毕业设计（论文）-单片机点阵汉字电子显示屏设计.doc

绪论 单片机主要应用于控制领域，用以实现各种测试和控制功能，因此单片机又长称为微型控制器，现在单片机的应用已经相当广泛，包扩下面几个方面：工业自动化、仪器仪表方面、家用电器方面、信息和通信产品方面、军事装备方面等，可谓渗透到了社会生活的各个方面。 LED电子显示屏是随着计算机及相关的微电子、光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒体，它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。 目前LED显示屏作为新一代的信息传播媒体，已经成为城市信息现代化建设的标志。LED的应用方面有：证券交易、金融信息显示、机场航班动态信息显示、港口、车站旅客引导信息显示、体育场馆信息显示、道路交通信息显示、调度指挥中心信息显示、邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息、广告媒体新产品。随着社会经济的不断进步，以及LED显示技术的不断完善，人们对LED显示屏的认识将越来越深入，其应用领域将越来越广。 1 总体方案设计 LED点阵显示屏的构成形式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展的广告信息烧写固化到EPROM芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机内设置了字库，程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。 目前，国内的LED点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的EPROM芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样是该类型的显示屏适用范围受到限制。国内的另一种LED显示屏——可编程序型LED显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不变的缺点。随着社会经济的迅速发展如今的广告牌都存在着显示内容丰富信息量大信息更换速度快等特点。因此传统的LED显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用PC机及通信技术控制LED显示屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点。 1.1设计思路 这是一个以单片机为主控制器，扩展适当的接口电路，构成一个单片机系统，完成点阵汉字显示的显示屏。系统选用8031单片机，接口电路有系统监控程序存储器EPROM和显示汉字数据存储器E2PROM，以及输入键盘电路，通过键盘可对显示数据 进行输入和修改，完成不同汉字的显示。汉字输出采用的是LED发光二极管矩阵，以16*128点阵可完成16*16点阵的8个汉字的显示。 1.2系统硬件框图 图1.1系统硬件框图 2 LED的基本知识 2.1 LED的结构及发光原理 50年前人们已经了解了半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于有引线的架子上，然后四周用环氧性树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。 当其处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。 2.2 LED光源的特点 电压：LED使用低压电源，供电电压在6~24V之间，根据产品不同而异，所以它是一个比使用高压电源更安全的电源，特别适用于公共场所。 效能：消耗能量较同光效的白炽灯减少80%。 适用性：很小，每个单元LED小片是3~5mm的正方形，所以可以制备成各种形状的器件，并且适合于易变的环境。 稳定性：10万小时，光衰为初始的50%。 响应时间：其白炽灯的响应时间为毫秒级，LED灯的响应时间为纳米级。 对环境污染：无有害金属汞。 颜色：改变电流可以变色，方便地通过化学修饰方法，调整材料的能带结构和带隙，实现红黄绿兰橙多色发光。如小电流时为红色的LED，随着电流的增加，可以一次变为橙色，黄色，最后为绿色。 价格：LED的价格比较昂贵，较之于白炽灯，几只LED的价格就可以与一只白炽灯价格相当，而通常每种信号灯需由上300~500只二极管构成. 汉字的显示原理 LED汉字显示模块采用动态扫描的方法显示汉字的关键在与显示的亮度和显示内容的稳定性。亮度的高低由单位时间内通过电流大小有关，内容的稳定性是指人眼对显示内容的感觉，在单位时间内，屏幕刷新的次数越多，人在视觉残留效应的影响下，就会感觉内容越稳定。 3 MCS-51系列单片机简介 3.1单片机的应用领域 由于单片机具有良好的控制性能和灵活的嵌入品质，近年来单片机在各种领域都获得了极为广泛的应用。概要的分为使以下几个方面： 1．智能仪器仪表 单片机用于各种仪器仪表，一方面提高了仪器仪表