电子显示屏

毕业设计(论文)说明书题目：电子显示屏系别：信息工程系专业：通信工程学生姓名：李小英学号：060501指导教师：陈伟职称：教授题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发2010年4月3日目录第一部分摘要……………………………………………………...3第二部分1.设计任务………………………………………………..41.1基本要求………………………………………………………….........41.2发挥部分……………………………………………………………….41.3创新部分……………………………………………………………….42．方案论证与比较………………………………………52.1显示部分……………………………………………………………….52.2数字时钟……………………………………………………………….52.3温度采集部分………………………………………………………….62.4芯片选择……………………………………………………………….62.5闹铃方式的选择……………………………………………………….62.6止闹方式的选择……………………………………………………….62.7串口通讯芯片的选择………………………………………………….63.总体方案……………………………………………….73.1工作原理……………………………………………………………….73.2总体设计……………………………………………………………….74．系统硬件设计…………………………………………74.1AT89S52单片机最小系统…………………………………………...84.2温度测量模块………………………………………………………...84.3时钟模块……………………………………………………………..84.4键盘模块……………………………………………………………..94.5LED点阵显示模块………………………………………………….104.6电源的选择………………………………………………………….114.7PC机通讯……………………………………………………………124.8整体电路…………………………………………………………….125．系统软件设计………………………………………….75.1主程序流程………………………………………………………….135.2扫描子程序………………………………………………………….145.3时间程序…………………………………………………………….155.4PC机串口通讯程序…………………………………………………155.5亮度调节程序………………………………………………………165.6温度程序…………………………………………………………….176．测试与结果分析……………………………………...176.1基本部分测试与分析……………………………………………….176.2发挥部分测试与分析……………………………………………….186.3创新部分测试与分析……………………………………………….187．设计总结……………………………………………...188．参考资料……………………………………………...18附录……………………………………………………………18例程…………………………………………………………......................................18摘要点阵，英文名称：（lattice）为集中反映晶体结构的周期性而引入的一个概念。按连结其中任意两点的向量平移后能够复原的一组点。这一定义包含三层意思；(1)点阵在空间分布上是无限伸展的，即点阵中所含有的点数是无限的；(2)连接点阵中任意两点可得一向量，将此向量按任意方向平移，若向量的一端落在任一点时，它的另一端必定落在点阵中另一点上；(3)每个点阵点都具有相同的周围环境。晶体结构最基本的特点是原子、离子或分子在空间排布上具有周期性。为了更好地描述这种周期性规律，将晶体中按一定周期重复出现的最基本的部分(见“结构基元”)抽象为一个几何点，不考虑周期中所包含的具体内容，集中反映周期重复的方式，如此抽象出来的一组点，在三维空间中也必定呈现周期性重复，从而构成一个点阵。因此，晶体结构是一种点阵结构。需要特别指出，晶体结构是具体的，而点阵是抽象的。一个点阵可以还原为一系列平行的阵点行列（简称阵列），或一系列的平行的阵点平面（简称阵面）。可用由一组基矢所确定的坐标系来描述某一组特定的阵列或阵面族的取向。我们选取通过原点的阵列上任意阵点的三个坐标分量，约化为互质的整数u、v、w作为阵列方向的指标，可用符号【uvw】来表示。为了标志某一特定阵面族的方向，可选择最靠近（但不通过）原点的阵面，读取它在三个坐标轴上截距的倒数，将这三个数约化为互质的数h、k、l就得该阵面旋的方向指标,可用符号(hkl)来表示。这就是阵面族的密勒指数。LED大屏幕显示系统，以AT89S52单片机为核心，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。关键字：单片机LED大屏幕滚屏显示AbstractThislargeLEDdisplayscreensystem,basedonchipmicrocomputerAT89S52,iscomposedbythefollowingfunctionalmodules:keyboarddisplaying,soundphonating.photoelectricityuntouchedswitch，temperaturegathering,timingbell,Accordingtothebasicrequirementsofthesubject,oursystemstressesontherealizationoftimedisplayingandlargescreendisplaying,Furthermore,wealsoextendtheprimaryfunction,addingnewfunctions,suchasthesinglechipperipheralports,temperaturegathering,untouchedring-stop,scrollscreendisplay,soundtiming.andsoon.Adoptingtheideaofhardware-to-software,mostofthosefunctionsarerealizedbysoftwares,whichmakestheelectrocircuitmoreconciseandthesystemmorestable,ThedesignachievedandevenexceededalltherequiredbasictechnicalindexesKeywords:chipmicrocomputerlargescreendisplaysystemscrollscreendisplay1任务设计1.1基本要求：设计并制作LED电子显示屏和控制器。1.1.1自制一台简易16行*32列点阵显示的LED电子显示屏；1.1.2自制显示屏控制器，扩展键盘和相应的接口实现多功能显示控制，显示屏显示数字和字母亮度适中，应无闪烁。1.1.3显示屏通过按键切换显示数字和字母；1.1.4显示屏能显示4组特定数字或者英文字母组成的句子，通过按键切换显示内容；1.1.5能显示4组特定汉字组成的句子，通过按键切换显示内容。1.2发挥部分：1.2.1自制一台简易16行*64列点阵显示的LED电子显示屏；1.2.2LED显示屏亮度连续可调。1.2.3实现信息的左右滚屏显示，预存信息的定时循环显示；1.2.4实现实时时间的显示，显示屏数字显示：时∶分∶秒（例如18∶38∶59）；1.2.5增大到10组（每组汉字8个或16个数字和字符）预存信息，信息具有掉电保护；1.2.6实现和PC机通讯，通过PC机串口直接对显示信息进行更新（须做PC机客户程序）；1.3创新部分1.3.1室温的测量1.3.2定时闹铃1.3.3整点报时1.3.4非接触止闹2、方案论证2.1显示部分:显示部分是本次设计最核心的部分，对于LED8*8点阵显示有以下两种方案：方案一：静态显示，将一帧图像中的每一个二极管的状态分别用0和1表示,若为0,则表示LED无电流,即暗状态;若为1则表示二极管被点亮。若给每一个发光二极管一个驱动电路,一幅画面输入以后,所有LED的状态保持到下一幅画。对于静态显示方式方式,所需的译码驱动装置很多,引线多而复杂,成本高,且可靠性也较低。方案二：动态显示，对一幅画面进行分割,对组成画面的各部分分别显示,是动态显示方式。动态显示方式方式,可以避免静态显示的问题。但设计上如果处理不当,易造成亮度低,闪烁问题。因此合理的设计既应保证驱动电路易实现,又要保证图像稳定,无闪烁。动态显示采用多路复用技术的动态扫描显示方式,复用的程度不是无限增加的,因为利用动态扫描显示使我们看到一幅稳定画面的实质是利用了人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短,发光的亮度等因素.我们通过实验发现,当扫描刷新频率(发光二极管的停闪频率)为50Hz,发光二极管导通时间≥1ms时,显示亮度较好,无闪烁感.。鉴于上述原因,我们采用方案二2.2．数字时钟数字时钟是本设计的重要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。方案一：本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。方案二：本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS1302。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。基于时钟芯片的上述优点，本设计采用方案二完成数字时钟的功能。2.3温度采集部分能进行温度测量是本设计的创新部分，由于现在用品追求多样化，多功能化，所以我们决定给系统加上温度测量显示模块，方便人们的生活，使该设计具有人性化。方案一：采用热敏电阻，可满足40摄氏度至90摄氏度测量范围，但热敏电阻精度、重复性、可靠性较差，对于检测小于1摄氏度的信号是不适用的。方案二：采用温度传感器DS18B20。DS18B20可以满足从-55摄氏度到+125摄氏度测量范围，且DS18B20测量精度高，增值量为0.5摄氏度，在一秒内把温度转化成数字，测得的温度值的存储在两个八位的RAM中，单片机直接从中读出数据转换成十进制就是温度，使用方便。基于DS18b20的以上优点，我们决定选取DS18b20来测量温度。2.4芯片的选择方案一：采取并口输入，占用大量I/O口资源方案二：选取串口输入，使用较少。所以我们选用串口输入。串口输入我们可以选用芯片有74HC595、74LS164、TPIC6B595。但是74HC595和74LS164两种芯片必须加驱动才能驱动LED，而TI公司的DMOS器件TPIC6B595,除具有TTL