广告牌设计(一)

单片机课程设计论文设计题目：广告牌设计（一）学院：汽车学院班级：2009级电气工程自动化3班成员名单：指导教师：王春梅课程设计时间：2012年5月14----2012年5月27目录1.设计思路和硬件设计..................................................................................................................31.1课题的设计思路、实施方法.............................................................................................31.2、硬件设计：系统电路图、关键元器件的性能、参数及外形封装等.........................32.芯片功能简介..............................................................................................................................42.1MCS-51单片机的基本组成..........................................................................................42.2MCS-51单片机的应用特性...........................................................................................53.16×16LED点阵显示制作.........................................................................................................63.116×16LED点阵的内部结构及工作原理.......................................................................63.2用8×8LED点阵构成16×16LED点阵.........................................................................74.软件设计........................................................................................................................................94.1流程图：.............................................................................................................................94.2程序：.................................................................................................................................9总电路图........................................................................................................................................23总结................................................................................................................................................24参考文献.........................................................................................................................................24摘要目前广告无处不在；以前靠发传单，张贴海报，靠人工喊等等方式虽然有点成效，但是在高速发展的今天来说，那不仅是对资源的一种浪费，更多情况下污染了环境，提高了成本；本设计是一种有效解决此问题的由单片机控制LED显示屏的设计；LED显示屏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。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内环境适应能力强等优点。并广泛应用于公共汽车，码头，车站，商店，学校，银行等公共场所的信息发布和广告宣传；由于LED显示屏经历了从单色，双色图文显示到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，所以更多的在墙体平面广告的设计上得到了最为全面的发展；关键词：LED点阵显示屏；单片机；1.设计思路和硬件设计1.1课题的设计思路、实施方法本次课程设计主要是通过使用AT89C51与LED16*16组成一个发光点阵屏来显示文字和图形，是通过控制半导体发光二极管的显示方式，其大概的样子就是由很多个通常是红色的发光二极管组成，靠灯的亮灭来显示字符。通过编程对其实现一个亮灭变化，由于人眼分辨原因，我们就能看到LED是显示的一个连续的亮灯，从而得到我们想要的图形或字形。将LED的行接在一起。将LED的列接在一起。对其进行逐行扫描或者是逐列扫描。显示完一行或一列将其关闭，然后再次扫描。由于人眼的分辨率，在每次显示完后给定一个延时，就能清晰的得到想要的字形和图形了。1.2、硬件设计：系统电路图、关键元器件的性能、参数及外形封装等2.芯片功能简介MCS-51系列单片机介绍2.1MCS-51单片机的基本组成MCS-51单片机芯片有许多种：如8051、8031、8751、80C51、80C31等。它由8个部件组成，1、中央处理器（CPU）核心2、时钟电路12MHz3、程序存储器（ROM/EPROM）4KB4、数据存储器（RAM）128B+128BSFR5、并行I/O口（P0～P3口）P0和P2兼作外总线6、串行口全双工串行口7、定时器/计数器2个16位8、中断系统5个中断源，高级和低级两级优先级别它们都是通过单一总线连接，并被集成在一块半导体芯片上，为单片微型计算机（Single-ChipMicrocomputer）Microcontrolingunit2.2MCS-51单片机的应用特性由于MCS-51系列单片机具有体积小、功能全、价廉、面向控制、应用软件丰富、技术在不断更新、开发应用方便等优点，可以适应各个应用领域的不同需要，因而具有极强的竞争力和生命力，应用前景广阔。今后它仍将是科技界、工业界广泛选择应用的8位微控制器，仍将是单片机应用的主流机种。各高校实验室大多都配备了MCS-51系统仿真实验装置。所以，它今后仍将是高等院校教材的首选内容之一。..2.3MCS-51单片机系列两大系列：MCS-51子系列和MCS-52子系列。其中51子系列是基本型，而52子系列属于增强型。各子系列配置如表2-1所示片内ROM形式无ROMEPROM51子803180518751系统80C3180C5187C5152子803280528752系统80C3280C5287C52表2-12.4MCS-51系列单片机基本特性51单片机的概述:21世纪，以计算机为代表的IT产业迅速发展，各类计算机的应用在工业、农业、国防、科研及日常生活等领域发挥着越来越重要的作用，成为当今世界各国工业发展水平的重要标志之一，从世界上第一台电子计算机问世以来，计算机的发展日新月异，在短短的几十年间，已由电子管数字计算机发展到今天的超大规模集成电路计算机，运算速度由5000次每秒提高到今天的上百亿次每秒。计算机的发展一方面向着高速、智能化的巨型机方向发展，另一边向着微型机方向发展。作为微型机的一个分支单片机，由于其具有体积小。功耗低这两个特点，使单片机在工业控制、智能仪表、通信系统、家用电器、智能玩具以及LED显示控制屏方面得到越来越广泛的应用。51单片机起源于Intel公司20世纪80年代初推出的MCS-51系类单片机，MCS-8051是其中最基础的单片机型号。经过近30年的发展，现在Philips,Dallas,Siemens,Atmel,华邦、LG和RAMTRON等公司都以MCS-51中的8051内核为基本结构，并推出了许多各具特色，用途不同的单片机。习惯上把这些以8051为内核推出的各种型号的兼容型单片机统称为51单片机。3.16×16LED点阵显示制作3.116×16LED点阵的内部结构及工作原理以UCDOS中文宋体字库为例，每一个字由16行16列的点阵组成显示。即国家标准汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。我们可以把每一个点理解为一个像素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字，也可以显示在256像素范围内的任何图形。这里我们以“高”字说明，如图3.3所示。图3.316*16LED汉字显示用8位的AT89C51单片机控制，由于单片机的总线为8位，一个字需要拆分为2个部分。一般把它拆分为上部和下部，上部由8×16点阵组成，下部也由8×16点阵组成。在本例中单片机首先显示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的p00—p07口。方向为p00到p07,显示汉字“高”时,p02点亮,由上往下排列,为p0.0灭，p0.1灭,p0.2灭,p0.3灭,p0.4灭,p0.5亮,p0.6灭,p0.7灭。即二进制00000100，转换为16进制为04h。上半部第一列完成后，继续扫描下半部的第一列，为了接线的方便，我们仍设计成由上往下扫描，即从p27向p20方向扫描，从上图可以看到，这一列全部为不亮，即为00000000，16进制则为00h。然后单片机转向上半部第二列，仍为p01点亮，为00000100，即16进制04h.这一列完成后继续进行下半部分的扫描，p20点亮，为二进制00000010，即16进制02h.依照这个方法，继续进行下面的扫描，一共扫描32个8位，可以得出汉字“高”的扫描代码为：02h，00h，01h,04h,0FFh,0FEh,00h,00h，1Fh,0F0h,10h,10h,10h,10h,1Fh,0F0h，00h,04h,7Fh,0FEh,40h,04h,4Fh,0E4h，48h,24h,48h,24h,4Fh,0E4h,40h,0Ch。由这个原理可以看出，无论显示何种字体或图像，都可以用这个方法来分析出它的扫描代码从而显示在屏幕上。不过现在有很多现成的汉字字模生成软件，就不必自己去画表格算代码了。3.2用8×8LED点阵构成16×16LED点阵Proteus中只有5×7和8×8等LED点阵，并没有16×16LED点阵，而在实际应用中，要良好地显示一个汉字，则至少需要16×16点阵。下面我们就首先介绍使用8×8点阵构建16×16点阵的方法，并构建一块16×16LED点阵，用于本例的显示任务。首先，从Proteus7.1的元件库中找到“MATRIX-8X8-RED”元器件，并将四块该元器件放入Proteus文档区编辑窗口中。此时需要注意,如果该元器件保持初始的位置（没有转动方向），我们要首先将其左转90°，使其水平放置，那么此时它的左面8个引脚是其行线，右边8个引脚是其列线（当然，如果你是将右转，则右边8个引脚是行线）。然后我们将四个元器件对应的行线和列线分别进行连接，使每一条行线引脚接一行16个LED，列线也相同。并注意要将行线和列线引出一定长度的引脚，以便下面我们使用。连接好的16×16