基于滚动字幕设计毕业论文.docx
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基于滚动字幕设计毕业论文
基于滚动字幕设计毕业论文
引言3
1LED显示屏系统原理6
1.1LED器件的工作原理6
1.2基于LED显示屏的大屏幕显示系统的组成8
1.3简易LED显示屏系统的硬件组成11
1.4简易LED系统的软件系统12
2系统硬件设计14
2.1整体设计分析14
2.2处理器选取原理及功能介绍15
2.3行驱动电路设计20
2.4列驱动电路设计21
2.5数据存储器接口设计26
2.6串行接口电路27
3系统软件设计30
3.1上位机系统软件设计30
3.2下位机系统软件设计32
3.3特效显示程序设计34
3.4.汉字提取程序设计38
4系统调试40
4.1硬件调试40
4.2软件调试41
结论44
致谢45
参考文献46
附录1系统实物图48
附录2硬件电路图49
附录3程序代码50
摘要
伴随着当今高度发展的信息时代,传统的移动车库门显示屏控制系统已经不能满足人们对信息显示的需要。
当今涉及电子电路、集成电路、信息图象处理、信息传输及电子产品安装工程等相关技术的LED显示屏在信息领域显得尤为活跃,在各行业的应用和普及方面也取的了长足的进步。
设计基于AT89S51单片机的简易LED显示屏。
该显示屏系统采用PC机加单片机组成的上下位机方式。
其中PC机用于更新信息数据,单片机用于控制硬件扫描及显示电路,上下位机之间采用RS-232通信标准。
系统软件是由用C++Builder编写的上位PC控制及通信软件和C语言编写的显示屏控制软件两部分组成。
硬件处理器选用AT89S51。
LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面显示屏幕。
它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室外环境适应能力强等优点。
LED显示屏发展较快,被广泛的用于公交汽车、商店、体育场馆、车站、学校、银行、高速公路等公共场所的信息发布和广告宣传。
本文讲述了基于AT89C51单片机16X64LED汉字点阵滚动显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编写与调试、protel软件等基本环节和相关技术。
关键词:
单片机;点阵;显示屏;数据;控制;
Abstract
Withtoday’shighlydevelopedinformation,traditionalmobilegaragedoorscreencontrolsystemcannotmeettheneedsofthepeopleontheinformationdisplay.TodayLEDdisplaywhichinvolveselectroniccircuit,integratedcircuit,information,imageprocessing,informationtransmissionandelectronicproductsandotherrelatedtechnologies,installationhasparticularlyactedinthefieldofinformationintheapplicationandpopularizationofvariousindustriesandalsotakengreatstrides.
ThispaperdesignsasimpleLED-baseddisplayAT89S51microcontroller.ThedisplaysystemiscomposedofPC,plustheUpperandLowerMCUmode.PC,whichusedtoupdatetheinformationdata,microcontrollerusedtocontrolthehardwarescananddisplaycircuit,betweentheupperandlowercomputerusingRS-232communicationstandard.SystemsoftwareiswrittenusingC++BuildertheupperPCcontrolandcommunicationsoftwareandClanguagewrittendisplaycontrolsoftware.HardwareprocessorselectsAT89S51.
LEDdotmatrixdisplayisflatdisplayscreenwhichisuselight-emittingdiodepixelmoduleormodules.Ithashighlight,longlife,flexibleconfiguration,color-richandstrongadaptabilityindoorandoutdoorenvironment.LEDdisplaydevelopsrapidlysoiswidelyusedinpublictransportvehicles,shops,stadiums,railwaystations,schools,banks,highwaysandotherpublicplaces,informationpublishingandadvertising.Thispaperdescribesthecharacterssuchasdisplayprinciple,thehardwarecompositionanddesign,programminganddebugging,protelsoftware’sbasicpartsandrelatedtechnologieswhichbasesonAT89C51microcontroller16X64LEDscrollingdot-matrix.
Keywords:
SCM;lattice;screen;data;control
引言
电子显示屏是以发光二极管为显示材料,结合计算机控制技术与图像处理技术的高亮度显示设备。
发光二极管简称LED(LightEmittingdiode),是利用半导体P-N结电致发光原理产生红、绿、蓝等颜色。
LED具有高亮度、色彩鲜艳、稳定性好、功耗低、发光效率高、无污染、寿命长等优点。
被誉为“照亮未来的技术”的LED,渐渐走近了我们的日常生活,并将推动显示器领域发生一次革命性巨变。
LED显示器技术的发展速度超出了专家的预测,作为一个新兴产业,10年,LED显示器有望达到30亿美元的产值。
液晶显示器也将和CRT显示器一样,退出主流舞台!
LED电子显示屏作为继电视、广播、报纸、杂志之后的“第五大媒体”,且因为它与电视墙、等离子显示器、磁翻板、霓虹灯等媒介相比具有上述优点,而广泛应用于各类场所。
早期的LED只有红色或绿色,因此只有单色或双基色。
1993年,日本日亚化学工业株式会社(NICHIA)开发出了蓝色高亮度发光二极管,从此显示屏开始进入全彩色时代。
中国LED领域的技术创新仍较薄弱。
发光材料制造和发光芯片制造是发展LED产业必须掌握的两大核心技术,但在这方面,国外巨头优势明显。
核心专利基本掌握在外国几大公司,如CREE、欧司朗等手中,我国LED外延和芯片制造的关键设备依赖进口,这将成为制约我国半导体照明产业发展的软肋,影响自主品牌的市场竞争力。
同时中国LED照明企业仍处于数量多、规模小的状态中,出现了低水平重复建设。
总体来说,中国LED产业的发展瓶颈依旧无法回避。
核心技术缺乏,标准不够完善,成本偏高是主要发展瓶颈。
由于LED显示屏显示画面色彩鲜艳,立体感强,静如油画,动如电影,广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。
因此,LED显示屏具有非常强大的市场空间和前景,现在国外很多公司也在大力研发和生产LED显示屏。
随着信息化社会的形成,信息领域愈加广泛,LED显示屏应用前景更为广阔。
LED显示屏产业自90年代以来,在规模迅速发展的同时,产品技术也推出新,一直保持了在该领域比较先进的水平。
早在90年代初,国产的LED显示屏就具备了成熟的16级灰度、256色视频控制技术和无线遥控等代表了当时的国际先进水平的技术。
近几年,在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无线控制、多级群控技术等方面,国企业均拥有了居行业先进技术水平的产品。
这些产品被广泛应用于交通警车、汽车、车站、码头、体育、广告、银行、证券、商场、邮政电讯、机关单位等领域,另外,大型或超大型LED显示屏为主流产品的局面将会发生改变,适合于服务行业特点和专业性要求的小型LED显示屏会有较大提高,面向信息服务领域的LED显示屏产品门类和品种体系将更加丰富,部分潜在市场需求和应用领域将会有所突破,如公共交通、停车场、医院等综合服务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高,大批量、小型化的标准系统LED显示屏在LED显示屏市场总量中将会占有多数份额,具有良好的收益前景。
课题研究的目的及意义,本论文以LED大屏幕显示系统设计思路为前提,提出了基于51单片机的LED点阵简易显示屏设计方案。
论文详细论述了简易LED显示屏的硬件设计原理,LED显示屏扫描驱动原理,单片机控制电路的软件设计方法,PC上位机控制及通信软件的设计,以及特效显示方式软件的设计方法。
其主要目的是设计一款基于51单片机的简易LED显示屏,实现汉字的上、下、左、右和静态显示。
通过该课题,可以学习到有关51单片机、LED显示屏、串口通信等知识。
了解LED显示屏的行业动态和发展趋势。
可以提高动手能力、编程能力、自学能力等,通过具体的毕业设计项目,对大学学习的知识也是一个很好的检验机会。
1LED显示屏系统原理
1.1LED器件的工作原理
1.1.1LED发光二级管的基本原理
发光二极管(lightemittingdiode,LED),是一种把电能变成光能的特种器件,当电流如图1所示通过它的时候,可以产生可视的光。
图1开启一个LED
发光二极管的结构主要由PN结芯片、电极和光学系统构成。
我们知道,发光是一种能量转化现象。
当系统受到外界激发后,会从稳定的低能态跃迁到不稳定的高能态。
当系统由不稳定的高能态重回到稳定的低能态时,能量差以光的形式辐射出来,就会产生发光现象。
当在PN结上加以正向电压之后,P的空穴注入至N区,N区的电子注入至P区,相互注入的电子与空穴相遇后即产生复合,这些少数载流子在结的注入和复合中产生辐射而发光。
它是自发辐射发光,不需要较高的注入电流产生粒子数反转分布,也不需要光学谐振腔,发射的是非相干光。
1.1.2LED器件的驱动
从LED器件的发光机理可以知道,当向LED器件施加正向电压时,流过器件的正向电流使其发光。
因此LED的驱动就是要使它的PN结处于正偏置,同时为了控制它的发光强度,还要解决正向电流的调节问题。
具体的驱动方式有直流驱动、恒流驱动、脉冲驱动和扫描驱动等,本课题LED器件的驱动为扫描驱动。
(1)脉冲驱动
利用人眼的视觉暂留特性,采用向LED器件重复通断供电的方法使之点燃,就是通常所说的脉冲驱动方式。
采用这种方式时应该注意两个问题:
脉冲电流幅值的确定和重复频率的选择。
首先,要想获得与直流驱动方式相当的发光强度,脉冲驱动电流的平均值就应该与直流驱动的电流
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