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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LeddotmatrixbasedonsinglechipdesignbillboardsWEIJiaFeng(ShaanxiInstituteofTechnologyComputerScienceandTechnology,DepartmentofComputerScienceandTechnology061class,ShaanxiHanzhong723001)Instructor:LIJianZhongAbstract:ThisdesignusesSTC12CseriesMCUasamaincontroller,anddependsonasimpleexternalcircuittodrive96×16thelatticeLEDdisplay.ByusingitsownpowerfulfunctionsandcapacityofinternalE2PROM,itiseasytoaccomplishtheMCUandPCandE2PROMforinternalstorage,datatransmissionequipment,anditalsocanbeusedconvenientlytoshowavarietyofcontentchanges.Theotherdotmatrixdisplayiswidelyusedinhospitals,airports,banksandotherpublicplaces.Therefore,thedesignhasastrongpracticalapplication.TheLEDDisplaydynamicscancanshowthewayatthesametimesix16×16dotmatrixChinesecharacters,andPCsoftwarecanmodifythecontentandeffectshows,andsoon.IAPusedintheapplicationofprogrammabletechnology,thecharacterswithinthecodestoredintheSCMfreeprogrammemoryspace,sothattheLEDdisplaysystemcanstore1,024brown-outcharacters.SPIusedinthedesignoftheinterfacestandardGB2312character,tosupportalltheGB2312standardASCIIcharactersandcharactersoftheshow.Becauseserialtransmissionused,sothatthesystemcanbeenhancedscalability,foranumberofdisplayunitsofthecascade.ThisarticlefromthestartLEDdisplayprinciple,elaboratedontheLEDdisplaydynamicprocess,aswellashardwarecircuitdesign,computingandsoftwarealgorithms.KeyWords:MCU;SerialDataTransfer;LlatticeLlibrary目录1LED概述.........................................................................51.1LED电子显示屏概述......................................................51.2LED电子显示屏的分类...................................................52显示原理及控制方式分析.................................................62.1LED点阵模块结构.........................................................62.2LED动态显示原理.......................................................62.3LED常见的控制方式.....................................................73硬件电路设计..................................................................93.1系统硬件概述..............................................................93.216×16LED点阵显示制作.............................................103.2.116×16LED点阵的内部结构及工作原理.....................103.2.2用8×8LED点阵构成16×16LED点阵.........................113.3主控单片机的接口说明.................................................133.4LED显示驱动电路.......................................................134字模生成.......................................................................154.1字模简介...................................................................154.1.1LED显示屏领域字模实现技术...................................154.1.2软件控制系统字模提取的分析与设计.........................154.2字模存储技术.............................................................164.3字库生成...................................................................165软件设计........................................................................185.1程序设计总体思路和结构..............................................185.1.1程序设计总体思路.................................................185.1.2程序流程图...........................................................185.2各模块程序设计..........................................................195.2.1系统初始化...........................................................195.2.2LED动态显示........................................................195.2.3汉字显示的原理....................................................196系统功能测试..................................................................216.1单元模块电路测试.......................................................216.2系统整体功能测试.......................................................21总结.................................................................................22致谢.................................................................................23参考文献...........................................................................24附录.................................................................................25引言LED(LightEmittingDiode),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。多个LED发光灯组成固定的字符或图形进行显示,即形成LED点阵图文显示屏。其主要特征是只控制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。LED点阵的汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵(如16×16点阵),将点阵文件存入ROM,形成新的汉字编码;而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语句,再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。LED点阵显示具有如下特点:(1)电压:LED使用低压电源,供电电压在6-24V之间,根据产品不同而异,所以它是一种比使用高压电源更安全的电源。(2)效能:消耗能量比同光效的白炽灯减少80%。(3)适用性:每个单元LED小片是3-5mm的正方形,所以可以制备成各种形状的器件,并且适合于易变的环境。(4)稳定性:10万小时,光衰为初始的50%。(5)响应时间:其白炽灯的响应时间为毫秒级,LED灯的响应时间为纳秒级。(6)对环境污染:无有害金属汞。(7)颜色:改变电流可以变色,发光二极管方便地通过化学修饰方法,调整材料
本文标题:基于单片机的Led点阵广告牌设计
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