大屏幕LED点阵显示屏设计制作精要.doc

大屏幕LED点阵显示屏设计制作 摘 要 LED 是Light-Emitting Diode 的缩写，在某些半导体材料的PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN 结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。LED显示屏是利用发光二极管点阵模块组成的平面式显示屏幕。由于它具有耗电少、发光率高、使用寿命长、成本低、组态灵活、故障少、视角大、可视距离远、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点，自20世纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用，已经成为新一代的信息传播媒体工具。在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高。在今年春节晚会的舞台设计上，大屏幕LED点阵显示屏就成了一个最大的亮点。 LED与LCD相比较最突出的特点是，亮度高、成本低且屏幕尺寸可根据现场情况用标准LED单元板拼制。按安装位置可分为室外、半室外和室内；按颜色可分为单色、双基色和彩色；按发光二极管点距可分为φ5.0、φ3.75及φ3.0等。本文所设计的LED大屏幕显示系统，以AT89S52单片机为核心，采用RS-232通信标准，可显示汉字、字符、数字或图片。由单片机完成与PC机的通讯，同时完成数据存储、循环显示等。系统能脱机运行，具有结构简单、维护方便、显示刷新速度快、成本低等特点。配合在线下载程序，随时更新显示的内容,通过级连更改显示屏面积的大小，使用起来非常方便。 大屏幕显示系统，由键盘显示、录放音模块、光电开关、温度采集、定时闹铃、LED大屏幕显示等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对时间显示和大屏幕显示进行了重点设计。此外，扩展单片机外围接口、温度采集、非接触式止闹、滚动屏幕显示、语音报时等功能。本系统大部分功能由软件来实现，吸收了硬件软件化的思想，大部分功能通过软件来实现，使电路简单明了，系统稳定性大大提高。本系统不仅成功的实现了要求的基本功能,发挥部分也得到完全的实现,而且有一定的创新功能，达到国内先进水平。 关键词： LED大屏幕显示，AT89S52单片机，RS-232通信标准，温度采集，语音报时 目 录 摘 要 5 目 录 6 毕业设计任务书 7 1. 方案论证与比较 7 1.1 显示部分 8 1.2 控制系统 9 1.3 数字时钟 13 1.4 温度采集部分 14 1.5 芯片的选择 2 1.6 串口通讯芯片的选择 20 2. 系统硬件设计 21 2.1 LED显示屏屏体 22 2.2 LED显示屏控制系统 23 2.3电源的选择 24 3. 系统软件设计 25 3.1显示部分、通信部分流程图 26 3.2显示时间子程序流程图 27 3.3温度测量子程序流程图 28 3.4 应用程序设计 29 4. 安装及技术指标 30 5. 设计总结 32 致谢及声明 33 参考文献 34 1 方案论证与比较 1.1 控制系统 控制系统部分是本次设计最核心的部分，有以下两种方案： 方案一：即以AT89C51单片机为核心, 采用串行传输、动态扫描技术，制作一款拥有PC机通信功能的，模块化LED多功能显示屏。 方案二：DS80C320是美国DALLAS公司生产的与MCS-51系列完全兼容的单片微处理器产品。它与80C32具有完全相同的封装，提供80C32具有的所有的功能，如I/O口，定时器/计数器，串行口等。此外它还提供了另一个全双工串行接口，7个新的中断，可编程看门狗定时器，掉电中断和复位等。在此基础上，DS80C320还增加了2个用于改善外部RAM数据存储器存取数据的功能，即双数据指针和可编程片外RAM存取周期扩展功能。DS80C320可以工作在1MHZ～33MHZ的频率范围内。普通8051的CPU的每个机器周期需要12个时钟，而DS80C320的每个机器周期只需要4个时钟。而且DS80C320采用了重新设计的微处理器内核，去除了多余的时钟和存储周期，因此每一条指令的执行时间都比原8051CPU快1.5至3倍，在相同的晶振频率和代码条件下，其运行速度平均提高2.5倍。此外DS80C320的双数据指针结构也将提高数据传送的效率。在显示系统中，由于扫描显示与状态控制、移动控制分时复用CPU，扫描显示频率不能低于 60 HZ，这就需要加快CPU执行指令的速度。DS80C320具有高的工作频率，高效的CPU内核以及很