51单片机控制的广告显示牌论文.doc51单片机控制的广告显示牌论文.doc

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本科毕业设计说明书(论文)第1页共53页1绪论1.1选题的背景及意义随着单片机系统在我国使用的日益普及,单片机上使用汉字的要求也更加突出,这就涉及到单片机上汉字的显示与输入问题。近年来LED点阵技术发展迅猛,LED点阵屏幕已经悄悄地在我们身边普及,使用场所涉及到证券市场、银行、机场、车站、商场等等,包括北京奥运会开幕式上的“巨幅画卷”也使用了巨大的LED显示屏。LED屏幕以其使用寿命长、环境适应能力强、亮度高、可视角大等优点受到用户的青睐。1.2课题简介随着单片机与我们生活联系越来越密切,例如,单片机控制的广告显示系统中就常常被用到,所以学生掌握这方面的相关知识就显得有其意义。本课题就是要求应用单片机技术、电子技术,开发设计广告牌,实现可同时显示8个168点阵的汉字、字符或数字等功能。其目的是培养学生运用所学知识解决实际工程问题能力和软硬件设计能力。1.3设计要求(1)该控制系统采用51单片机、88点阵LED显示模块和驱动器等器件设计控制器;(2)用RS232/RS485通信标准,可同时显示8个168点阵的汉字功能;(3)显示方式同时具有左移、右移等功能;(4)完成硬件电路设计及软件的编制。本科毕业设计说明书(论文)第2页共53页2总体方案论证2.1屏幕显示介质选择作为屏幕显示介质一般有LED数码管、LED点阵和LCD三种,LED数码管一般只用于显示特定的几种字符显示,故本设计不予考虑,现只作LED点阵与LCD的比较。LCD,即液晶显示器,它一种是采用了液晶控制透光度技术来实现色彩的显示器。由于通过控制是否透光来控制亮和暗,当色彩不变时,液晶也保持不变,这样就无须考虑刷新率的问题。对于画面稳定、无闪烁感的液晶显示器,刷新率不高但图像也很稳定。LCD的优点主要包括零辐射、低功耗、散热小、体积小、图像还原精确、字符显示锐利等1。本设计主要用于各种公共场合,如汽车报站器、广告屏以及公告牌等,从实用角度来讲,首先考虑的是面积,大面积采用LCD来作为显示器费用会不合理。其次LCD也有其自身的缺陷,LCD的一个基本指针是可视范围,可视范围简单的说,指的是在屏幕前画面可以看的清楚的范围,即在某个角度只要观看者稍一变动观看位置,画面可能就会看不清楚了。而LED点阵显示屏并没有这种缺陷。LED点阵显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它也有自己独特的优点,如采用低电压扫描驱动,具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远等特点2。通过以上几方面的比较,本设计所采用的显示器为LED点阵显示屏。2.2设计方案选择从传统方式来考虑,首选的是数电,即通过数字电路来完成本次设计,但在调试和实际运用中有着很大的局限性,如不能及时调节所需字符等等。由于单片机的可调性强,并且现在随着单片机系统在我国使用的日益普及,本课题便以单片机为背景进行设计。另外,再从设计经费和方便调试来讲,本设计运用PROTEUS单片机仿真软件来进行模拟设计。本科毕业设计说明书(论文)第3页共53页3系统硬件电路总设计3.1系统总体设计框图在总体方案设计过程中,对软件和硬件的分工是一个首要的环节。原则上,能够用软件来完成的尽可能用软件来实现,以降低硬件成本,简化硬件结构。同时还要设定各接口的地址,软件接口和功能,程序的驻留区域及工作缓冲区等。总体方案一旦确定,系统的基本框架就确定了。硬件设计时应考虑留有充分余量,电路设计要求准确无误,因为在系统调试中不易修改。根据设计任务书的要求并结合上述方案论证的结果。本设计方案的总体设计框图如图31所示。图31系统总体设计框图3.2系统各部分功能描述各部分功能将在第四章中具体介绍,这里只作简单的描述。(1)键盘控制部分用来选择文字显示模式,初步定位六种,即向左移动、向右移动、向上翻页、向下翻页、向上逐行显示以及向下逐行显示六种。(2)单片机控制部分处理系统中的一部分数据,并协调其他各模块之间数据的传输、处理、交换等,是系统的控制核心。(3)1664点阵模块部分作为系统信息的输出主要界面,在单片机的控制下显示相关符号信息。单片机1664点阵键盘行信号选择译码器数据移位寄存器本科毕业设计说明书(论文)第4页共53页4系统各硬件模块连接及相应程序描述4.1键盘设计介绍正如32介绍,显示的模式共六种,即最多需要六个键便可,每个键控制一种模式,正因为所使用的键盘数量不多,I2C不作考虑,只需借用单片机的六个端口就能完成任务,本次设计键盘使用的端口为P10~P15。此块电路如图41所示。图41键盘与单片机连接电路图4.2LED点阵显示模块的介绍LED点阵显示器在前面也有简单的介绍,因为本设计平台是PROTEUS,所以直接以PROTEUS里的LED点阵作说明。421LED点阵内部结构图PROTEUS中含有的88点阵LED仿真元件分为四种MATRIX88ORANGE、MATRIX88BLUE、MATRIX88GREEN、MATRIX88RED,其中MATRIX88RED为共阳的LED点阵,而MATRIX88GREEN、MATRIX88ORANGE、MATRIX88BLUE则是共阴的LED点阵。LED点阵共阳极与共阴极结构图如42和图43所示4。
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