行线直接接在P0口和P2口，至于列选扫描信号则是由4-16线译码器74LS154来选择控制，这样一来列选控制只使用了单片机的4个IO口，节约了很多IO资源，为单片机系统扩充使用功能提供了条件。考虑到P0口必需设置上拉电阻，我们采用4.7kΩ排电阻作为上拉电阻。2.5总体设计有上述工作原理，我画出来该系统的框图。设计总体框图如图:图2-1系统框图第三章系统硬件设计LED点阵设计主要应用于显示屏，它是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图像显示屏的发展过程。本设计采用以AT89C51单片机为核心芯片的电路来实现，主要由AT89C51芯片、时钟电路、复位电路、列扫描驱动电路(74LS154)、16×16LED点阵5部分组成，如图所示。AT89C51单片机行驱动74LS154列驱动复位电路时钟电路4个8*8LED屏构成的16*16LED点阵屏山西大学课程设计报告书第6页共20页图3-1