毕业设计（论文）-基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现.doc

*大学毕业设计（论文）题目名称：基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现年级：*本科学生学号：*学生姓名：*指导教师：*学生单位：信息工程学院技术职称：助教学生专业：通信工程教师单位：信息工程学院*大学教务处制本科生毕业论文I基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现摘要：本文介绍了一款以单片机AT89S51为控制器的LED点阵显示屏系统的设计。该系统可实现中英文字符的显示和动态特效显示。并且可以通过级连的方式来扩大显示屏幕的尺寸以达到增加显示内容的目的。系统采用PC机作为上位机，上位机向单片机发送控制命令和上位机所存储的显示代码，AT89S51单片机接收并处理PC机的控制命令以及显示代码，由显示驱动模块驱动一个1616分辨率的LED点阵显示屏的扫描显示。PC机与单片机之间的通信采用RS232C通信标准来实现。所选用的AT89S51单片机具有价格低廉程序写入方便的特点使得整个系统方便维护和检修。除此之外，该系统只占用了单片机少量的I/O口和内存，为系统留下了功能扩展的空间。关键字：AT89S51；LED点阵显示；串行通信本科生毕业论文IIDesigenandRealizationoftheLatticeScreenofLEDBasedonMCS-51Abstract:ThispaperintroducesadesignoftheLEDlatticedisplaysystembaseonMCUAT89S51.ThesystemcandisplayinbothChineseandEnglishcharactersoftheshowandfromtoptobottomandmovearoundthemagicshow.Andcanbecascadedtoexpandthescreensizetoachieveincreasedcontentpurposes.ThePCsendscontrolcommandsanddisplayscodetomicrocontroller,AT89S51receivescontrolcommandsfromPCandshowsthecode,Drivermoduledrivesa1616-resolutionLEDlatticeLEDspaneldisplayscanshowed.CommunicationbetweenPCandthemicrocontrollerusingRS-232Ccommunicationsstandards.thecharacteristicsthatAT89S51microcontrollerischeapandcouldbecodedconvenientlymakesthewholesystemConvenienttoMaintenanceandRepair.Inaddition,thesystemwilltakeuponlyasmallamountoftheMCUI/Oandmemory,sothatthesystemhasfunctionalspaceforexpansion.Keywords:AT89S51,latticeLEDspaneldisplay,serialcommunication本科生毕业论文III目录第1章绪论11.1课题背景11.1.1选题背景11.1.2研究现状及发展趋势11.2论文主要内容3第2章方案论证与选择42.1系统硬件方案42.1.1显示屏主控制器42.1.2通信系统52.1.3LED点阵显示屏62.1.4硬件设计方案72.2系统软件方案82.2.1单片机编程语言82.2.2系统软件编译器介绍92.2.3上位机控制传输软件9第3章系统硬件设计113.1硬件整体设计概述及功能分析113.2控制单元设计123.2.1AT89S51简介123.2.2控制系统设计133.3译码电路设计153.3.1串并转换器74LS164153.3.2锁存器74L373163.4驱动电路设计173.4.1行驱动电路设计173.4.2列驱动电路设计18本科生毕业论文IV3.5通信系统硬件设计183.6电源设计193.7级连大屏幕LED显示屏20第4章系统软件设计224.1程序设计224.2显示程序的设计234.2.1LED显示屏的显示方式234.2.2点阵数据表达方式244.2.3显示程序的设计254.3通信程序的设计26第5章系统调试295.1系统硬件部分调试方法295.1.1短路与虚焊检测305.1.2上电测试305.1.3串口调试305.2系统软件调试方法315.3系统联合调试及结果325.4调试结果分析32结论34致谢35参考文献36附录1系统硬件原理图37附录2设计程序38附录3系统PCB图46本科生毕业论文1第1章绪论1.1课题背景1.1.1选题背景LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，显示屏由几万几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点1。在短短的十来年中，LED点阵显示屏就以亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定的优点迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性、可靠性、全色化方向发展。LED显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。（2）机场航班动态信息显示。（3）港口、车站旅客引导信息显示。（4）体育场馆信息显示。（5）道路交通信息显示。（6）调度指挥中心信息显示。（7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。（8）广告媒体新产品等。1.1.2研究现状及发展趋势（1）我国LED产业发展现状我国的LED显示屏产业经过几年的发展，基本形成了一批具有一定规模的骨干企业。据不完全统计，至1998年底，年度销售总额在1000万元以上的企业有20多家，其销售总额达6亿元左右，占行业市场总额的85%以上。全国从事LED显示屏的各类企业有100余家，从业人员近6000人，行业年度销售总额近8亿元人民币，1996年、1997年的增长速度均保持40%左右，1998年略有回落。在国内市场上，国产LED显示屏的市场占有率近100%，国外同类产品基本没有市场，四十三届世乒赛主会场天津体育中心、京九铁路、北京西客站、首都机场、浦东机场等，均由国内代表企业中标。技术水平相对领先,我国LED显示屏产业在规模发展的同时，产品技术推陈出新，一直保持比较先进的水平。90年代初即具备了成熟的16本科生毕业论文2级灰度256色视频控制技术及无线遥控等国际先进水平技术，近年在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无经线控制、多级群控技术等方面均有国内先进、达到国际水平的技术和产品出现；LED显示屏控制专用大规模集成电路也已由国内企业开发生产并得到应用。LED显示屏产业培养形成了一批LED显示屏科技队伍，在全国LED显示屏行业的从业人数6000人中，科技人员有2800多人，将近50%。LED显示屏产业正成为我国电子信息产业的重要组成部分，也是平板显示领域唯一立足国内形成的民族高科技产业。（2）LED显示屏的发展趋势现代信息社会中，作为人一机信息视觉传播媒体的显示产品和技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。高亮度、全彩化蓝色及纯绿色LED产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业化条件。基础材料的产业化。使LED全彩色显示产品成本下降，应用加快。LED产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色LED显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色LED屏更会成为主流产品。全彩色LED显示屏的广泛应用会是LED显示屏产业发展的一个新的增长点。未来LED显示屏会向着标准化、规范化，产品结构多样化的方向发展2。（3）选题意义该设计课题使我们能够掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法，对LED显示屏这个行业有了较为深刻的了解和认识。并且对大学期间所学习的一些理论进行了实践，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。并且