点阵电子显示屏制作

1作品编号：A甲0512点阵电子显示屏制作----2006年山东省大学生电子设计竞赛参赛作品设计者：张晓飞左伟魏晓晨指导教师：赵岩岭刘丹青岛大学自动化工程学院2006.92摘要本系统是从实际应用角度出发，针对当前市场上流行的LED产品的应用领域而设计制作的多功能电子显示屏，可用于商场导购促销显示、新闻与广告显示、车站机场班次时间资讯显示等。本简易16行*64列LED电子显示屏根据题目设计要求，硬件部分主要包括SPCE061A单片机系统、16块8*8LED点阵显示模块构成16*64点阵、显示驱动电路、SPR4096存储器、PCF8563实时时钟电路、键盘输入控制器等部分，还外扩了液晶显示、温度实时检测、无线通讯、电机驱动屏幕旋转等电路，。本系统不仅能够实现数字、字母、汉字等预存信息的切换显示，同时还可以实现信息的定时循环、上下左右滚屏、LED显示亮度连续可调、实时时间显示、实时温度显示、无线遥控、显示屏旋转等扩展功能。另外，本系统可以和PC机通讯，通过PC机串口对显示信息进行更新。关键词：LED电子显示屏SPCE061A串行通信AbstractTheLEDlatticedisplaysystemisakindofnewinformationdisplaymediawiththerapiddevelopmentofthecomputer,micro-electronics,photoelectrontechnology.This16*64LEDdisplaysystemincludesSPCE061AMCUsystem,sixteen8*8LEDlatticemodules,displaydrivingcircuit,SPR4096memorymodule,PCF8563asthereal-timeclockchip,keyboardcontrolleret.Inaddition,itincludesLCDcircuit,real-timetemperaturedetective,RFcommunicationcircuit.Thissystemcandisplaythenumbers,letters,Chinesecharacters.Itcandisplaytheinformationtimelyandcircularly,up-rollingly,downrollinglyleft-rollingly,right-rollingly.Thelightnessofthedisplayinginformationcanbeadjustedcontinuously.Furthermore,thissystemcanberemotecontrolledandcommunicatewithPCbyCOM1toupdatethedisplayinformation.Keywords:LEDlatticedisplaysystemSPCE061Aserialcommunication3目录一、方案比较...............................................................................................................41、控制系统...........................................................................................................42、点阵信息提取方案...........................................................................................43、显示驱动电路...................................................................................................5二、硬件设计与论证...................................................................................................51、主控制单片机...................................................................................................62、LED显示驱动电路..........................................................................................63、数据存储器.......................................................................................................84、键盘液晶显示模块...........................................................................................95、无线通信模块...................................................................................................96、时钟电路的设计.............................................................................................107、温度检测.........................................................................................................108、打印机的选择.................................................................................................119、旋转底盘的设计.............................................................................................11三、系统的软件设计.................................................................................................111、主程序流程图.................................................................................................122、点阵字模信息提取程序流程图.....................................................................123、LED各显示程序............................................................................................124、串行通信程序.................................................................................................125、PC机客户程序...............................................................................................12四、系统功能测试.....................................................................................................151、测试及制作中所用仪器.................................................................................152、键盘各键功能.................................................................................................153、单元模块电路测试.........................................................................................164、系统整体功能测试.........................................................................................16五、总结.....................................................................................................................164一、方案比较1、控制系统LED点阵电子显示屏的设计一般有两种方案：方案一：采用可编程逻辑器件作为核心控制器产生LED点阵的行、列驱动信号。由于该系统不仅要实现信息的显示，还要具备键盘控制器、显示亮度连续可调、实时时钟显示、与PC机通讯等功能及其他发挥功能，这就要求需要用中大规模的PLD，设计多个接口电路，开发周期长，不易进一步扩展，同时系统的成本会急剧上升（相对于第二种方案）。因此，本设计并未采用这种方案。方案二：采用单片机系统来实现。鉴于SPCE061A单片机比传统的51系列8位单片机具有更加丰富的资源，而且数据处理速度快，同时“61板除了具备单片机最小系统电路外还包括有电源电路、音频电路（含MIC输入部分和DAC音频输出部分）、复位电路等，体积小，可靠性高。本系统的设计采用双单片机系统，一个主要用于完成多功能显示控制功能，另一个主要用于实时时钟显示、实时温度检测显示、无线通讯以及其他的扩展发挥部分功能，这样提供了充足的内部空间和更多的外部接口；同时由于安装和调试工作可以并行进行，极大地缩短了总体设计和制造的时间。2、点阵信息提取方案要用LED点阵来显示数字、字母和汉字等信息，首先要能够提取出其字模数据，即一个16*8的点阵数字、字母的字模数据共有16个字节，一个16*16的点阵汉字的字模数据共有32个字节。首先要确定点阵信息提取方案。方案一：固定汉字显示，就是将要显示的语句中全部汉字的字母数据依次提取出来，按顺序存放在存储器中，当有显示任务时，直接取出字模数据送至显示器即可。这种方法占用空间少，程序实现简单，显示速度快。本系统中对10组预存信息的点阵信息的提取和存储就是采用这种方案。但是，要想显示大量的汉字信息或直接对显示信息进行更新，则几乎是不可能的事。因此，要实现这样的功能就要采用第二种方案。方案二：将标准的点阵信息字模数据的字库文件（本系统中采用汉字库文件HZK16、ASCII码库文件ASC16）装入外扩ROM存储器，采用与PC机相同的编码（机内码），先进行基于PC机的预处理，提取需显示内容的机内码，通过串口发给单片机，单片机首先进行判断，若是ASCII码，则直接计算出起始地址，在ASC16文件中指定位置取出连续的16个字节即为其字模信息；若为汉字，单片机将机内码转换为区码和位码，再计算出起始地址，在