点阵式led汉字广告屏的设计与制作毕业设计

本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：点阵式ＬＥＤ汉字广告屏的设计与制作学院：计算机科学与技术专业：电子科学与技术＿班级：电子科学与技术＿学号：＿＿＿20＿＿＿＿学生姓名：＿＿魏广寅＿＿＿指导教师：＿＿杨鲁平＿＿＿2008年6月2日贵州大学本科毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名：日期：II贵贵州大学本科毕业论文（设计）第I页目录中文摘要及关键词…………………………………………………...………VAbstract&Keywords………………….………………………….………VI第1章前言……………………………………………………………….……11．1LED电子显示屏概述………………………………………………11．2LED电子显示屏的分类……………………………………………11．3LED显示屏的应用示例……………………………………………21．4设计任务…………………………………………………….………2第2章显示原理及控制方式分析…………………………………...………32．1LED点阵模块结构…………………………………………………32．2LED动态显示原理……………………………………….………32．3LED常见的控制方式………………………………………………5第3章总体方案设计与分析………………………………………...………73．1显示单元的考虑…………………………………………….………73．2滚屏的实现……………………………………………………….…73．3关于可扩展性………………………………………….……………73．4微控制器的考虑…………………………………….………………73．5关于点阵数据的存储方式……………….…………………………83．6关于显示内容的更新………………………….……………………83．7总体电路结构及工作原理…………………………….……………93．7．1硬件电路框图……………………………………….……………93．7．2工作原理………………………………………….….…………10第4章硬件电路设计……………………………………………..…………124．1显示单元电路设计………………………………………………….12IIII贵贵州大学本科毕业论文（设计）第II页4．1．1点阵LED模块的选择………………….…..……………………134．1．2列驱动电路设计……………………….……………...…………134．1．3行驱动电路设计……………………….……….………..………154．1．4行驱动电路元件参数计算……………….……….………………164．2单片机控制系统电路设计………………….………………………174．2．1单片机的选型……………………………..……………………174．2．2STC单片机在条屏运用中的优越性……….………………………174．2．3单片机系统电路设计…………………….………………………194．3字库与单片机的接口设计…………………….……………………204．3．1字库芯片选型………………………………………...…………204．3．2字库芯片的使用方法………………………….…………………204．3．3字库芯片的电气特性………………………….…………………214．3．4字库芯片与单片机的接口设计……………...……………………234．3．5字库芯片3.3V电源设计…………………………………………234．3．65V-3.3V的电平转换电路设计……………..……………………244．4与上位机的通信电路设计………………….………………………254．4．1通信协议的选择…………………………………………………254．4．2MAX232电平转换芯片特点……………………………………264．4．3单片机与PC间通信接口电路设计………….……………………274．5对于系统电源及通信电缆的选择……….…………………………274．5．1对于LED显示屏的电源要求…………….………………………274．5．2开关电源在条屏应用中的优势……………...……………………28第5章单片机软件设计……………………………………..………………295．1开发工具及语言…………………………………….………………295．2单片机软件流程…………………………………….………………295．3单片机软件中几个重要算法的实现……………….………………305．3．1显示缓存技术与映射关系……………………...………………30IIIIII贵贵州大学本科毕业论文（设计）第III页5．3．2LED点阵与显示缓冲区建立连续编址映射的算法…………………305．3．3实现动态显示的算法…………………………….………………315．3．4实现滚屏的算法…………………………………………………315．4下位机软件有关的计算……………………….…………………325．4．1UART异步串行口波特率计算……………………………………325．4．2SPI同步串行口波特率计算……………………...………………335．4．3汉字内码与点阵地址的换算………………………..……………335．5片上E2PROM的空间分配…………………………………………335．6单片机与PC机间的通信协议………………………..……………34第6章上位机软件设计……………………………………..………………356．1上位机软件开发环境……………………………….………………356．2上位机软件流程……………………………………….……………356．3上位机软件界面设计………………………………….……………366．3．1控件布局…………………………………………..……………366．3．2MSCOMM控件属性……………………………....……………366．4上位机软件关键算法实现…………………………….……………376．4．1PC机串口操作………………………………..…………………376．4．2字符转为GB2312内码的算法………………………...…….……386．5上位机软件使用方法及运行环境…………………….……………396．5．1控件功能及使用方法……………………………….……………396．5．2运行环境………………………………………………..………40第7章PCB结构设计………………………………………………..………417．1PCB设计平台………………………………………..……………417．2元件布局及PCB整体结构工艺…………………………….……417．3布线工艺与准则…………………………………………...………417．4PCB实物照片……………………………………..………………43第8章使用说明与测试结果……………………………….………………44IVIV贵贵州大学本科毕业论文（设计）第IV页8．1LED汉字显示屏使用说明………………………..………………448．1．1使用环境……………………………………..…………………448．1．2安装上位机软件…………………………………………………448．1．3更改显示内容……………………………...……………………448．1．4更换显示模式…………………………...………………………458．2测试结果………………………………….…………………………458．2．1软件测试……………………………..…………………………458．2．2实际刷新率测试…………………………………………………468．2．3实际移动速度测试…………………….…………………………468．2．4电气指标测试……………………………………………………478．3设计任务完成情况……………………….…………………………48第9章总结………………………………………...…………………………49参考文献…………………………………………...…………………………50致谢……………………………………………………………………………50附录……………………………………………………………………………51附图1并行驱动方式电路图……………..………………………………51附图2本设计完整电路图（串行传输方式）……..……………………52附图3PCB元件布局…………………………...………………………53附图4PCB顶层布线…………………………...………………………54附图5PCB底层布线………………………...…………………………55附图6元件清单………………………………..…………………………56附图7本设计作品照片………………………..…………………………57附图8本设计显示效果照片………………..……………………………58清单1单片机程序清单……………………..……………………………59清单2上位机软件VB程序清单………...……。………………………79VV贵贵州大学本科毕业论文（设计）第V页点阵式LED汉字广告屏的设计与制作摘要本设计使用STC12C系列高速单片机作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动96×16的点阵LED显示屏。利用STC12C系列高速单片机本身强大的功能和内部E2PROM，可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储，并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化，另一方面点阵显示屏广泛的应用于医院、机场、银行等公共场所，所以本设计具有很强的现实应用性。本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示六个16×16点阵汉字，并能通过上位机软件修改显示内容和显示效果等等。采用IAP在应用可编程技术，把字符内码存储在空闲的单片机程序存储器空间，使本LED显示系统能掉电存储1024个字符。设计中采用了SPI接口的GB2312标准字库，支持所有的国标字符和ASCII标准字符的显示。因为采用串行传输方式，使本系统的可扩展性得到提升，便于多个显示单元的级联。本文从LED的显示原理入手，详细阐述了LED动态显示的过程，以及硬件电路的设计、计算和软件的算法。关键词动态显示DdynamicDisplay单片机MCU串行传输SerialDataTransfer点阵字库LlatticeLlibraryVIVI贵贵州大学本科毕业论文（设计）第VI页TheDesignandMakingofChineseCharactersLatticeLEDDisplayAbstractThisdesignusesSTC12CseriesMCUasamaincontroller,anddependsonasimpleexternalcircuittodrive96×16thelatticeLEDdisplay.ByusingitsownpowerfulfunctionsandcapacityofinternalE2PROM,itiseasytoaccomplishtheMCUandPCandE2PROMforinternalstorage,datatransmissionequipment,anditalsocanbeusedconvenientlytoshowavarietyofcontentchanges.Theotherdotmatrixdisplayiswidelyusedinhospitals,airports,banksandotherpublicplaces.Therefore,thedesignhasastrongpracticalapplication.TheLEDDisplaydynamicscancanshowthewayatthesametimesix16×16dotmatrixChinesecharacters,andPCsoftwarecanmodifythecontentandeffectshows,andsoon.IAPuse