毕业设计（论文）-电子广告牌设计

1、四川信息职业技术学院 毕业设计说明书 设计题目: 电子广告牌 专 业: 电子信息工程技术 班 级: 纳思达 08-1 学 号: 姓 名: 指导教师: 二一年八月五日 四川信息职业技术学院毕业设计任务书四川信息职业技术学院毕业设计任务书 学 生 姓 名 班级纳思达 08-1专业电子信息工程技术 设计（或论文）题目电子广告牌 指导教师姓名职 称工作单位及所从事专业联系方式备 注 副教授 电子工程系 电子信息工程技术专业教学 设计（论文）内容： 设计一电子广告牌，要求； 1.用单片机开发工具通过 LED 和 LCD 液晶两种方式分别显示； 2.电子广告牌能滚动显示：四川信息职业技术学院“欢迎您”电信

2、 08-1 班王永汉，谢谢； 3.实现了循环显示汉字的功能； 4.能够进行仿真。 进度安排： 1. 6 月 20 日7 月 8 日确定设计任务，查找资料，拟定设计方案； 2. 7 月 9 日7 月 15 日软、硬件功能划分，系统硬件电路的设计； 3. 7 月 16 日7 月 19 日软件结构设计、设计软件流程图并编制相应的软件； 4. 7 月 20 日8 月 6 日系统工作原理分析，综合调试，拟定初稿及实物制作； 5. 8 月 7 日8 月 8 日检查定稿，准备答辩及实物检查； 6. 8 月 14 日答辩。 主要参考文献、资料(写清楚参考文献名称、作者、出版单位)： 1 周国运.单片机原理及应

3、用（C 语言版）.北京：中国水利水电出版社，2009 2 林志琦.单片机原理接口及应用（C 语言版）.北京：中国水利水电出版社，2007 3 胡汉才.单片机原理及接口技术.北京：清华大学出版社，2002 4 陈龙三.8051 单片机控制及应用.北京：清华大学出版社，1999 审 批 意 见 教研室负责人： 年 月 日 备注：任务书由指导教师填写，一式二份。其中学生一份，指导教师一份。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 I 目录 摘要.1 前言.2 第 1 章系统方案设计.4 1.1LED 系统设计.4 1.2LED 点阵式汉字显示原理.4 1.3LCD 系统设计.5 1.4LCD 汉字显示原

4、理.6 第 2 章LED/LCD 硬件电路设计.8 2.1LED 时钟/复位电路.8 2.2LED 驱动电路.9 2.3LED 点阵电路如图 2-4 所示.10 2.4LED 显示屏硬件电路.10 2.5LCD 驱动电路.11 2.6LCD 显示屏硬件电路及显示原理.12 第 3 章LED/LCD 系统程序 .14 3.1LED 驱动程序.14 3.1.1LED 显示驱动子程序.14 3.1.2LED 延时子程序 .15 3.1.3LED 系统主程序.15 3.2LCD 系统程序设计.16 3.2.1LCD 液晶显示驱动子程序.17 3.2.2LCD 液晶显示主程序.18 第 4 章系统调试及

5、调试结果.19 结论.20 参考文献.21 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 II 附录 1LED 电子广告牌硬件原理图.22 附录 2LCD 电子广告牌硬件原理图.23 附录 3LED 程序清单.24 附录 4LCD 程序清单.30 全套设计加扣 3346389411 或 3012250582 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 1 页 摘要 电子广告牌是在单片机广泛应用下的产物，电子广告牌被广泛用于公交汽车、 商店、体育场、车站、学校、银行、高速公路等公共场所信息的发布和广告宣传。 LED 点阵显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。 它具有发光效率高、使用寿命

6、长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力 强等优点。并广泛的应用于公交汽车，码头，商店，学校和银行等公共场合的信息 发布和广告宣传。LED 显示屏经历了从单色，双色图文显示屏到现在的全彩色视频 显示屏的发展过程，自 20 世纪八十年代开始，LED 显示屏的应用领域已经遍布交通、 电信、教育、证券、广告宣传等各方面。 LED 点阵显示屏可以显示数字或符号，通常用来显示时间、速度、系统状态等。 文章给出了一种基于 MCS-51 单片机的 16*16 点阵 LED 显示屏的设计方案。包括系 统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分汇编语言程序等方面。在负载范围内, 只 需通过简单的级联就可以对显

7、示屏进行扩展,是一种成本低廉的图文显示方案。 LCD 电子显示屏在现实生活应用很广泛。本文设计是以单片机为核心控制器件 的简单文字符号的 LCD 显示系统，通过硬件和软件的共同配合之下实现了在 128*64 分辨率的液晶屏上显示字符、汉字的功能。系统的硬件可分为单片机、液晶显示器 和电源电路，单片机与液晶屏数据传输。 关键词51 单片机；LED 点阵显示屏；LCD 显示屏 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 2 页 前言 LED 显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于 车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工 业企业管理和其它公共场

8、所。在实际应用中的显示屏由于成本和可靠性的因素常采 用一种称为动态扫描的显示方法。 LED 点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展示的广 告信息烧写固化到 EPROM 芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型； 另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变的多幅汉 字显示，称可编程序型。 目前，国内的 LED 点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显 示花样较单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的 EPROM 芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用范围受到 了限制。国内的另一种 LED

9、显示屏可编程序型 LED 显示屏，虽然增加了显示屏 系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便 的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量 大、信息更换速度快等特点。因此传统的 LED 显示屏控制系统已经越来越不能满足 现代广告宣传业的需要。而利用 PC 机通信技术控制 LED 显示屏，则具有显示内容丰 富，信息更换灵活等优点。本设计是基于单片机(AT89C52)讲述了 1616 LED 汉字 点阵显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编译与下载等基本环节和相关技术。 LCD 液晶显示器是 Linquid Crystal Display

10、 的简称，LCD 的构造是在两片平行 的玻璃当中放置液态的晶体，两片玻璃中间有许多垂直和水平的细小电线，透过通 电与否来控制杆状水晶分子改变方向，将光线折射出来产生画面。 在液晶方面，从选型角度，我们将常见液晶分为以下几类：段式，字符型，常 见段式液晶的每字为 8 段组成，即 8 字和一点，只能显示数字和部分字母，如果显 示其它符号，一般需要从厂家定做，可以讲所要显示的字、汉字和其它符号固化在 指定的位置。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 3 页 液晶显示器使用时，不允许施加直流电压，驱动电压的直流成分最大不超过 50mv，LCD 在焊接时应注意只焊接 I/O 接口。且电烙铁温度不高于

11、 260 摄氏度，烙 接次数不超过 3-4 秒，焊接次数最多不超过 3-4 次，焊剂应最好使用高质量焊剂， 注意 PCB 板清洁。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 4 页 第 1 章系统方案设计 1.1LED 系统设计 LED 电子广告牌系统由 AT89C51 芯片控制的 LED 显示模块、驱动扫描模块、复 位延时模块等部分组成。因此，本系统的主控制模块是 AT89C51 芯片，通过 P0 口与 驱动扫描电路相连，控制送出数据信号，系统框图架图如图 1-1 所示。 晶振 复位 电路 单 片 机 列驱动电路 行 选 通 电 路 行 驱 动 电 路 16*16LED 点阵 显示 图 1-1

12、LED 系统框架图 在复位电路中，由于通电后在电阻和电容的作用，使单片机 RST 复位脚电平先 高后低，从而达到复位；之后，在复位及晶体震荡电路和单片机内部时钟电路作用 下，单片机 89C51 按照设定程序在 P1 口把输出的内部汉字对应代码电平进行所存， 送至 LED 点阵行选线(高电平驱动)，在 P0 口输出列选扫描信号(低电平驱动)，从而 选中相应 LED 发光二极管被点亮，并利用人眼视觉暂留特性合成整个汉字显示。 1.2LED 点阵式汉字显示原理 本次毕业设计选用 16*16 点阵式显示汉字，及每一个字均由 256 点阵来表示， 也就是说用四个 8*8 点阵组合成一个 16*16 的点

13、阵。汉字可拆分为上部和下部，上 部由 816 点阵组成，下部也由 816 点阵组成。本例通过列扫描方法首先显示左上 角的第一列的上半部分，即第 0 列的 P00P07 口，方向为 P00 到 P07，显示汉字 “我”时，为全灭，第一列的下半部分也为全灭。第二列的上半部分 P06、点亮，由 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 5 页 上往下排列，为：PO0 灭，PO1 灭，P02 灭 PO3 灭，PO4 灭，P05 灭， P06 亮，P07 灭。即二进制 00000010，转换为十六进制为 02h。上半部第二列完 成后，继续扫描下半部的第二列，为了接线的方便，我们仍设计成由上往下扫描， 即从

14、 P27 向 P20 方向扫描，从图 3 可以看到，这一列 P23 亮，即为 00001000，十六 进制则为 08h。依照这个方法转向第三列、第四列，直至第十六列的扫描，一 共扫描 32 个 8 位，由原理可以得出“王”的扫描代码： 0 x00,0 x40,0 x82,0 x40,0 x82,0 x40,0 x82,0 x40,0 x82,0 x40,0 x82,0 x40,0 x82,0 x40,0 xF E,0 x7F,0 x82,0 x40,0 x82,0 x40,0 x82,0 x40,0 x82,0 x40,0 xC3,0 x40,0 x82,0 x60,0 x00,0 x40,0

15、 x00,0 x00,（取模顺序为 BA-DC）字模软件提取界面如图 1-2 所示。 图 1-2字模软件提取界面 把所有同一行发光管的阳极连在一起,把所有同一列发光管的阴极连在一起(共 阳的接法),先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存,然后选通第一行使其点亮一 定的时间,然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存,然后选通第二行使其点亮相同的 时间,然后熄灭。第十六行之后又重新点亮第一行,这样反复轮回。当这样轮回的 速度足够快(每秒 24 次以上)时,由于人眼的视觉暂留现象,我们就能看到显示屏上稳 定的文字了。 1.3LCD 系统设计 LCD 显示屏主要由以下部分组成：时钟复位电路，单片机控制电路，

16、LCD 模块和 驱动数据电路等组成。 AT89C51 芯片通过控制线和数据线共同驱动液晶显示，芯片 P3.6 和 P3.7 口进 行读写控制，再通过一个 74HC00 输入端与非门对液晶 E 引脚进行控制。再通过 P0 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 6 页 口对液晶进行数据控制，P0 口上接一个 74HC373 三态同相锁存器对数据输入进行所 存。将锁存的数据信号送入到液晶缓存器里为液晶显示做准备。 LCD 显示一个字符时比较复杂，因为一个字符由 6*8 或 8*8 点阵组成，既要找 到和显示屏幕上某几个位置对应的显示 RAM 区的 8 字节，还要使每字节的不同位为 “1” ，其它的

17、为“0” ，为“1”的点亮，为“0”的不亮。根据在 LCD 上开始显示的行列号 及每行的列数找出显示 RAM 对应的地址，设立光标，在此送上该字符对应的代码。 就显示出所需字符，LCD 系统框架图如图 1-3 所示。 时钟电路 复位电路 单 片 机 控制线 数据线 LCD 液晶显示 图 1-3LCD 系统框架图 1.4LCD 汉字显示原理 字的显示一般采用图形的方式，事先从微机中提取要显示的汉字的点阵码（一 般用字模提取软件） ，每个汉字占 32B，分左右两半，各占 16B，左边为 1、3、5 右边为 2、4、6根据在 LCD 上开始显示的行列号及每行的列数可找出显示 RAM 对 应的地址，设

18、立光标，送上要显示的汉字的第一字节，光标位置加 1，送第二个字 节，换行按列对齐，送第三个字节直到 32B 显示完就可以 LCD 上得到一个完整汉 字。 LCD 字模提取与 LED 字模软件同理，汉字的显示一般采用图形的方式，事先从 微机中提取要显示的汉字的点阵码（一般用字模提取软件） ，每个汉字占 32B，分左 右两半，各占 16B，左边为 1、3、5右边为 2、4、6根据在 LCD 上开始显示的 行列号及每行的列数可找出显示 RAM 对应的地址，设立光标，送上要显示的汉字的 第一字节，光标位置加 1，送第二个字节，换行按列对齐，送第三个字节直到 32B 显示完就可以 LCD 上得到一个完整

19、汉字。 每个汉字都与一个双字节的内码一一对应，通过汉字的内码可以计算出它的点 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 7 页 阵起始字节。我们只须将要显示的汉字点阵数据写入液晶模块的缓冲区即可。 字模提取同 LED 提取法同理，图 2 中的“王”字经过字模软件纵向提取后为： 0 x00，0 x82，0 x82，0 x82，0 x82，0 x82，0 x82，0 xFE，0 x82，0 x82，0 x82，0 x82，0 xC3，0 x820，0 x00，0 x00，0 x40，0 x40,0 x40，0 x40，0 x40,0 x40,0 x400 x7F,0 x40，0 x40，0 x40，

20、0 x40，0 x40，0 x60，0 x40，0 x00，将 128 64 液晶屏幕按照 4 行 8 列的 方式给每个汉字一个行列坐标(1line，lie)，参数 P 是要显示的汉字在汉字库中的 第一个字模数据的地址。 在进行软件仿真时，都要建立自己的汉子库，对于较少汉子时，就通过一个汉 子取模软件来代替，但是对于较大型汉字库时，一般都需要查询芯片手册后建立自 己的汉字库。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 8 页 第 2 章LED/LCD 硬件电路设计 2.1LED 时钟/复位电路 单片机的时钟信号用来提供单片机内各种微操作的时间基准，时钟电路用于产 生单片机工作所需要的时钟信号。单

21、片机的时钟信号由 12MHZ 的晶体振荡器产生， 振荡脉冲信号经过内部时钟发生器进行二分频之后，成为单片机的时钟信号。 复位是单片机的初始化操作，其目的是使 CPU 及各专用寄存器处于一个确定的 初始状态。把 PC 的内容进行初始化，使单片机从 0000H 单元开始执行程序。同时当 单片机系统在运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，也需要复位以使其恢复 正常工作状态。RST 端的外部复位电路有两种操作方式：上电自动复位和按键手动 复位。按键手动复位有电平方式和脉冲方式两种，时钟复位电路如图 21 所示。按 键电平复位是相当于 RST 端通过电阻接高电平来实现单片机的复位,时钟、复位电路 如图

22、 2-1 所示。 图 2-1时钟复位电路 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 9 页 2.2LED 驱动电路 行驱动电路单片机 AT89C52 的 P0 口接一个 RESPACK-8 排阻，将排阻的公共端接 上电源，也就是将 P0 口的八个管脚接上 TTL 带公共时钟复位八 D 触发器 74273 进行 触发计数高低电平，由此来控制行驱动电路，每来一个脉冲就记一次数，在通过非 门进行对计算器的清零。使 LED 的行驱动全部接上高低电平，行驱动设计如图 2-2 所示。驱动通过 P2.6、P2.7 口和 P3.6 口写入控制触发器口上通过一或非门连接控 制 74273 触发器来进行计数驱动，并

23、把触发计数的高低电平通过 2 个触发端口输出 到电子屏行显示地址上点亮，驱动电路（行扫描）如图 2-2 所示。 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 D0 3 D1 4 D2 7 D3 8 D4 13 D5 14 D6 17 D7 18 CLK 11 MR 1 Q0 2 Q1 5 Q2 6 Q3 9

24、Q4 12 Q5 15 Q6 16 Q7 19 U6 74273 D0 3 D1 4 D2 7 D3 8 D4 13 D5 14 D6 17 D7 18 CLK 11 MR 1 Q0 2 Q1 5 Q2 6 Q3 9 Q4 12 Q5 15 Q6 16 Q7 19 U5 74273 D0 3 D1 4 D2 7 D3 8 D4 13 D5 14 D6 17 D7 18 CLK 11 MR 1 Q0 2 Q1 5 Q2 6 Q3 9 Q4 12 Q5 15 Q6 16 Q7 19 U7 74273 2 3 1 U8:A 7402 5 6 4 U8:B 7402 8 9 10 U8:C 7402

25、图 2-2驱动电路（行扫描） 列驱动由 4 - 16 译码器 74HC154 完成。单片机上电复位后,汉字的第一行数据 (六个字节共 48 位)由 P2. 1 脚串行输出,六个字节的串行数据先进入 U1 的数据输入 端,在单片机 P2. 0 脚的时序脉冲上升沿作用下串行进入六个列驱动集成块 U1U6, 这个过程叫做装载一行数据。一行数据装载完成后, P2. 2 脚输出一个上升沿,此脉 冲控制 U1U6 将各自列数据输出去用以显示,同时单片机 P1 口也送出控制信号,经 U8 译码选中它的第一脚 X1, X1 输出低电平,使汉字的第一行显示出来。其余各行依 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第

26、 10 页 次按这种方式显示出来,这样汉字就静态出现在 LED 显示模块上，驱动电路（列扫描） 如图 2-3 所示。 A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U3 74154 A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U4 74154 A 23

27、B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U2 74154 12 U9:A 7404 A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U10 74154 34 U9:B 7404 图 2-3驱动电路（列扫描） 2.3LED 点阵电路如图 2-4 所示 a1 a2

28、a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6

29、a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 图 2-416*16 点阵电路图 16*16 点阵式共 256 个发光二极管，即为 256 个字节。且每个发光二极管是放 置在行线和列线的交叉点，当对应的某一列置 1 电平，某一行置 0 电平，则相应的 二极管就被点亮。 2.4LED 显示屏硬件电路 电子广告牌的硬件电路主要由 AT89C51 芯片、时钟电路、复位电路、列扫描驱 动电路(74HCl54)、1616LED 点阵 5 部分组成，其中，AT89C51 是一种带 4kB 闪烁可 编

30、程可擦除只读存储器的低电压、高性能 8 位微处理器，能够进行 1 000 次写擦 循环，控制整个电路。时钟电路由 AT89C5l 的 18，19 脚的时钟端(XTAI l 及 XTAL2) 以及 12 MHz 晶振 X、电容 C2、C3 组成，采用片内振荡方式。复位电路采用简易的 上电复位电路，主要由电阻 R，R2，电容 C，开关 K 组成，分别接至 AT89C51 的 RST 复位输入端。LED 点阵显示屏采用 1616 共 256 个象素的点阵，可通过万用表检测 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 11 页 发光二极管的方法测试判断出该点阵的引脚分布。 我们把行列总线接在单片机的 I0

31、 口，然后把上面分析到的扫描代码送入总线， 就可以得到显示的汉字了。将 LED 点阵的 16 条行线直接接在 P0 口和 P2 口，至于列 选扫描信号则是由 416 线译码器 74HCl54 来选择控制，列选控制只使用了单片机的 4 个 IO 口，节约了很多 IO 口资源。在通电后由于电阻 R，电容 c1 的作用，使 单片机的 RST 复位脚电平先高后低，从而达到复位；之后，在 C、C3、X 以及单片机 内部时钟电路的作用下，单片机 89C51 按照设定的程序在 P0 和 P2 接口输出与内部 汉字对应的代码电平送至 LED 点阵的行选线(高电平驱动)，同时在 P11，P12，P13，P14

32、接口输出列选扫描信号(低电平驱动)，从而选中相应 的象素 LED 发光，并利用人眼的视觉暂留特性合成整个汉字的显示。再改变取表地 址实现汉字的滚动显示。 2.5LCD 驱动电路 LCD 显示模块文本显示 RAM 提供 8 个 4 行的汉字空间，当写入文本显示 RAM 时， 可以分别显示 CGROM、HCGROM 与 CGRAM 的字型；ST7920A 可以显示三种字型，分别 是半宽的 HCGROM 字型、CGRAM 字型及中文 CGROM 字型。三种字型的选择，由在 DDRAM 中写入的编码选择，各种字型详细功能说明编码如表 2-4：显示半宽字型 ： 将一位字节写入 DDRAM 中，范围为 0

33、2H-7FH 的编码。显示 CGRAM 字型：将两字节编 码写入 DDRAM 中，总共有 0000H，0002H，0004H，0006H 四种编码显示中文字形：将 两字节编码写入 DDRAMK ，范围为 A1A0H-F7FFH(GB 码)或 A140H-D75FH(BIG5 码)的 编码。详细字码表可参考液晶用户资料。控制器接口信号中 RS，E 信号选择决定控 制界面的 4 种模式如表 2-5，查询液晶用户手册找出相对应的 X 坐标位置，将该位 置的坐标码输入 Line 缓存区域。 液晶显示汉字坐标如下： 表 2-液晶屏 R/W 功能表 RSR/W 功能说明 00 MCU 写指令到指令寄存器（

34、IR） 01 读出忙标志 BF 和地址计数器 AC 的状态 10 MCU 写数据到数据寄存器（DR） 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 12 页 11 MCU 从数据寄存器（DR）中读数据 E 信号为使能端，E 不同状态代表功能如下： 表 2-6E 信号控制端 E 状态执行动作结果 高低I/0 缓冲DR配合/W 进行写数据或指令 高DRI/0 缓冲配合 R 进行读数据或指令 低/低无动作 汉字显示坐标如下： 表 2-7液晶显示汉字坐标 行显示 X 坐标位置 Line180H81H82H83H84H85H86H87H Line290H91H92H93H94H95H96H97H Line38

35、8H89H8AH8BH8CH8DH8EH8FH Line498H99H9AH9BH9CH9DH9EH9FH 根据 MCU 写资料读资料时序图判断 BF 是否忙碌函数 IsBusy()用到图 2-4 读资 料时序图：即 RS，R/W01，E 置高，读取 DB7 即 BF 标志位，然后 RS，R/W，E 均置 反。写指令函数 write_LCD_command()和写数据函数 write_LCD_data()用到资料时 序图：RS，R/W00 为写指令，RS，R/W10 为写数据，将 E 置高，然后将指令字节 或数据字节赋给 LCD DB0DB7 数据接口，这时程序延时 2 个 NOP 空指令之后

36、，E 从 高到低实现跳变，此时指令和数据写入 LCD 成功，最后将 RS，R/W 置反。 2.6LCD 显示屏硬件电路及显示原理 LCD 硬件电路设计是以单片机为核心控制器件的简单文字符号的 LCD 显示系统， 通过硬件和软件的共同配合之下实现了在 128*64 分辨率的液晶屏上显示字符、汉字 的功能。系统的硬件可分为单片机、液晶显示器和电源电路，单片机与液晶屏数据 通信采用并行连接方式。16864 液晶显示模块可以和单片机 AT89C51 直接接口。 下面以液晶 LM12864 为例 。LM12864 中的显示区共有 64 行，分为 8 页，每页 8 行，这样就必须向两页中的对应列送数据，实

37、际上，在写每个汉字时，一般先取 字模的上 16 个字节并将其写在一页中，再将字模的下 16 个字节写在下一页中即可。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 13 页 写入数据指令集可以查询： 表 2-8数据写入指令集 读状态输入RS=L，R/W=H，E=H输出D0D7=状态字 写指令输入RS=L，R/W=L，D0D7=指令码，E=高脉 冲 输出无 读数据输入RS=H，R/W=H，E=H输出D0D7=数据 写数据输入RS=H，R/W=L，D0D7=数据，E=高脉冲输出无 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 14 页 第 3 章LED/LCD 系统程序 3.1LED 驱动程序 显示屏的主要功

38、能是向屏体提供显示数据，并产生各种控制信号，使屏幕按计 划的要求显示。 根据软件分层次设计的原理，可把显示屏的软件系统分成两个层次；第一层是 底层的显示驱动程序；第二层是上层的系统应用程序。显示驱动程序负向屏体送显 示数据，并负责产生行扫描信号呵其他控制信号，配合完成 LED 显示屏的扫描显示 工作。显示驱动程序由定时器 T0 中断程序实现，系统应用程序完成系统环境设置 （初始化） 、显示效果处理等工作。 采用 C 语言编写从有利于实现较复杂的算法（显示效果处理）和有利于程序结 构化设计。 3.1.1LED 显示驱动子程序 显示驱动子程序在进入中断后首先要对定时器 T0 重新赋初值，以保证显示

39、屏刷 新的稳定。16 行扫描格式的显示屏刷新率（帧频）的计算公式如下：刷新率（帧频） =1/16 T0 溢出率 = 1/16fosc/12（65536-X）其中：fosc 为晶振频率；X 为定 时器 T0 的初值（工作在 16 位定时器模式） 。 显示驱动程序查询当前亮点的行号，从显示缓存区内读取下一行的显示数据， 并通过串口发送给移位寄存器。为消除在切换行显示数据时产生拖尾现象，驱动程 序先要关闭显示屏。显示驱动流程图如图 3-1 所示。在本系统设计中是由两片 74273 触发器进行触发，进行控制电子屏的行信号，由单片机机的 p0 口上连接两个 译码器构成译码电路控制 16*16 的列信号。

40、 将 LED 点阵的 16 条行线直接接在 P0 口和 P2 口，至于列选扫描信号则是由 4 16 线译码器 74HCl54 来选择控制，列选控制只使用了单片机的 4 个 IO 口，节约 了很多 IO 口资源。在通电后由于电阻 R，电容 c1 的作用，使单片机的 RST 复位 脚电平先高后低，从而达到复位；之后，在 C、C3、X 以及单片机内部时钟电路的作 进入中断 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 15 页 用下，单片机 89C51 按照设定的程序在 P0 和 P2 接口输出与内部汉字对应的代码电 平送至 LED 点阵的行选线(高电平驱动)，同时在 P11，P12，P13，P14 接口

41、 输出列选扫描信号(低电平驱动)，从而选中相应的象素 LED 发光，驱动程序块，LED 驱动显示图如图 3-1 所示。 进入中 断 定时器赋初 值 读取行号并增 1 送新行显示数 据 消隐 切换显示数 据 送新行号，打开 显示 退出中 断 图 3-1LED 驱动显示图 3.1.2LED 延时子程序 延时通常有两种方法：一种是硬件延时，要用到定时器/计数器，这种方法可以 提高 CPU 的工作效率，也能做到精确延时；另一种是软件延时，这种方法主要采用 循环体进行，使用定时器/计数器实现精确延时。 单片机系统一般常选用 12 MHz 的晶振频率。本程序中使用频率为 12 MHz 的晶 振。最长的延时

42、时间可达 216=65 536 s。若定时器工作在方式 2，则可实现极短时 间的精确延时；如使用其他定时方式，则要考虑重装定时初值的时间（重装定时器 初值占用 2 个机器周期） 。 void delay(uchar c) /*延时程序设计 uchar i,j; for(i=0;ic;i+) for(j=0;j4) /判断显示位置的左右 lie lie 一 4：Y lie 12； else Y 一 4+ lie 16； set adr(2 lline，Y)； /设置行列 setstartline(O)； /起始行 for(i 一 0；i 16；i+ + ) wdata( (p+i)，!SS，SS

43、)； /写左半屏 set adr(2 lline+ 1，y)； set startline(0)； for(i 一 12；i 32；i+ + ) wdata( (p+i)，!SS，SS)； 将 128 64 液晶屏幕按照 4 行 8 列的方式给每个汉字一个行列坐标(1line，lie)， 参数 P 是要显示的汉字在汉字库中的第一个字模数据的地址。以此为基础，可以写 出其他的液晶汉字显示程序，比如在第几行显示一行汉字、擦除屏坐标处的汉字、 清除一行、清除整个屏幕的显示等等。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 19 页 第 4 章系统调试及调试结果 显示屏硬件电路只要硬件质量可靠，引脚焊接正

44、确，一般无须调试即可正常工 作。软件部分需要调试的主要有显示屏刷新频率及显示效果两部分。 本次设计通过仿真软件的调试最终显示结果分两部分： 第 1：LED 显示“四川信息职业技术学院“欢迎您”电信 08-1 班王永汉，谢谢” 第 2：LCD 显示“四川信息职业技术学院“欢迎您” ；电子系电信零八-一班王永 汉谢谢” 。 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 20 页 结论 在本次设计中我通过用 C 语言程序在 LED 和 LCD 显示屏实现了汉字的左移滚动 显示。在设计中采用的芯片有 STC89C51、74LS273、74LS04、74LS02、74HC154、4 个 1616 LED 点阵

45、显示屏和一块液晶显示屏。其特点：1.内容能从右向左浮动显示。 2.硬件结构简单，应用广泛。3.LED 点阵动态扫描显示和 LCD 液晶屏显示，工作效 率高，LED 点阵价格低廉等。 在整个设计的过程中遇到的问题主要有以下三点，第一：基础知识掌握的不牢 固，主要表现在一些常用的电路的形式和功能不清楚，对书本上的内容理解不够透 彻。第二：对一些常用的应用软件缺少应用，体现在画电路图和系统的仿真的时候， 对这些软件的操作不熟练，浪费了很多时间。第三：相关知识掌握的不够全面，缺 少系统设计的经验。 通过本次(1616 位点阵 LED 和 LCD 液晶显示)的设计，理论知识学习和实际设 计的结合锻炼了我

46、的综合运用所学的专业基础知识解决实际工程问题的能力，同时 也提高我查阅文献资料、设计手册、设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平， 而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得 到了锻炼，经验得到了丰富。为后继的学习和工作奠定的基础。 当今的社会是竞争的社会，而人才的竞争则是竞争的焦点，毕业设计对于我们 即将离校的同学来说，是离校前很好的一次锻炼，使我们各方面的能力都有了很大 的提高，为我们踏出校门，走上社会增强了能力与自信！ 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 21 页 参考文献 1周国运.单片机原理及应用（C 语言版）.北京：中国水利水电出版社，2009 2

47、林志琦.单片机原理接口及应用（C 语言版）.北京：中国水利水电出版社， 2007 3胡汉才.单片机原理及接口技术.北京：清华大学出版社，2002 4陈龙三.8051 单片机控制及应用.北京：清华大学出版社，1999 四川信息职业技术学院毕业设计说明书 第 22 页 附录 1LED 电子广告牌硬件原理图 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 d1 d2 d3 d4 d5 d6 d7 d8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a

48、2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a

49、6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 a1 a2 a3 a4 a5 a6 a7 a8 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7 b8 XTAL2 18 XTAL1 19 ALE 30 EA 31 PSEN 29 RST 9 P0.0/AD0 39 P0.1/AD1 38 P0.2/AD2 37 P0.3/AD3 36 P0.4/AD4 35 P0.5/AD5 34 P0.6/AD6 33 P0.7/AD7 32 P1.0 1 P1.1 2 P1.2 3 P1.3 4 P1.4 5 P1.5 6 P1.6 7 P1.7 8 P3.0/RXD 10 P3.1/TXD 11

50、 P3.2/INT0 12 P3.3/INT1 13 P3.4/T0 14 P3.7/RD 17 P3.6/WR 16 P3.5/T1 15 P2.7/A15 28 P2.0/A8 21 P2.1/A9 22 P2.2/A10 23 P2.3/A11 24 P2.4/A12 25 P2.5/A13 26 P2.6/A14 27 U1 AT89C51 A 23 B 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U3 74154 A 23 B

51、 22 C 21 D 20 E1 18 E2 19 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 13 12 14 13 15 14 16 15 17 U4 74154 D0 3 D1 4 D2 7 D3 8 D4 13 D5 14 D6 17 D7 18 CLK 11 MR 1 Q0 2 Q1 5 Q2 6 Q3 9 Q4 12 Q5 15 Q6 16 Q7 19 U6 74273 D0 3 D1 4 D2 7 D3 8 D4 13 D5 14 D6 17 D7 18 CLK 11 MR 1 Q0 2 Q1 5 Q2 6 Q3 9 Q4 12 Q5 15 Q6 16 Q7 19 U5 74273 D0 3 D1 4 D2 7 D3 8 D4 13 D5 14 D6 17 D7 18 CLK 11 MR 1 Q0 2 Q1 5 Q2 6 Q3 9 Q4 12 Q5 15 Q6 16 Q7 19 U7