点阵广告牌课程设计报告书

课程设计说明书

课程设计名称：单片机课程设计

课程设计题目：点阵广告牌的设计

学院名称：电气信息学院

专业班级：

学生学号：

学生姓名：

学生成绩：

指导教师：

课程设计时间：2017.10.30 至2017.11.5

格式说明（打印版格式，手写版不做要求）

（1）任务书三项的内容用小四号宋体，1.5倍行距。

（2）目录（黑体，四号，居中，中间空四格），内容自动生成，宋体小四号。

（3）章的标题用四号黑体加粗（居中排）。

（4）章以下的标题用小四号宋体加粗（顶格排）。

（5）正文用小四号宋体，1.5倍行距；段落两端对齐，每个段落首行缩进两个字。

（6）图和表中文字用五号宋体，图名和表名分别置于图的下方和表的上方，用五号宋体（居中排）。（7）页眉中的文字采用五号宋体，居中排。页眉统一为：武汉工程大学本科课程设计。

（8）页码：封面、扉页不占页码；目录采用希腊字母Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ…排列，正文采用阿拉伯数字1、2、3…排列；页码位于页脚，居中位置。

（9）标题编号应统一，如：第一章，1，1.1，……；论文中的表、图和公式按章编号，如：表1.1、表1.2……；图1.2、图1.2……；公式（1.1）、公式（1.2）。

课程设计任务书

一、课程设计的任务和基本要求

(一)设计任务

1. 设计一款能够显示不同字符的LED点阵广告牌；

2. 设计不同的字符切换效果（如闪烁，静止，平移等）；

3. 设计控制按钮，可以在不同的效果间切换；

4. 能够显示图形或自定义字符。

(二)基本要求

1.有硬件结构图、电路图及文字说明；

2.有程序设计的分析、思路说明；

3.有程序流程框图、程序代码及注释说明；

4.完成系统调试（硬件系统可以借助实验装置实现，也可在Proteus

软件中仿真模拟）；

5.有程序运行结果的截屏图片。

二、进度安排

第9周，10.30～11.5

1） 10.30 题目分析，文献查阅

2） 10.31 方案比较，确定设计方案

3） 10.31~11.1 硬件电路设计

4） 11.2~11.4 程序设计，程序调试，系统联调，系统改进

5） 11.5 课程设计说明书撰写

三、参考资料或参考文献

1. 林立，张俊亮. 单片机原理及应用——基于Proteus和Keil C [M].北京：电子工业出版社,2013

2. 张毅刚，彭喜元. 单片机原理与应用设计[M]. 北京：电子工业出版社,2008

3. 马忠梅. 单片机的C语言应用程序设计(第5版) [M].北京：北京航空航天大学出版社,2013

4. 罗中华. LED信息显示屏系统的设计[D].南昌大学,2008.24-28.

5. 陆彬. 21天学通51单片机开发[M].北京:电子工业出版社,2010.21-23,352-362.

本科生课程设计成绩评定表

目录

第一章设计论证 (1)

1.1主控芯片的选取方案论证 (1)

1.2显示方面的选取方案论证 (1)

第二章硬件设计 (2)

2.1 硬件结构与工作原理 (2)

2.2 单元电路设计 (3)

2.2.1单片机最小系统 (3)

2.2.2 LED点阵 (4)

2.2.3 点阵行扫描电路 (5)

第三章软件设计 (8)

3.1系统软件结构 (8)

3.2功能子程序设计 (9)

第四章系统调试与分析 (11)

4.1调试过程与调试结果 (11)

4.2调试结果分析 (13)

第五章设计小结 (14)

附录 (15)

1.1主控芯片的选取方案论证

方案一：采用可编程逻辑器件（简称为PLD）系统来实现LED点阵内容的显示，可以充分的利用器件里丰富的I/O口资源来驱动LED点阵的行和列。但若采用中大规模的PLD，设计多个接口电路，开发周期长，不易于进一步扩展，同时系统的成本会急剧上升。

方案二（采用）：本次设计采用AT89S51单片机系统来实现，51单片机体积小，可靠性高，适用范围广，使用方式灵活而简单，价格便宜，适用于学生学习。另一方面51单片机简单易学，对于数据的处理也速度比较快，因此是很多设计的优先选择。所以我便买了一个51单片机，它里面点阵是已经和两片74HC595焊接好的，所以为了实物能达到效果，便以此编写程序。并且使用74HC595芯片可以节省I/O口达到驱动更加多的LED，控制灵活方面再加上安装和调试的工作也比较的简单方便，使得本设计和制作过程的难度得以降低。

1.2显示方面的选取方案论证

方案一：采用静态方式，这种方式就是直接把所有的发光二极管的一极跟单片机的I/O口连接，所有发光二极管的另外一极就通过电阻然后接到电源上。这种方法可以直接驱动LED，原理也很简单且具有很强的驱动能力，对于LED的点亮方式则可通过限流电阻来进行调节，十分方便，但这种方法的缺点就是很浪费单片机的I/O口不能驱动很多的LED，它适用于那些相对来说比较小的系统。

方案二：采用动态扫描的方式，这一种方式也就是先把LED并联在一起然后跟驱动芯片的输出引脚相连接，而LED发光二极管的另外一端就跟单片机的通用I/O口相连接，控制选通行所对应列LED灯的亮灭。采用这种扫描方案，能够达到驱动比较多的LED的功能要求，控制起来也很灵活，还有一个优点就是占用较少的单片机的I/O口。动态扫描就是一行接一行的去点亮发光二极管，那样仅仅使用一套驱动器就可以驱动很多行的同名列。

根据对方案一和方案二进行比较，经过综合考虑可以发现，动态扫描方式占有较多的优势。而本设计做的是8×8LED点阵广告牌，若采用静态显示也行，但连线电路复杂，增加了仿真及实物连接的难度，所以本设计最后选择的方案是方案二。