基于单片机的LED滚动显示屏设计

洛阳理工学院毕业设计（论文）

基于单片机的LED滚动显示屏设计

摘 要

LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写。由镓（Ga）与砷（As）、磷（P）、氮（N）、铟（In）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。并且不同的元素化合形成的二极管会发出不同颜色的可见光。LED行业发展迅速并已成为一个具有一定规模的新兴产业，而且从总体上来看，宏观环境也非常有利于LED行业的发展，可以说LED行业前景广阔，市场潜力巨大。

本设计实现了基于单片机AT89C51的16×64 LED点阵的图形的滚动显示。本文主要介绍了LED点阵显示的硬件电路的设计思路以及各个部分的功能及原理和相应程序设计的设计思路和功能。该设计使用取模软件对所要显示的图形进行取模，采用C语言编写其显示程序，利用KeilC集成开发平台生成HEX文件，在Proteus中对硬件电路的时钟、复位、驱动、16×64点阵进行设计并通过译码器等与AT89C51芯片连接，进而对系统进行仿真调试。本设计具有使用性强，操作简单易实现等优点。

关键字：单片机 ，二极管，LED点阵，图形显示，硬件电路

I

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The Design of LED Mobile Displayed Based on Single-Chip

Microcomputer

ABSTRACT

The LED is light emitting diode. Diode is made of gallium (Ga) and arsenic (As), phosphorus (P) and nitrogen (N), indium (In) elements, when electrons and holes integrate can radiate light, thus it can be used to make light emitting diode. In the circuit and equipment it act as light, or display the words or figures. And if the diode has different elements it will emits different colors of visible light. LED industry has developed rapidly and has became a new industry which has a certain scale , and on the whole, macro environment is beneficial to the LED industry develop, so the LED industry has prospect, huge market potential.

This design has realized scroll of graphics on 16 x 64 LED which based on AT89C51. This article mainly introduced the he function and principle of hardware circuit of LED dot matrix display, each part and the design idea and function of corresponding programming.This design using the modulus software to get the model of graphics, using C language to write the display program, HEX file generated by KeilC integrated development platform. The clock, reset, drives, 16 ×64 LED dot matrix of hardware circuit will be designed and connect with AT89C51 in the Proteus, and then do system simulation and debugging. This design has the advantage of usability is strong, easy to realize operation etc.

KEY WORDS: Single chip microcomputer，Diode，LED dot matrix ，Graphic display， Hardware circuit

II

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目 录

第1章 绪论 ............................................ 1

1.1 课题背景及意义 .................................. 1

1.1.1 LED显示屏发展背景以及国内外现状 ........... 1 1.1.2 LED显示屏发展的简要回顾 ................... 2 1.1.3 LED显示屏的应用领域 ....................... 3 1.2 论文的主要内容 .................................. 3 第2章 系统的硬件部分设计 .............................. 4

2.1 设计基本方案 .................................... 4 2.2 硬件电路芯片介绍 ................................ 4

2.2.1 单片机的发展过程 .......................... 4 2.2.2 AT89C51芯片的简要介绍 ..................... 5 2.2.3 时钟电路 .................................. 8 2.2.4 复位电路 .................................. 9 2.2.5 驱动电路 ................................. 10 2.3 LED点阵显示屏显示原理 ......................... 18

2.3.1 单个点阵显示原理 ......................... 18 2.3.2 16×16点阵显示原理 ....................... 21 2.4 汉字显示原理 ................................... 25 2.5 硬件系统的整体设计图与原理分析 ................. 28 第3章 软件设计 ....................................... 32

3.1 程序设计思路与结构 ............................. 32

3.1.1 程序设计思路 ............................. 32 3.1.2 程序设计流程图 ........................... 32 3.2 模块程序设计 ................................... 32

3.2.1 主程序 ................................... 32 3.2.2 延时程序 ................................. 34 3.2.3 显示子程序 ............................... 34

第4章 系统仿真 ....................................... 43

III

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4.1 仿真环境介绍 ................................... 43 4.2 仿真过程与结果 ................................. 43

4.2.1 绘制电路图 ............................... 43 4.2.2 HEX文件的生成 ............................ 44 4.2.3 调试与结果 ............................... 44

结 论 ................................................ 47 谢 辞 ................................................ 48 参考文献 .............................................. 49 附 录 ................................................ 50 外文资料翻译 .......................................... 66

IV

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第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

1.1.1 LED显示屏发展背景以及国内外现状

能源是人类生存与经济发展的物质基础，然而伴随着人类的一次次科技革命，世界经济是出现了持续、高速地发展，但也带来了很多负面的问题，例如能源短缺、生态恶化等问题。当前世界的能源供给主要以化石资源为主，部分国家是以煤炭或者石油与天然气为主。根据专家预测，按目前能源的消耗情况来看，石油、天然气资源最多只能在未来半个世纪内为人类提供能源，煤炭能维持的时间也不会超过二百年。因此许多国家在想法设法提高能源的使用效率，其中开发可再生能源是一个重要举措。

随着全球环境的日恶化、人类节能环保意识的逐步加强，具有节能环保概念的LED行业在全世界大放光彩。

在欧洲，由于人们的节能环保意识比较强，因此使用环保产品的接受度较高，加之欧盟较早提出淘汰白炽灯的相关法律，各国政府在节能灯的应用领域均推出了比例相当高的补贴计划。因此从全球来看，欧洲市场在节能灯方面的应用普及和推广率比其他地区高的多。在技术上，由于欧洲相关的市场准入标准和技术门槛相对宽松，所以节能行业尤其是LED照明行业发展迅速，技术水平比同行业其他地区也高的多。

在美洲，由于金融海啸的影响，一向不懂节省的美国人也不得不开始变得节约起来，不得不想方设法节省支出，因此LED照明应用产品也摆上各大市场和超市的货架。在技术上，美国人在市场准入方面非常严格，除了能源之星标准以外，针对固态光源的UL标准草案也在制定和陆续出台，同时还伴随着其他准入标准也在陆续制定和协商中，虽然LED应用产品被欧美做芯片的公司忽悠的风生水起，大有立刻扑向全世界消费市场的势头，但由于UL等认证费用的高昂和繁琐，LED固态照明市场在北美市场的真正启动也在2012年以后。

在亚洲地区，超高亮度的LED蓝光技术是由日本人于八十年代研究出

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