led点阵显示屏的设计.doc
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led点阵显示屏的设计,摘要 本设计采用at89s52单片机作为主控制器，采用led专用驱动芯片4953和译码器来驱动大小为128×32的led点阵显示屏。扩展at29c系列并行flash存储器用于存储字符数据和控制信息。扩展外部并行静态ram，以弥补51单片机内部ram的不足，协助单片机实现各种滚动显示效果。主控单片机与通信单片机相互配...
内容介绍
此文档由会员 秋风2013 发布
摘 要
本设计采用AT89S52单片机作为主控制器，采用LED专用驱动芯片4953和译码器来驱动大小为128×32的LED点阵显示屏。扩展AT29C系列并行FLASH存储器用于存储字符数据和控制信息。扩展外部并行静态RAM，以弥补51单片机内部RAM的不足，协助单片机实现各种滚动显示效果。主控单片机与通信单片机相互配合，完成显示信息和控制参数的更新以及时间和温度信息的实时采集。
系统中的LED显示屏可以同时显示上下两行共16个16×16点阵汉字或一行共4个32×32点阵汉字，并可以实时显示当前的时间和温度，通过上位机软件还可以修改显示内容和显示效果。扩展的并行FLASH存储器，使本LED显示系统能够掉电存储2000个字符。因为每个LED显示单元是相互独立的，并且显示的字符数据是采用串行的传输方式，因此，系统的可扩展性得到了大大的提升，多个显示单元的级联也十分方便。LED点阵显示屏产品不仅可以用于室内环境，还可用于复杂、恶劣的室外环境，具有很强的现实应用性。
关键词：LED点阵；单片机；并行存储；动态扫描
Abstract
This design uses AT89S52 MCU as the main controller,uses the special driving chip 4953 and the decoder chip to drive the 128×32 LED dot matrix display monitor. Series of AT29C parallel FLASH memory expansion used to store character data and control information.Expanded external parallel static RAM in order to compensate the shortage of RAM inside the 51-series MCU, the external RAM assisted the Main Control MCU to accomplish each kind of trundle demonstration effect. The coordination between the Main Control MCU and The Communication MCU, update the character data and the control information as well as the time data and the temperature information real-time gathering.
This LED display system can display two lines of 16 16×16 lattice Chinese characters or one line of 4 32×32 lattice Chinese characters,the current time and temperature can be displayed by this system,too. The display contents and the effects can be changed through the upper-computer software. Extended parallel FLASH memory, so that the LED display system can save 2000 characters when the power is off. Each LED display unit is independent of each other,and uses the serial transmission mode to display the character data, therefore the extensibility of this system had greatly ascend, multiple LED display units of cascade is very convenient.LED dot matrix display products not only can be used for indoor environment, but also for complex, harsh outdoor environments, it has a strong practical applicability.
Keywords: LED dot matrix;Microprocessor; Parallel store; Dynamic scanning
目 录
1 绪 论 1
1.1 课题背景和研究的意义 1
1.2 LED点阵显示屏的发展过程 1
1.3 LED点阵显示屏的分类 1
1.4 LED显示屏的应用实例 2
1.5 课题任务及要求 2
2 LED显示屏的总体方案设计与分析 3
2.1 显示单元的设计 3
2.2 传输方式和可扩展性的设计 3
2.3 扫描方式的设计 3
2.4 滚屏的实现 3
2.5 字模数据的存储方式 4
2.6 上位机与主控单片机的通信、实时时间和温度采集的设计 4
2.7 信号的衰减和抗干扰设计 4
2.8 系统总体结构框图 4
2.9 系统的工作过程 5
3 LED显示屏的硬件设计 6
3.1 主控单片机电路 6
3.1.1 AT89S52单片机介绍 6
3.1.2 AT89S52单片机的标准功能 6
3.1.3 单片机的复位电路 7
3.1.4 单片机的时钟振荡电路 8
3.2 LED显示单元电路 8
3.3 行、列驱动电路 9
3.3.1 行驱动电路 9
3.3.2 列驱动电路 9
4 LED显示屏的软件设计 10
4.1 开发工具介绍 10
4.2 程序流程图 10
4.2.1 主程序流程图 10
4.2.2 静态模式程序流程图 11
4.2.3 16×16上滚模式程序流程图 12
4.2.4 32×32左滚模式程序流程图 13
4.2.5 时间模式程序流程图 14
4.2.6 主程序初始化程序流程图 16
5 系统的仿真 17
5.1 Proteus仿真软件的介绍 17
5.2 显示屏系统仿真的效果 17
5.2.1 静态模式下的仿真效果 17
5.2.2 16×16上滚模式下的仿真效果 19
5.2.3 32×32左滚模式下的仿真效果 20
5.2.4 时间模式下的仿真效果 21
6 PCB印刷电路板的设计 24
6.1 PCB设计软件Protel 99SE介绍 24
6.2 元件布局及PCB整体结构工艺 24
6.3 布线工艺与准则 24
6.4 PCB实物照片 26
7 LED显示屏的整体调试 30
7.1 LED显示单元板和主控板的焊接组装 30
7.2 整体调试 32
7.2.1 LED显示屏的调试 32
7.2.2 通信单片机的通信调试 32
7.2.3 主控板的整体调试 32
7.3 实际显示效果图 33
7.4 系统升级方案探讨 34
8 结 论 36
结束语 37
致 谢 38
参考文献 39
附录Ⅰ LED点阵显示单元电路图 40
附录Ⅱ LED点阵显示屏系统主控板电路图 41
附录Ⅲ LED显示屏系统元件清单 42
附录Ⅳ LED点阵显示屏系统设计作品实物 43
附录Ⅴ 主控单片机程序清单 45
本设计采用AT89S52单片机作为主控制器，采用LED专用驱动芯片4953和译码器来驱动大小为128×32的LED点阵显示屏。扩展AT29C系列并行FLASH存储器用于存储字符数据和控制信息。扩展外部并行静态RAM，以弥补51单片机内部RAM的不足，协助单片机实现各种滚动显示效果。主控单片机与通信单片机相互配合，完成显示信息和控制参数的更新以及时间和温度信息的实时采集。
系统中的LED显示屏可以同时显示上下两行共16个16×16点阵汉字或一行共4个32×32点阵汉字，并可以实时显示当前的时间和温度，通过上位机软件还可以修改显示内容和显示效果。扩展的并行FLASH存储器，使本LED显示系统能够掉电存储2000个字符。因为每个LED显示单元是相互独立的，并且显示的字符数据是采用串行的传输方式，因此，系统的可扩展性得到了大大的提升，多个显示单元的级联也十分方便。LED点阵显示屏产品不仅可以用于室内环境，还可用于复杂、恶劣的室外环境，具有很强的现实应用性。
关键词：LED点阵；单片机；并行存储；动态扫描
Abstract
This design uses AT89S52 MCU as the main controller,uses the special driving chip 4953 and the decoder chip to drive the 128×32 LED dot matrix display monitor. Series of AT29C parallel FLASH memory expansion used to store character data and control information.Expanded external parallel static RAM in order to compensate the shortage of RAM inside the 51-series MCU, the external RAM assisted the Main Control MCU to accomplish each kind of trundle demonstration effect. The coordination between the Main Control MCU and The Communication MCU, update the character data and the control information as well as the time data and the temperature information real-time gathering.
This LED display system can display two lines of 16 16×16 lattice Chinese characters or one line of 4 32×32 lattice Chinese characters,the current time and temperature can be displayed by this system,too. The display contents and the effects can be changed through the upper-computer software. Extended parallel FLASH memory, so that the LED display system can save 2000 characters when the power is off. Each LED display unit is independent of each other,and uses the serial transmission mode to display the character data, therefore the extensibility of this system had greatly ascend, multiple LED display units of cascade is very convenient.LED dot matrix display products not only can be used for indoor environment, but also for complex, harsh outdoor environments, it has a strong practical applicability.
Keywords: LED dot matrix;Microprocessor; Parallel store; Dynamic scanning
目 录
1 绪 论 1
1.1 课题背景和研究的意义 1
1.2 LED点阵显示屏的发展过程 1
1.3 LED点阵显示屏的分类 1
1.4 LED显示屏的应用实例 2
1.5 课题任务及要求 2
2 LED显示屏的总体方案设计与分析 3
2.1 显示单元的设计 3
2.2 传输方式和可扩展性的设计 3
2.3 扫描方式的设计 3
2.4 滚屏的实现 3
2.5 字模数据的存储方式 4
2.6 上位机与主控单片机的通信、实时时间和温度采集的设计 4
2.7 信号的衰减和抗干扰设计 4
2.8 系统总体结构框图 4
2.9 系统的工作过程 5
3 LED显示屏的硬件设计 6
3.1 主控单片机电路 6
3.1.1 AT89S52单片机介绍 6
3.1.2 AT89S52单片机的标准功能 6
3.1.3 单片机的复位电路 7
3.1.4 单片机的时钟振荡电路 8
3.2 LED显示单元电路 8
3.3 行、列驱动电路 9
3.3.1 行驱动电路 9
3.3.2 列驱动电路 9
4 LED显示屏的软件设计 10
4.1 开发工具介绍 10
4.2 程序流程图 10
4.2.1 主程序流程图 10
4.2.2 静态模式程序流程图 11
4.2.3 16×16上滚模式程序流程图 12
4.2.4 32×32左滚模式程序流程图 13
4.2.5 时间模式程序流程图 14
4.2.6 主程序初始化程序流程图 16
5 系统的仿真 17
5.1 Proteus仿真软件的介绍 17
5.2 显示屏系统仿真的效果 17
5.2.1 静态模式下的仿真效果 17
5.2.2 16×16上滚模式下的仿真效果 19
5.2.3 32×32左滚模式下的仿真效果 20
5.2.4 时间模式下的仿真效果 21
6 PCB印刷电路板的设计 24
6.1 PCB设计软件Protel 99SE介绍 24
6.2 元件布局及PCB整体结构工艺 24
6.3 布线工艺与准则 24
6.4 PCB实物照片 26
7 LED显示屏的整体调试 30
7.1 LED显示单元板和主控板的焊接组装 30
7.2 整体调试 32
7.2.1 LED显示屏的调试 32
7.2.2 通信单片机的通信调试 32
7.2.3 主控板的整体调试 32
7.3 实际显示效果图 33
7.4 系统升级方案探讨 34
8 结 论 36
结束语 37
致 谢 38
参考文献 39
附录Ⅰ LED点阵显示单元电路图 40
附录Ⅱ LED点阵显示屏系统主控板电路图 41
附录Ⅲ LED显示屏系统元件清单 42
附录Ⅳ LED点阵显示屏系统设计作品实物 43
附录Ⅴ 主控单片机程序清单 45
