课程设计报告--LED点阵广告牌的设计

桂林航天工业学院

实习报告

课程名称单片机课程设计

开课学期 2014-2015春

实验室南实408

班级 20130922z01

组员：冯基恒（学号：********z0102）

肖淼（学号：********z0103）指导教师：***

日期： 2015.7

摘要

本文介绍了一款以单片机AT89C52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以及特殊字符的显示和动态特效显示，通过控制按钮，可以实现不同效果间切换，达到实际应用中广告牌的要求。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，AT89C52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。选用两片74HC138译码器作为I /O口的扩展，与LED点阵显示屏的控制列脚相连，16×16的点阵显示由4块8×8点阵组成。软件选用C语言程序编写。外部中断0输入口接控制按钮实现不同效果间的转换。所选用的AT89C52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。

I

目录

1 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 (1)

2 系统总体方案设计 (2)

2.1 系统硬件设计方案 (2)

2.1 系统软件设计方案 (2)

3 硬件系统设计 (3)

3.1 硬件整体设计概述 (3)

3.2 控制单元 (4)

3.2.1 AT89C52基本介绍 (4)

3.2.2 控制系统设计 (4)

3.3 译码器 (5)

3.4 LED点阵显示屏 (6)

3.4.1 LED点阵显示屏的基本介绍 (6)

3.4.2 LED点阵显示屏的工作原理 (7)

4 软件系统设计 (8)

4.1 程序设计 (8)

4.2 显示程序的设计 (9)

4.2.1 点阵数据表达方式 (9)

4.2.2 动态特效显示程序的设计 (9)

4.3 外部中断程序 (11)

5 系统调试 (12)

5.1 系统调试的基本过程 (12)

5.1.1 软件调试 (12)

5.2 系统调试的结果 (12)

结论 (13)

致谢 (14)

参考文献 (15)

附录 (16)

附录1：硬件原理图 (16)

附录2：C语言程序 (16)

1 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 选题背景

LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，显示屏由几万到几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。

LED显示屏的应用涉及社会经济的许多领域，主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。（2）机场航班动态信息显示。（3）港口、车站旅客引导信息显示。（4）体育场馆信息显示。（5）道路交通信息显示。（6）调度指挥中心信息显示。（7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。（8）广告媒体新产品等。

1.1.2 研究现状及发展趋势

LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、大型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。

在街上随处可见LED广告牌，从最初的静态显示，到后来的左移滚动、右移滚动、上移、下移、闪烁、卷动等各种花样显示，由起初的一种控制，向多种控制发展，现越来越趋于多样化，美观化。

1.2 论文主要内容

本设计为一款能够显示不同字符的LED点阵广告牌，能够显示中文、英文及特殊符号，并通过控制按钮能够实现不同显示效果间的切换，有左移、上移和闪烁。

论文包括系统总体方案设计，硬件系统设计，系统软件设计，系统调试及结论。在系统总体方案设计中给出了系统设计硬件框图及软件功能结构框图。在硬件系统设计中给出了硬件原理图，各部分电路图，元件原理图等。在系统软件设计中，有系统主程序及功能模块流程图等。系统调试包括软件调试和硬件调试，并给出了调试的结果。附录中存放有硬件原理图及完整的C语言程序。

2 系统总体方案设计

2.1 系统硬件设计方案

以PC机作为上位机存储和处理显示内容用串行通信的方式将显示内容和控制指令传输到单片机系统，单片机根据上位机传输来的内容和指令通过端口译码扩展后驱动4块8×8LED点阵模块构成的16×16的LED点阵显示屏。方案框图见图2-1。

图2-1 硬件设计框图

2.1 系统软件设计方案

软件的设计需要实现以下功能：显示不同字符的LED点阵广告牌，至少显示两个汉字；有中断控制程序实现不同效果间切换，如左移、上移、闪烁等；能够显示自定义字符。由此，软件大致可以分为主程序，中断控制程序，各种特效显示子程序三个主要部分组成。具体结构图见图2-2。

图2-2 软件功能结构框图

本文软件的编写用Keil软件以及C语言编写，编译完成后，生成后缀名为.hex的可执行文件，用单片机硬件仿真开发工具Proteus7.5进行电路原理实验及综合系统仿真，进行各种运行和调试。最后再下载到单片机中执行。