点阵LED电子显示屏的设计

1、.天津工业大学中央信息学院电子和SCM课程设计报告标题：1616点阵LED电子显示器设计一.课程设计的重要性随着LED技术的不断发展以及LED在低功耗、寿命、环境保护等方面的优势，LED应用领域不断增加。与此同时，许多国家看到LED巨大的市场潜力，并推出激励措施，积极推动LED应用于各个领域。(威廉莎士比亚、LED、Northern Exposure(美国电视电视剧)，目前，LED应用程序已从早期照明应用程序转移到更有发展潜力的显示屏，LED应用程序在景观照明、背光、汽车照明、红绿灯、照明等领域呈现出多种趋势。LED设备技术和性能不断提高，电子技术快速发展，并为LED显示器产品的技术深化和改进

2、奠定了良好的基础。同时，LED表明它在社会生活的各个领域得到了广泛应用，因此LED表明市场发展前景乐观。深化技术内涵，丰富产品体系，多样化产品，突出主导产品的优势，将成为LED显示器产业发展的重要趋势。特别是LED点阵显示器的应用特别广泛。随着信息产业的快速发展，LED显示屏成为信息传播的重要手，成为现代信息社会的闪亮象征。发光二极管(LED)显示器是20世纪80年代末全球迅速发展的显示器媒体。使用由发光二极管组成的点阵模块或像素单元构造大面积显示器屏幕，具有高可靠性、长寿命、环境适应性、高性能价钱比、低使用成本等特点。短短10多年来，相关技术和产业都取得了长足的发展，并发展成为重要的现代信息

3、公开媒体手段。最近，LED广泛应用于需要通信、邮政室、营业部、车站、机场、港口、体育场馆等室内、室外服务内容和服务宗旨宣传的公共场所。政府机关政策，发布政令，发布和宣传各种市场行情信息等。而且，随着科学技术的发展，LED网点显示适用于大、中、小屏幕显示。各种广告牌、体育记分牌、金融、交通标志等分为全色、三色、单色显示器。随着社会信息化的发展，LED显示屏在信息显示领域的应用前景更加广阔。优点：亮度、工作电压低、功耗低、小型化、与集成电路轻松匹配、简单驱动、寿命长、耐冲击、性能稳定。二.课程设计挑战1.功能要求设计室内1616点LED图形显示器块需要LED显示屏亮度均匀、足够、能够显示图形和文字

4、，图形或文字要稳定清晰。图形或文本显示包括停止、移动、移动等2.设计要求根据功能要求，应使用动态显示器设计方法，简化设计，减少硬件数量，串行显示数据传输。(1)熟悉AT89S51单筹码系统的使用方法。(2)掌握动态显示器原理和实现方法。(3)初步掌握AT89S51单片机编程方法。(4)掌握串行资料传输方法的应用。(5) AT89S51单筹码微型计算机控制的LED图形屏幕工作正常。3.内容要求单片机课程设计的主要内容包括理论设计、调试和模拟、设计报告编写等。理论设计包括总体方案选择、硬件系统设计、软件系统设计等。硬件设计包括单位回路、零件选择和参数计算。软件设计包括模块化分层图表、节目流程图。编

5、程是课程设计的核心部分，通过调试进一步改进节目设计，达到任务要求的指标，使理论设计更接近实际产品。课程设计的最终要求是编制设计摘要报告，综合总结理论设计内容、调试过程和性能指标的测试结果。讲师：稻田日期：2013.7.5三、课程设计日程和检查记录西餐序号日期计划完成内容实际完成内容16-25调动、准备和选择培训专题全部完成26-27整体方案设计完成36-27硬件设计和模拟完成46-28软件设计和调试完成56-28完整的机器测试和报告完成67-5答复和总结完成四、业绩评价和意见讲师：日期：专业设计方案和平时性能(20%)独立思考能力和实际能力(40%)专业设计完成(40%)专业设计成绩目录一.课

6、程设计的重要性2二.课程设计挑战3三、课程设计时间表和检查记录表3四、业绩评价和意见3一、总体设计31.1总体设计31.2硬件设计31.3软件设计3二、设计内容32.1系统硬件原理图和模拟32.2程序清单3三.结论、建议和课程设计经验3四。工具书3一、整体设计1.1总体设计1.1.1工作人员根据功能要求，应使用动态显示器设计方法，简化设计，减少硬件数量，串行显示数据传输。(1)熟悉AT89S51单筹码系统的使用方法。(2)掌握动态显示器原理和实现方法。(3)初步掌握AT89S51单片机编程方法。(4)掌握串行资料传输方法的应用。(5) AT89S51单筹码微型计算机控制的LED图形屏幕工作正常

7、。1.1.2硬件组件的总体设计根据功能要求，AT89C51单筹码微电脑、动态显示器设计方法、简化设计、减少硬件数量、显示器数据传输使用串行传输方法，热扫描地址由P1端口控制。完整的结构方块图如下所示：图1-1系统范围的结构块图表1.2硬件设计系统配置、硬件选择、筹码属性1.2.1 8051系列单筹码微电脑AT89C单筹码微型计算机为许多嵌入式控制系统提供了灵活、低成本的解决方案。插图如下图所示。图1-2 89C51针脚图(1)。接脚描述VCC:电源供应电压。GND:接地。P0通信端口：P0端口是8位漏水级开放式双向I/O端口，可吸收每脚8TTL栅极电流。P1端口上的端号定义为第一次写入1时的高

8、电阻输入。P0可用于外部节目数据存储，可以定义为数据/地址的第8位。在FIASH编程中，P0端口用作源输入端口，P0在验证FIASH时输出源代码，此时必须上传P0外部。P1通信端口：P1端口是8位双向I/O端口，在内部提供抗拉能力，P1通信端口缓冲区可以接收输出4TTL栅极电流。P1针脚记录在1中，然后在内部拉高，可以用作输入，当P1端口从外部拉低时，电流将输出。这是因为内部被拉了出来。在FLASH编程和验证中，P1端口将作为第8个地址接收。P2通信端口：P2端口是内部拉伸电阻的8位双向I/O端口，P2通信端口缓冲区接收并输出4个TTL门电流，如果P2端口记录为“1”，则插针将被内部拉伸电阻拉

9、高并用作输入。因此，输入将P2端口上的针脚从外部拉出，从而输出电流。这是因为内部拉动。P2通信端口外部节目内存或16位地址访问外部数据存储时P2通信端口输出地址的8位高。给定地址“1”牙齿时，利用内部池的优点读取和写入外部8位地址数据存储时，P2端口输出特殊功能寄存器的内容。P2端口在闪存编程和验证时接收高8位地址和控制信号。P3通信端口：P3通信端口针脚是8个具有内部抗拉能力的双向I/O端口，可接收4个输出TTL门电流。当P3端口写入“1”时，在内部将其拉高，用作输入。作为输入，P3端口输出电流(ILL)，因为外部下拉菜单为低电平。(2) P3端口也可以用作AT89C51的某些特殊功能端口，

10、如下表所示。鼻翼替换功能P3.0串行输入通信端口(RXD)P3.1串行输出通信端口(TXD)P3.2 /INT0(外部中断0)P3.3 /INT1(外部中断1)P3.4 T0(计时器0外部输入)P3.5 T1(计时器1外部输入)P3.6 /WR(选择写入外部数据存储)P3.7 /RD(读取和选择外部数据存储)P3端口接收一些控制信号，用于闪烁编程和编程验证。RST:重置输入。振荡器复位部件时，应保持RST脚的两个机器周期的高平度时间。ALE/PROG:访问外部存储时，地址锁定允许的输出级别用于锁定地址的位置字节。牙齿针用于在闪存编程过程中输入编程脉冲。通常，ALE端以恒定频率周期(振荡器频率的

11、六分之一)输出正脉冲信号。因此，可以用于外部输出的脉冲或定时目的。但是，每次用作外部数据内存时，都会跳过ALE脉冲。要禁止ALE的输出，可以在SFR8EH地址中加0。牙齿时，ALE仅在运行MOVX且MOVC命令为ALE时起作用。另外，牙齿针脚被稍微拉了一下。如果微处理器在外部被禁止作为状态ALE，则位置无效。/PSEN:外部节目存储的可选通信号。由外部节目内存手指时，每台计算机两次/PSEN牙齿有效。但是，访问外部数据存储时，不会显示两个茄子有效的/PSEN信号。/EA/VPP: /EA保持低级别将导致在牙齿期间发生外部节目内存(0000H-FFFFH)，无论是否存在内部节目存储。注意加密方法

12、1，/EA重新设置内部；锁定到。/EA端保持高电平，内部节目内存在此处。牙齿针脚还用于在闪存编程过程中应用12V编程电源供应设备(VPP)。XTAL1:反向振动放大器的输入和内部时钟工作电路的输入。XTAL2:反向振荡器的输出1.2.2单筹码AT89C51最低系统单筹码微型计算机使用12M晶振作为时钟源，重置同时使用常规重置和键重置模拟图表如下：图1-3最小化系统1.2.3串行端口扩展I/O通信端口为了减少I/O通信端口的使用，数据传输使用AT89C51串行端口式0中断外部同步移动寄存器74HC595扩展8位并行端口，以实现8位数据并行传输。模拟图表如下：图1-4 I/O通信端口扩展74HC5

13、95针脚说明：74595的数据结束：QA - QH: 8位并行输出端可直接控制数码管的8个分段。QH:级联输出。我把它连接到下一个595的SI端。SI:串行数据输入。74595的控制端说明：/SCLR(10英尺):低点通常会将移动寄存器中的数据整理为零。通常我把它连接到Vcc。SCK(11英尺):数据寄存器中的数据移动。QA-q B- QC-qh；下降移位寄存器数据保持不变。(脉冲宽度：5V，超过几十纳秒。我通常选择微秒)RCK(12英尺):将时间移动寄存器中的数据上传到数据存储寄存器，随时间存储寄存器数据。通常，我将RCK设置为低水平。移动结束后，在RCK末端创建正脉冲(5V，超过几十纳秒)

14、。我通常选择微秒)来更新显示器数据。/G(13英尺):高平时禁止输出(高阻状态)。如果单个筹码微型计算机的针脚不紧张，用一个针脚控制就可以轻松产生闪烁和熄灭效果。与数据端移动控制相比，节省了时间和精力。1.2.4 16*16光栅行，热驱动为了实现16*16光栅移动显示器功能，显示器时按列扫描，2*8数据行输入方式显示。热驱动程序使用两个74HC138级联4翻译16解码器，通过解码到P1.0至P1.3执行逐列扫描，行数据输入使用两个74HC373数据锁定装置实现16。图1-5行驱动器图1-6列驱动器1.2.5 16*16点阵制作设计时必须掌握点阵工作原理才能进行更深的设计。16x16LED光栅实

15、际上层叠4个8x8光栅LED，提供88光栅LED的工作原理。图(1)是图(2)所示的88光栅LED外观和针脚图，其X、Y轴正向偏移时使LED发光。例如，要使左上指示灯变亮，可以Y0=1，X0=0。可以应用超时流阻，将其放置在x或y轴上。16x16是基于8x8原理进行四个8x8级联，如下所示：图1-7 88点阵指示灯形状和针脚图图1-8 88点阵指示灯等效电路图1-9(a) 4个8x8点阵LED级联16*16连接图表图1-9(b)将四个8x8光栅指示灯级联到16x16光栅LED点阵显示器文字图形原理：LED驱动显示器使用动态扫描方法。动态扫描逐行打开，允许扫描驱动器电路共享多行同列驱动器组。例如

16、，以1616光栅为例，连接同一行中所有发光管的阴极，连接同一列中所有发光管的阳极(腔音法)，首先发送和锁定对应于1列发光管幻灭的数据，通过1列打开一段时间，然后关闭。发送和锁定2列数据，然后通过2列在同一时间打开和关闭。16列以后，再次打开第1列，重复了轮回。如果这样运转的速度足够快(每秒超过24次)，人眼的视觉会短暂停留，因此显示器上可以看到稳定的图形。牙齿方法可以驱动更多的LED，控制方式灵活，节省单筹码微型计算机的资源。显示器数据可以通过单筹码P0，P2连接器驱动回路传输到点阵行接点。移动点阵以下以1616光栅为例，介绍了光栅的移动。要显示文字，该文字的光栅数据可以作为16点编组文字(垂直)或16点编组文字(水平)打开。两种编组方法都可以显示文字的水平和垂直移动。本设计主要移动到汉字的左侧，以下仅说明李东海向左显示向左移动列扫描方法：列在