基于单片机的LED点阵电子显示屏长师毕业设计样本.doc

学生毕业论文（设计）题目基于单片机LED点阵电子显示屏设计 姓名 黄慧敏 学号 0 系 部 电子信息工程系 专业电子信息工程技术 指引教师 彭高丰 职称 讲师 11月17日长沙师范专科学校教务处制长沙师范学校毕业论文（设计)诚 信 承 诺 书本人慎重承诺：我所撰写论文（设计）基于单片机LED点阵电子显示屏设计是在教师指引下自主完毕，没有抄袭或抄袭她人论文或成果。如有抄袭、抄袭，本人乐意为由此引起后果承担相应责任。毕业论文（设计）研究成果归属学校所有。 学生(签名)： 11月17日长沙师范专科学校学生毕业论文（设计）开题报告毕业论文（设计）题目基于单片机LED点阵电子显示屏设计题目类型综 合题目来源自 选院（系）电子信息工程系专 业电子信息工程技术指引教师彭高丰职 称讲师姓 名黄慧敏年 级大 三学 号0一、立题根据(国内外研究进展或选题背景、研究意义等)该设计课题使咱们可以掌握LED显示屏基本显示原理和设计办法，对LED显示屏这个行业有了较为深刻理解和结识。并且对大学期间所学习某些理论进行了实践，使咱们对所学过理论知识有了新结识。并且通过该设计课题掌握了51单片机软硬件开发工具用法，为后来从事有关行业工作积累了实际工作经验。当前国内信息行业发展迅速，作为重要平面显示媒介LED显示屏作用也越练越广泛，有关从业人员也会越来越紧缺。但同步应当清晰结识到国内LED技术虽然发展迅速但和世界先进水平尚有一定差距。因而此课题无论是对自己就业还是对国内LED显示技术发展均有非常现实与积极意义。 二、研究重要内容及预期目的 设计一种室内用1632点阵LED图文显示屏，规定在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充分，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。 三、研究方案（思路）A 查找并阅读有关资料，理解基本内容，运用需求分析文档，对整个系统有个初步架构。B 搜寻实验用文献文档集和研究过程中用到各种工具软件。C 依照已有资料并借助PROTEUS对系统各模块进行分析、设计、测试。四、论文进度安排（1）9月-10月 领题、审题、收集资料，查阅文献，完毕开题报告。（2）10月中旬 完毕论文草稿，总体方案拟定。（3）10月末 完毕论文终稿，LED点阵电子显示屏编程和设计（4）11月初 后期调试和测试（5）11月中旬 总结毕业设计整个过程，完毕毕业设计论文。五、重要参照文献1张华林。电子设计竞赛实训教程M北京：北京航空航天大学出版社，.32缪思恩.LED大屏幕显示电路设计J。电子技术应用，1996.83李桂平.LED屏幕显示屏设计J.零陵师范学院学报，.94 李全利 编著 ：单片机原理及接口技术（第2版）北京：高等教诲出版社5 张志良 主编 ：单片机原理及控制技术（第2版）北京：机械工业出版社6 张毅刚 主编 ：单片机原理及应用北京：高等教诲出版社，7 李光飞 编著 ：单片机课程设计实例指引（第2版）北京：北京航空航版，8 李 华 主编 ：MCS-51单片机实用接口技术北京：北京航空航天出版社，19979 徐仁贵 主编 ：微型计算机接口技术及应用北京：机械工业出版社，1998六、指引教师意见 指引教师签名： 年 月 日七、系部审核意见 负责人签名（系部公章）： 年 月 日注：1. 题目类型：理论、实验、应用、综合；2. 题目来源：指引教师拟定、自选、其他；3. 此表可打印。 长沙师范专科学校学生毕业论文（设计）中期检查表毕业论文（设计）题目： 基于单片机LED点阵电子显示屏设计学生姓名 黄慧敏学号0院系电子信息工程系指引教师彭高丰教师职称讲师专业电子信息工程技术筹划完毕时间： 10月27日已完毕工作：领题、审题、收集资料，查阅文献，完毕开题报告；完毕论文草稿，总体方案拟定；硬件整体框图及电路原理图，并画写出了某些重要程序模块程序流程图。未完毕工作：写出系统软件代码； 后期调试和测试；毕业答辩。 学生签名： 年 月 日指引教师评议（指出长处和局限性）指引教师签名： 年 月 日系部意见负责人签字： 年 月 日长沙师范专科学校学生毕业论文（设计）评分表 系部电子信息工程系专业电子信息工程技术学号0姓名黄慧敏论文题目基于单片机LED点阵电子显示屏设计评分人评价内容满分得分指导教师1. 对待毕业论文（设计）态度152. 观测、收集、整顿、查阅资料及运用水平253. 独立工作能力、动手能力和分析解决问题能力304. 论文创新性与写作质量30合 计100与否批准答辩： 指引教师签字： 年 月 日评分人评价内容满分得分评阅教师 1. 论文选题价值与合理性15 2. 论文难度、工作量大小和创新性30 3. 论证过程合理性与成果对的性25 4. 文字表达水平、文章逻辑性与写作规范30合 计100与否批准答辩： 评阅教师签字： 年 月 日评分人评价内容满分得分答辩小组 1. 内容科学性、创新性或应用性35 2. 论文写作水平及知识掌握限度25 3. 语言表达能力、逻辑思维能力、回答问题对的性40合 计100答辩与否通过： 答辩小组组长签字： 年 月 日评估成绩指引教师评估成绩（40%）论文评阅成绩（30%）论文答辩成绩（30%）总成绩论文级别系部毕业论文领导小组负责人签字（系部公章）： 年 月 日注：论文级别与百分制相应关系：先进（90-100），良好（80-89），中档（70-79），及格（60-69），不及格（60分如下）。学生毕业论文（设计）鉴定表题目 基于单片机LED点阵电子显示屏设计 姓名 黄慧敏 学号 0 系 部 电子信息工程系 专业 电子信息工程技术 指引教师 彭高丰 职称 讲师 11月17日长沙师范专科学校教务处制中文摘要： 电子显示屏应用范畴越来越广泛，它作为一种重要宣传平台，已经受到全社会普遍承认。本课题以单片机为控制核心，通过88LED电子显示屏及有关外围电路，设计制作了一种1632点阵LED电子显示屏。本设计简介了基于AT89C51单片机点阵显示屏设计方案，阐述了1632点阵LED显示屏设计原理和电路，详细论述了系统硬件、软件设计详细实现过程。论文重点阐述了显示模块及有关驱动模块等模块设计思路与制作办法。软件某些同样也采用模块化设计思想，涉及中断模块、显示模块，并采用简朴流通性强汇编语言编程实现。系统能清晰图文随着跑马形式移入移出显示等功能。在实际设计调试过程中，通过肉眼观测该显示屏显示图文与否稳定、清晰无串扰，查找导致图文不清晰根源，拟定调节方案，尽量使显示图文与规定相符合。核心词：AT89C51单片机；LED；点阵显示；动态显示；汇编语言。英文摘要：Abstract ：LED electronic display screens，which are applied more and more widely,have been generally accepted by the whole society as an important propagandistic platform,In this work,a digital 16*32 dot matrix LED electronic display screens was designed and made from a 8x8LED electronic display screen and the related peripheral circuits ,with a microcontroller as the controlling core.The thesis introduces the design of a dot matrix display based on AT89C51 microcontroller.describing the design ideas of 16*32 dot matrix LED display,and expounding the realization process of system hardware and software design in detail.This thesis focuses on the design ideas and making of modularization of display module and related driving modules.Software design including interrupt module and display module is also the idea of modularization,and it comes true by the application of a simple and popular language programming.System can achieve the function of a clear graphic with Happy Valley with moving-out and moving-in display.During the actual design and debugging process,they observe the stability of the pictures on the scream through eyes,and find if they are clear without any interference,and work out the reasons why the pictures are not clear,then adjust the plan and make the pictures match to the requirements as mach as possible. Key words：AT89C51 Micro Controller Unit；LED；Lattice display；Dynamic display；Assembly language.指引教师评语：指引教师签名： 年 月 日论文级别：系部负责人（签章）： 年 月 日 系部审核意见：系部公章： 年 月 日填写阐明1. 用蓝色或黑色墨水钢笔（或签字笔）填写，书写要清晰、工整、规范，不得打印。2. 此表一式两份。一份装入学生档案；一份按此表、开题报告、中期检查表、成绩评估表、论文正文顺序装订成册，留院（系）存档。 长沙师范专科学校毕业论文（设计）工作总结表答辩学生总人数未能如期答辩学生人数成绩分布级别优 秀良 好中 等及 格不及格人数比例在毕业论文（设计）工作过程中执行学校规定和规定状况：结合系部特点制定详细办法及执行效果：存在问题及此后办法：系主任签字（公章）： 年 月 日 目 录摘要IABSTRACTII第一章 系统整体设计方案111 需要实现功能112 设计方案论证1第二章 系统硬件某些设计3 2. 1 电源设计3 22 单片机系统及外围电路4 2. 2. 1 单片机选取4 2. 2. 1 AT89C55芯片简介4 2. 2. 1 单片机系统外围电路7 2. 3 列驱动电路8 2. 4 行驱动电路8 2. 4 .1 列驱动电路8 2. 4 .1 行驱动电路10 2. 5 LED显示屏电路11第三章 系统软件某些设计14 3. 1 系统主程序14 3. 2 显示驱动程序15第四章 调试及性能分析17 4. 1 系统调试17 4. 2 性能分析17结束语18道谢19参照文献20附录21基于单片机LED点阵电子显示屏设计 电子信息工程技术 指引教师 彭高丰 学生姓名 黄慧敏摘要：电子显示屏应用范畴越来越广泛，它作为一种重要宣传平台，已经受到全社会普遍承认。本课题以单片机为控制核心，通过88LED电子显示屏及有关外围电路，设计制作了一种1632点阵LED电子显示屏。该设计简介了基于AT89C55单片机点阵显示屏设计方案，阐述了1632点阵LED显示屏设计原理和电路，详细论述了系统硬件、软件设计详细实现过程。论文重点阐述了显示模块及有关驱动模块等模块设计思路与制作办法。软件某些同样也采用模块化设计思想，涉及中断模块、显示模块，并采用汇编语言编程实现。系统能清晰图文随着跑马形式移入移出显示等功能。在实际设计调试过程中，通过肉眼观测该显示屏显示图文与否稳定、清晰无串扰，查找导致图文不清晰根源，拟定调节方案，尽量使显示图文与规定相符合。核心词：AT89C55单片机；LED；点阵显示；动态显示；汇编语言。Abstract ：LED electronic display screens，which are applied more and more widely,have been generally accepted by the whole society as an important propagandistic platform,In this work,a digital 16*32 dot matrix LED electronic display screens was designed and made from a 8x8LED electronic display screen and the related peripheral circuits ,with a microcontroller as the controlling core.The thesis introduces the design of a dot matrix display based on AT89C55 microcontroller.describing the design ideas of 16*32 dot matrix LED display,and expounding the realization process of system hardware and software design in detail.This thesis focuses on the design ideas and making of modularization of display module and related driving modules.Software design including interrupt module and display module is also the idea of modularization,and it comes true by the application of a simple and popular language programming.System can achieve the function of a clear graphic with Happy Valley with moving-out and moving-in display.During the actual design and debugging process,they observe the stability of the pictures on the scream through eyes,and find if they are clear without any interference,and work out the reasons why the pictures are not clear,then adjust the plan and make the pictures match to the requirements as mach as possible. Key words：AT89C55 Micro Controller Unit；LED；Lattice display；Dynamic display；Assembly language.第一章 系统整体设计方案1.1 需要实现功能 设计一种室内用1632点阵LED图文显示屏，规定在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充分，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。 1.2 方案论证从理论上说，无论显示图形还是文字，只要控制与构成这些图形或文字各个点所在位置相相应LED器件发光，就可以得到咱们想要显示成果，这种同步控制各个发光点亮灭办法称为静态驱动显示方式。1632点阵共有512个发光二极管，显然单片机没有这样多端口，如果咱们采用锁存器来扩展端口，按8位锁存器来计算，1632点阵需要512/8=64个锁存器。这个数字很庞大，由于咱们仅仅是1632点阵，在实际应用中显示屏往往要大多，这样在锁存器上花成本将是一种很庞大数字。因而在实际应用中显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另一种称为动态扫描显示办法1。 动态扫描意思简朴地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（例如32行）同名列共用一套列驱动器。详细就1632点阵来说，咱们把所有同一行发光管阳极连在一起，把所有同一列发光管阴极连在一起（共阳接法），先送出相应第一行发光管亮灭数据并锁存，然后选通第一行使其燃亮一定期间，然后熄灭；再送出第二行数据并锁存，然后选通第二行使其燃亮相似时间，然后熄灭； 第十六行之后又重新燃亮第一行，这样重复轮回。当这样轮回速度足够快（每秒24次以上），由于人眼视觉暂留现象，咱们就能看到显示屏上稳定图形了。 采用扫描方式进行显示时，每行有一种行驱动器，各行同名列共用一种列驱动器。显示数据普通存储在单片机存储器中，按8位一种字节形式顺序排放。显示时要把一行中各列数据都传送到相应列驱动器上去，这就存在一种显示数据传播问题。从控制电路到列驱动器数据传播可以采用并行方式或串行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器线路数量大，相应硬件数目多。当列数诸多时，并行传播方案是不可取。采用串行传播办法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济。但是，串行传播过程较长，数据按顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行各列数据都已传播到位之后，这一行各列才干并行地进行显示。这样，对于一行显示过程就可以分解成列数据准备（传播）和列数据显示两个某些。对于串行传播方式来说，列数据准备时间也许相称长，在行扫描周期拟定状况下，留给行显示时间就太少了，以至影响到LED亮度。 解决串行传播中列数据准备和列数据显示时间矛盾问题，可以采用重叠解决办法。即在显示本行各列数据同步，传送下一行列数据。为了达到重叠解决目，列数据显示就需要具备锁存功能。通过上述分析，可以归纳出列驱动器电路应具备重要功能。对于列数据准备来说，它应能实现串入并出移位功能；对于列数据显示来说，应具备并行锁存功能。这样，本行已准备好数据打入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就可以准备下一行列数据，而不会影响本行显示。图1-1为显示屏电路实现构造框图。 单片机列驱动器行驱动器LED显示点阵电源图1-1 显示屏电路框图第二章 系统硬件某些设计 由于图文屏控制电路采用单片机方案，控制功能实现应在硬件和软件两方面进行折中。单片机及相应软件，重要负责存储（或生成）显示数据、安排控制信号定期与顺序等。但是单片机接口数量少，驱动能力不强，必要扩展一定硬件电路，才干满足显示屏需要。系统硬件某些电路大体上可以提成稳压电源、单片机系统及外围电路、列驱动器电路、行驱动器电路和LED显示屏电路五某些。21 电源设计稳压电源功能是把来自电网220V交流电压转变为所需、稳定直流电压。它由电源变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路四个某些构成，如图2-1所示： + 电 源 + 整 流 + 滤 波 + 稳 压 + u1 u2 u3 uI U0 _ 变压器 _ 电 路 _ 电 路 _ 电 路 _（a）稳压电源构成框图 u1 u2 u3 uI U0 0 t 0 t 0 t 0 t 0 t （b）整流与稳压过程 图2-1 稳压电源构成框图及整流与稳压过程依照规定所拟定稳压电源电路形式如图2-2所示。图中变压器T将来自电网220V交流电压变换为整流电路所需要7.5V交流电压，再经整流电桥（4个二极管）D1将交流电压变换成脉动直流电压，随后电解电容器C1将脉动直流电压中大某些纹波加以滤除，以得到较为平滑直流电压。为了得到改进纹波电压，再将直流电压通过电容C2，然后经集成稳压器IC1稳压，在输出端得到稳定5V直流电压。这时，在输出端接上电容C3，用以滤除输出端高频信号，改进负载瞬态响应，最后即可得到所需、稳定直流电压。电路最后接入发光二极管用做电源批示灯。图2-2 电源电路22 单片机系统及外围电路221 单片机选取单片机采用89C55或其兼容系列芯片进行控制，它负责控制整个电路以及相应程序运营、以及给屏体电路某些发送命令。这里咱们选取了内含20K字节FlashAT89C55，由于咱们只需要显示特定图形，文字和时间，温度，需庞大字库，因而20K Flash已经可以满足字库储存需求，不需要扩展外存储器。在便携式产品中大有用武之地2。222 AT89C55芯片简介 采用AT89C55，它是美国ATMEL公司生产低电压，高性能CMOS8位单片机，片内含20kbytes 可重复擦写Flash只读程序存储器（ROM）和256*8bytes随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司高密度、非易失性存储技术生产，与原则MCS-51指令系统及8052产品引脚兼容，片内置通用8 位中央解决器（CPU）和Flash存储单元，功能强大AT89C55单片机适合于许多较为复杂控制应用场合。 虽然AT89S52ISP下载功能非常先进，但它只有8KROM，由于本设计程序代码比较多，因此选用AT89C55（具备20KROM）。重要性能参数：与MCS-51产品指令和引脚完全兼容20K字节可重擦写Flash闪速存储器1000次擦写周期全静态擦写周期：0Hz33Hz三级加密程序存储器256*8字节内部RAM32个可编程I/O口线三个16位定期/计数器8个中断源低功耗空闲和掉电模式功能特性概述：这个AT89C55是一种低功耗，高性能8位CMOS单片机，具备20K字节可重擦写Flash闪速存储器，该设备是采用Atmel高密度非易失性内存技术，并与业界原则80C51指令集和引脚兼容，片上闪存程序存储器可重新编程系统或由老式非易失性内存编程通过将通用8位CPU与Flash在monolithicchip芯片， AT89C55是一种强大微型计算机提供了一种高度灵活和成本有效地解决许多嵌入式控制应用。AT89C55单片机普通采用双列直插DIP封装，共40个引脚，图2-3为其引脚排列图。40个引脚大体可分为4类：电源、时钟、控制各I/O引脚。 一 电源Vcc芯片电源，接+5V；GND接地端。二 时钟XTAL1、XTAL2晶体振荡电路反相输入端和输出端。图2-3 AT89C55引脚图三 控制线 控制线共有4根，其中3根是复用线。所谓复用线是指具备两种功能，正常使用时是一种功能，在某种条件下是另一种功能。1ALE/地址锁存容许/片内EPROM编程脉冲。（1）ALE功能：用来锁存P0口送出低八位地址。 AT89C55在并行扩展外存储器时，P0口用于分时传送低8位地址和数据信号，且均为二进制数。当ALE信号有效时，P0口传送是低8位地址信号；ALE信号无效时，P0口传送是低8位地址信号。在ALE信号下降沿，锁定P0口传送内容，即低8位地址信号。需要指出是，当CPU不执行访问外RAM指令，ALE以时钟振荡频率1/6固定频率输出，因而ALE信号也可作为外部芯片CLK时钟或其她需要。但是，当CPU执行MOVX指令时，ALE将跳过一种ALE脉冲。（2）功能：片内EPROM芯片，在EPROM编程期间，此引脚输入编程脉冲。2 外ROM读选通信号。 89C51读外ROM时，每个机器周期内两次有效输出。可作为外ROM芯片输出容许选通信号。在读内ROM或读外RAM时，无效。3RST/VPD复位/备用电源。（1）正常工作时，RST端为复位信号输入端，只要在该引脚上持续保持两个机器周期以上高电平，AT89C55芯片即实现复位操作，复位后一切从头开始，CPU从0000H开始执行指令。（2）VPD功能：在VCC掉电状况下，该引脚可接上备用电源，由VPD向片内RAM供电，以保持片内RAM中数据不丢失。4/VPP内外ROM选取/片内EPROM编程电源。（1）功能：正常工作时，为内外ROM选取端。AT89C55单片机ROM寻址范畴为64KB，其中20KB在片内，60KB在片外。当保持高电平时，先访问内ROM，但当PC值超过20KB时，将自动转向执行外ROM中程序。当保持低电平时，则只访问外ROM，不论芯片内有否内ROM。（2）VPP功能：片内有EPROM芯片，在EPROM编程期间，此引脚用于施加编程电源。四 I/O引脚 AT89C55有P0、P1、P2、P3 4个8位并行I/O端口，共32个引脚。 P0口是一组8位漏级开路型双向I/O口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能以吸取电流方式驱动8个TTL逻辑门电路，对端口写1时，又可作高阻抗输入端用。在访问外部程序和数据存储器时，它是分时多路转换地址（低8位）/数据总线，在访问期间激活了内部上拉电阻。在Flash编程时，P0端口接受指令字节；而在验证程序时，则输出指令字节。验证时，规定外接上拉电阻。P1 口是带内部上拉电阻双向I/O口，向P1口写入1时P1口被内部上拉为高电平，可用作输入口。当作为输入脚时被外部信号拉低P1口会由于内部上拉而输出一种电流。Flash编程和程序校验期间，P1接受低8位地址。P2 口是带内部上拉电阻双向I/O口，向P2口写入1时P2口被内部上拉为高电平可用作输入口，当作为输入脚时被外部拉低P2口会由于内部上拉而输出电流。在访问外部程序存储器或16位地址外部数据存储器(例如执行MOVX DPTR指令)时，P2口送出高8位地址数据，当使用8位寻址方式(MOVXRI)访问外部数据存储器时，P2口发送P2特殊功能寄存器内容，在整个访问期间不变化。Flash编程和程序校验时，P2也接受高位地址和某