基于51單片機(jī)的led顯示設(shè)計(jì)

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1、1緒論1.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速發(fā)展起來的新型信息顯示媒體，它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成平板顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用成本低等特點(diǎn)，在短短的十來年中，迅速成長為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。LED顯示屏[1]的發(fā)展可分為以下幾個(gè)階段：第一階段為1990年到1995年，主要是單色和16級(jí)雙色圖文屏。用于顯示文字和簡(jiǎn)單圖片，主要用在車站、金融證券、銀行、郵局等公共場(chǎng)所，作為公共信息顯示工具。第二階段是1995年到1

2、999年，出現(xiàn)了64級(jí)、256級(jí)灰度的雙基色視頻屏。視頻控制技術(shù)、圖像處理技術(shù)、光纖通信技術(shù)等的應(yīng)用將LED顯示屏提升到了一個(gè)新的臺(tái)階。LED顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路芯片也在此時(shí)由國內(nèi)企業(yè)開發(fā)出來并得以應(yīng)用。第三階段從1999年開始，紅、純綠、純藍(lán)LED管大量涌入中國，同時(shí)國內(nèi)企業(yè)進(jìn)行了深入的研發(fā)工作，使用紅、綠、藍(lán)三原色LED生產(chǎn)的全彩色顯示屏被廣泛應(yīng)用，大量進(jìn)入體育場(chǎng)館、會(huì)展中心、廣場(chǎng)等公共場(chǎng)所，從而將國內(nèi)的大屏幕帶入全彩時(shí)代。隨著LED原材料市場(chǎng)的迅猛發(fā)展，表面貼裝器件從2001年面世，主要用在室內(nèi)全彩屏，并

3、且以其亮度高、色彩鮮艷、溫度低的特性，可隨意調(diào)整的點(diǎn)間距，被不同價(jià)位需求者所接受，在短短兩年多時(shí)間內(nèi)，產(chǎn)品銷售額已超過3億元，表面貼裝全彩色LED顯示屏應(yīng)用市場(chǎng)進(jìn)入新世紀(jì)。為了適應(yīng)2008年奧運(yùn)會(huì)的“瘦身”計(jì)劃，利亞德開發(fā)了表面貼裝雙基色顯示屏，大量用于訓(xùn)練館和比賽計(jì)時(shí)計(jì)分系統(tǒng)。在奧運(yùn)場(chǎng)館全彩屏方面，為緊縮投資，全彩屏大部分采用可拆卸方式，奧運(yùn)期間可作為實(shí)況轉(zhuǎn)播工具，賽事結(jié)束后可用于租賃，作為演出、國家政策發(fā)布等公共場(chǎng)合應(yīng)用工具，通過這種方式可盡快收回成本。就市場(chǎng)而言，中國加入WTO、北京申奧成功等，成為LED顯示屏產(chǎn)

4、業(yè)發(fā)展的新契機(jī)。國內(nèi)LED顯示屏市場(chǎng)保持持續(xù)增長，目前在國內(nèi)市場(chǎng)上，國產(chǎn)LED顯示屏的市場(chǎng)占有率近95%。國際上LED顯示屏的市場(chǎng)容量預(yù)計(jì)以每年30%的速度在增長。LED顯示屏的主要制造廠商集中在日本、北美等地，我國LED制造廠商出口的份額在其中微不足道。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，世界上目前至少有150家廠商生產(chǎn)全彩屏，其中產(chǎn)品齊全，規(guī)模較大的公司約有30家左右。目前，經(jīng)過中國政府對(duì)LED產(chǎn)業(yè)化的積極推動(dòng)，國內(nèi)LED顯示屏的生產(chǎn)技術(shù)基本與世界同步，國內(nèi)知名品牌有：奧力興（ApexKolor)、遠(yuǎn)亮國際照明、恒宇光電、大眼界光電（T

5、opVision)、元亨光電（yaham）、山木顯示（skymax-display）、麗晶光電（Lightking）、洲明（Unilumin）、銳拓（Retop）、愛立德（aled）、聯(lián)建光電（liantronics）、長方照明（cfled）、明爾杰（MejLed）、德彩光電（dicolor）、聯(lián)森（lenson）、良輝光電(lhgd)、通普（TOP)、仕蘭、雅其光（Art）、金立翔、艾比森（absen）、艾斯威（aswei）、雷森（ledsun）、利亞德（leyard）、科美芯(SBC)、三思、奧科光電等。從LED顯

6、示屏的發(fā)展過程來看，首先出現(xiàn)的是以顯示短小文字信息為主的條形圖文顯示屏，繼而開發(fā)出灰度LED圖像顯示屏。全彩色視頻顯示屏把LED顯示屏的地位提升到一個(gè)全新的高度，達(dá)到了其它類型顯示屏難以匹敵的水平。LED點(diǎn)陣顯示根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域和要求不同可以分為很多種。常用的是采用單片機(jī)為控制核心的LED點(diǎn)陣顯示，顯示的數(shù)據(jù)預(yù)先存貯在ROM中，當(dāng)程序運(yùn)行時(shí)，單片機(jī)負(fù)責(zé)依序?qū)OM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、傳輸和顯示。為了對(duì)顯示數(shù)據(jù)的更新，可以通過RS-232串口，由上位機(jī)將要顯示的數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)，由單片機(jī)獨(dú)立完成顯示。1.2課題研究目標(biāo)和意

7、義本課題研究目標(biāo)就是實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)16x64點(diǎn)陣LED顯示屏[2]的顯示進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)漢字、數(shù)字、字母的多樣化顯示，最終實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣顯示屏的滾動(dòng)顯示。LED屏顯示系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，從證券交易、金融信息顯示到機(jī)場(chǎng)、港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示，從道路交通信息顯示到郵政、電信、商場(chǎng)購物中心等服務(wù)領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示，這些地方都需要LED顯示屏向人們傳達(dá)信息。隨著制造工藝不斷提高，同時(shí)制造成本逐年快速降低，LED顯示屏在戶外廣告媒體中會(huì)越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓虹燈、磁翻板等產(chǎn)品。在現(xiàn)代信息社會(huì)中，LED顯示屏作為甲板顯

8、示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無疑會(huì)有更大的發(fā)展。1.3本設(shè)計(jì)主要完成以下幾方面的工作：（1）學(xué)習(xí)LED顯示屏內(nèi)部硬件結(jié)構(gòu)；（2）設(shè)計(jì)單片機(jī)最小系統(tǒng)；（3）設(shè)計(jì)16x64點(diǎn)陣LED顯示屏的行驅(qū)動(dòng)和列掃描電路；（4）編寫軟件部分，通過proteus軟件實(shí)現(xiàn)單片機(jī)對(duì)16x64點(diǎn)陣LED顯示屏的控制。2LED點(diǎn)陣顯示原理2.1LED原理半導(dǎo)體發(fā)光器件