毕业设计 基于单片机的led点阵广告牌设计.doc

毕业设计 基于单片机的Led点阵广告牌设计


目录
1 LED概述 6
1.1 LED电子显示屏概述 6
1.2 LED电子显示屏的分类 6
2 显示原理及控制方式分析 7
2.1 LED点阵模块结构 7
2.2  LED 动态显示原理 7
2.3  LED常见的控制方式 8
3 硬件电路设计 10
3.1 系统硬件概述 10
3.2  16×16LED点阵显示制作 11
3.2.1  16×16LED点阵的内部结构及工作原理 11
3.2.2 用8×8LED点阵构成16×16LED点阵 12
3.3主控单片机的接口说明 14
3.4  LED显示驱动电路 14
4 字模生成 16
4.1 字模简介 16
4.1.1 LED显示屏领域字模实现技术 16
4.1.2 软件控制系统字模提取的分析与设计 16
4.2 字模存储技术 17
4.3 字库生成 17
5软件设计 19
5.1 程序设计总体思路和结构 19
5.1.1 程序设计总体思路 19
5.1.2 程序流程图 19
5.2 各模块程序设计 20
5.2.1 系统初始化 20
5.2.2 LED动态显示 20
5.2.3 汉字显示的原理 20
6系统功能测试 22
6.1 单元模块电路测试 22
6.2 系统整体功能测试 22
总结 23
致谢 24
参考文献 25
附录 26

 
引 言
LED（Light Emitting Diode），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，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。
由于LED的众多优势，在市场中得到了广泛的应用，主要应用领域有：
（1）、信号指示应用：信号照明是LED单色光应用比较广泛也是比较早的一个领域，约占LED应用市场的4%左右。
（2）、显示应用：指示牌、广告牌、大屏幕显示等， LED用于显示屏幕的应用约占LED应用的20%—25%，显示屏幕可分为单色和彩色。
（3）、照明应用：便携灯具，汽车用灯，特殊照明。由于LED尺寸小，便于动态的亮度和颜色控制，因此比较适合用于建筑装饰照明。背光照明：普通电子设备功能显示背光源、笔记本电脑背光源、大尺寸超大尺寸LCD显示器背光源等。以及投影仪用RGB光源。