基于51单片机的led点阵显示屏系统的设计与实现.doc
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基于51单片机的led点阵显示屏系统的设计与实现,50页字数 19000多字摘要：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...
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50页
字数 19000多字
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16×16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RS—232C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
Desigen and Realization of the Lattice Screen of LED Based on MCS-51
Abstract: This paper introduces a design of the LED lattice display system base on MCU AT89S51. The system can display in both Chinese and English characters of the show and from top to bottom and move around the magic show. And can be cascaded to expand the screen size to achieve increased content purposes. The PC sends control commands and displays code to microcontroller, AT89S51 receives control commands from PC and shows the code, Driver module drives a 16×16-resolution LED lattice LED’s panel display scan showed. Communication between PC and the microcontroller using RS-232C communications standards. the characteristics that AT89S51 microcontroller is cheap and could be coded conveniently makes the whole system Convenient to Maintenance and Repair. In addition, the system will take up only a small amount of the MCU I/O and memory,so that the system has functional space for expansion.
Key words: AT89S51, lattice LED’s panel display, serial communication
目 录
第1章 绪 论 1
1.1 课题背景 1
1.1.1 选题背景 1
1.1.2 研究现状及发展趋势 1
1.2 论文主要内容 3
第2章 方案论证与选择 4
2.1 系统硬件方案 4
2.1.1 显示屏主控制器 4
2.1.2 通信系统 6
2.1.3 LED点阵显示屏 6
2.1.4 硬件设计方案 7
2.2 系统软件方案 8
2.2.1 单片机编程语言 8
2.2.2 系统软件编译器介绍 9
2.2.3 上位机控制传输软件 9
第3章 系统硬件设计 11
3.1 硬件整体设计概述及功能分析 11
3.2 控制单元设计 12
3.2.1 AT89S51简介 12
3.2.2 控制系统设计 13
3.3 译码电路设计 15
3.3.1 串并转换器74LS164 15
3.3.2 锁存器74L373 16
3.4 驱动电路设计 17
3.4.1 行驱动电路设计 17
3.4.2 列驱动电路设计 18
3.5 通信系统硬件设计 18
3.6 电源设计 19
3.7 级连大屏幕LED显示屏 20
第4章 系统软件设计 22
4.1 程序设计 22
4.2 显示程序的设计 23
4.2.1 LED显示屏的显示方式 23
4.2.2 点阵数据表达方式 24
4.2.3 显示程序的设计 25
4.3 通信程序的设计 27
第5章 系统调试 29
5.1 系统硬件部分调试方法 29
5.1.1 短路与虚焊检测 30
5.1.2 上电测试 30
5.1.3 串口调试 30
5.2 系统软件调试方法 31
5.3 系统联合调试及结果 32
5.4 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
[1] 关积珍.LED.显示屏发展状况及趋势[J].世界电子元器件，2000, (02)：277-301.
[2] 关积珍,陆家和. 我国LED显示屏技术和产业发展及展望.现代显示，2004， (02)：34-37.
[3] Jeyamkondan S，Jayas D S，Holly R A.16x16 dot matrix LED has 4mm profile. Electronics Weekly，11/26/2003 Issue 2125，36-36，1/9p，1c；(AN 11842012).
[4] 缪思恩. LED大屏幕显示电路设计[J].电子技术应用，1996，(08)：56-77.
[5] Dave Jackson. 关于DSP芯片的问与答.今日电子 ，1998，(12)：1-7.
[6] 卢弥坚.主从分布式LED大屏幕显示系统[J].电脑与信息技术，1997，(04)：6-13.
[7] 高胜东，梁采，张宏富.一种LED大屏幕显示系统[J].成都气象学院学报，1998，(03)：108-120.
[8] 张全福.汇编语言程序设计实验教学改革与探索.教学研究，2005，(06)：3-5.
[9] 文哲雄.用单片机控制LED显示屏[D].佛山：佛山科学技术学院，1995.
[10] 彭宁，只佩华.单片机对LED大屏幕显示的控制系统[J].河北大学学报(自然科学版)，1993，13(3)：86-89.
[ 11] 陈玉华，王铭霞. LED大屏幕显示电路的设计[J].大连海事大学学报，1997，(03)：55-56.
[12] 郑刚，李宇成.LED大屏幕显示系统的设计[J].北方工业大学学报，2001，（03）：43-47.
[13] 李元生. LED光柱专用驱动器[J]. 家庭电子，2005，(04)：1-7.
[14] 王亭，李瑞涛，宋召清.在Windows下PC机和单片机的串行通信[J].微型机与应用，2000(1)：25-27.
[15] 陈新忠.基于RS232总线的单片机多机通信软件设计[J].现代电子技术，2002，(03) ：56-78.
[16] 乔世杰.小波图像编码中的对称边界延拓法[J].中国图像图形学报，2000，5(9)：725-729.
[17] 李桂平.LED屏幕显示器的设计[J].零陵师范学院学报，2002，(9)：367-380.
[18] David F Rogers.Computer graphics algorithm[M].Beijing：China Machine Press，2002：97-99.
[19] Marston, R.. Radio-Electronics, Working with LED display drivers[J]. Mar1992, Vol. 63 Issue 3, 65, 8p, 3 charts, 23 diagrams; (AN 9206290756).
[20] Regenold, Stephen. LEDs Are Still Popular (and Improving) after All These Years[Z].Sep2004, Vol. 18 Issue 9, 44-44, 1/7p,1c; (AN 14525210).
字数 19000多字
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16×16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RS—232C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
Desigen and Realization of the Lattice Screen of LED Based on MCS-51
Abstract: This paper introduces a design of the LED lattice display system base on MCU AT89S51. The system can display in both Chinese and English characters of the show and from top to bottom and move around the magic show. And can be cascaded to expand the screen size to achieve increased content purposes. The PC sends control commands and displays code to microcontroller, AT89S51 receives control commands from PC and shows the code, Driver module drives a 16×16-resolution LED lattice LED’s panel display scan showed. Communication between PC and the microcontroller using RS-232C communications standards. the characteristics that AT89S51 microcontroller is cheap and could be coded conveniently makes the whole system Convenient to Maintenance and Repair. In addition, the system will take up only a small amount of the MCU I/O and memory,so that the system has functional space for expansion.
Key words: AT89S51, lattice LED’s panel display, serial communication
目 录
第1章 绪 论 1
1.1 课题背景 1
1.1.1 选题背景 1
1.1.2 研究现状及发展趋势 1
1.2 论文主要内容 3
第2章 方案论证与选择 4
2.1 系统硬件方案 4
2.1.1 显示屏主控制器 4
2.1.2 通信系统 6
2.1.3 LED点阵显示屏 6
2.1.4 硬件设计方案 7
2.2 系统软件方案 8
2.2.1 单片机编程语言 8
2.2.2 系统软件编译器介绍 9
2.2.3 上位机控制传输软件 9
第3章 系统硬件设计 11
3.1 硬件整体设计概述及功能分析 11
3.2 控制单元设计 12
3.2.1 AT89S51简介 12
3.2.2 控制系统设计 13
3.3 译码电路设计 15
3.3.1 串并转换器74LS164 15
3.3.2 锁存器74L373 16
3.4 驱动电路设计 17
3.4.1 行驱动电路设计 17
3.4.2 列驱动电路设计 18
3.5 通信系统硬件设计 18
3.6 电源设计 19
3.7 级连大屏幕LED显示屏 20
第4章 系统软件设计 22
4.1 程序设计 22
4.2 显示程序的设计 23
4.2.1 LED显示屏的显示方式 23
4.2.2 点阵数据表达方式 24
4.2.3 显示程序的设计 25
4.3 通信程序的设计 27
第5章 系统调试 29
5.1 系统硬件部分调试方法 29
5.1.1 短路与虚焊检测 30
5.1.2 上电测试 30
5.1.3 串口调试 30
5.2 系统软件调试方法 31
5.3 系统联合调试及结果 32
5.4 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
[1] 关积珍.LED.显示屏发展状况及趋势[J].世界电子元器件，2000, (02)：277-301.
[2] 关积珍,陆家和. 我国LED显示屏技术和产业发展及展望.现代显示，2004， (02)：34-37.
[3] Jeyamkondan S，Jayas D S，Holly R A.16x16 dot matrix LED has 4mm profile. Electronics Weekly，11/26/2003 Issue 2125，36-36，1/9p，1c；(AN 11842012).
[4] 缪思恩. LED大屏幕显示电路设计[J].电子技术应用，1996，(08)：56-77.
[5] Dave Jackson. 关于DSP芯片的问与答.今日电子 ，1998，(12)：1-7.
[6] 卢弥坚.主从分布式LED大屏幕显示系统[J].电脑与信息技术，1997，(04)：6-13.
[7] 高胜东，梁采，张宏富.一种LED大屏幕显示系统[J].成都气象学院学报，1998，(03)：108-120.
[8] 张全福.汇编语言程序设计实验教学改革与探索.教学研究，2005，(06)：3-5.
[9] 文哲雄.用单片机控制LED显示屏[D].佛山：佛山科学技术学院，1995.
[10] 彭宁，只佩华.单片机对LED大屏幕显示的控制系统[J].河北大学学报(自然科学版)，1993，13(3)：86-89.
[ 11] 陈玉华，王铭霞. LED大屏幕显示电路的设计[J].大连海事大学学报，1997，(03)：55-56.
[12] 郑刚，李宇成.LED大屏幕显示系统的设计[J].北方工业大学学报，2001，（03）：43-47.
[13] 李元生. LED光柱专用驱动器[J]. 家庭电子，2005，(04)：1-7.
[14] 王亭，李瑞涛，宋召清.在Windows下PC机和单片机的串行通信[J].微型机与应用，2000(1)：25-27.
[15] 陈新忠.基于RS232总线的单片机多机通信软件设计[J].现代电子技术，2002，(03) ：56-78.
[16] 乔世杰.小波图像编码中的对称边界延拓法[J].中国图像图形学报，2000，5(9)：725-729.
[17] 李桂平.LED屏幕显示器的设计[J].零陵师范学院学报，2002，(9)：367-380.
[18] David F Rogers.Computer graphics algorithm[M].Beijing：China Machine Press，2002：97-99.
[19] Marston, R.. Radio-Electronics, Working with LED display drivers[J]. Mar1992, Vol. 63 Issue 3, 65, 8p, 3 charts, 23 diagrams; (AN 9206290756).
[20] Regenold, Stephen. LEDs Are Still Popular (and Improving) after All These Years[Z].Sep2004, Vol. 18 Issue 9, 44-44, 1/7p,1c; (AN 14525210).
