随着人们生活环境的持续改善和美化,在许多场合能够看到LED灯。在大型商场车站,地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示汉字或者图像。LED行业已成为一个快速进展的新兴产业,市场空间庞大,前景宽敞。LED显示屏是利用发光二极管点阵模型或者像素单元组成平面的显示屏幕。不但拥有彩丰富,组态灵活,能够适应室内外各种环境的特点,还具有发光效率高,使用寿命长的优势。LED显示屏经历了初期的不可更换显示内容,单,双的图文显示到现在的可随时更换显示内容,全彩的视频显示,历经进展,LED显示屏得到了广泛的应用和进展。 LED点阵显示屏概述
目前,国内的LED点阵显示屏大部分是单显示,其显示的内容相对较少,显示花样较单一。一样在产品出厂时,显示内容就差不多写入显示屏操纵系统中的EPROM芯片中,当需要更换显示内容时就专门困难,如此使该类型的显示屏使用范畴受到了限制。国内还有另一种LED显示屏——可编程序型LED显示屏,尽管增加了显示屏系统的编程能力,显示内容和显示花样都有所增加,但也存在着更换显示内容不便的缺点。随着社会经济的迅速进展,现在 的广告牌都存在着显示内容丰富,信息量大,信息更换速度快的特点。因此传统的LED显示屏操纵系统差不多越来越不能满足现代社会的需要。而利用PC机通信技术操纵LED显示屏,则具有显示内容丰富,信息更换更灵活等优点。LED点阵显示屏是通过PC机将要显示的汉字字模提取出来,并发送给单片机,然后显示在点阵屏上。单片机具有优异的性价比、体积小、可靠性高、操纵功能强,广泛应用在智能外表、机电一体化、实时过程操纵、机器人、家用电器、模糊操纵、通信系统等领域。
1.2 LED显示屏操纵技术状况
LED汉字显示的操纵系统要紧有输入接口电路、信号操纵、转换和数字化处理电路及其输出接口电路等,尽管包括的有关技术比较多,但关键技术是串行传输与并行传输技术、动态扫描和静态锁存技术等。
1.2.1 串行传输与并行传输技术
LED汉字显示屏的数据传输方式有串行和并行两种。,目前要紧采纳的是串行操纵技术,即显示屏每个单元内部的不同驱动电路和各级联动单元之间,每个时钟只传送一位数据,此方式可有效减少显示单元的数据传输驱动元件,从而提升整个系统的可靠性和性价比。 1.2.2 动态扫描与静态锁存技术
LED汉字显示屏实现显示信息的刷新技术有动态扫描和静态锁存两种方式。安装在室内的显示屏一样宜采纳动态扫描技术,也即是一行放光二极管共用一行驱动寄存器,按照共用一行驱动寄存器的发光二极管像素数目,能够分为1/4,1/16扫描等等。而安装在室外的显示屏大多使用静态锁存技术,也确实是每一个发光一级管都对应一个驱动寄存器,如此就不需要分时工作,保证了每一个发光一级管的亮度占空比为100%。因为动态扫描法能够有效减少操纵器的I/O口,应用广发,本毕业设计也采纳动态扫描。
1.2.3 自动检测与远程操纵操纵技术电渗析实验装置
LED汉字显示屏的构成复杂,安装位置,供电、周围亮度、环境温度等条件都直截了当阻碍着显示屏的正常工作与否。因此,在LED汉字显示屏的操纵系统中,不但需要对以上条件进行自动检测操纵,还要实现能够远程对显示屏的亮度,度,垂直位置,显示内容和工作方式的转换的操纵。
2 总体方案论证及设计
油田专用设备
本毕业设计要求利用单片机设计出LED汉字显示屏的操纵系统,本设计由四个部分构成:LED点阵显示条屏(LED驱动模块)、译码驱动电路和移位寄存系统(数据储备模块)、单片机操纵系统(PC机通信模块)。下面对各个模块的设计逐一进行论证比较。
2.1 LED驱动模块
磁卡电表 方案一:采纳静态锁存方式,每一个LED发光管的一端接至单片机的一个I/O口,另一端通过电阻连接到电源。此方案能够直截了当驱动LED,原理简单,驱动能力专门强,LED的亮度也能够通过限流电阻进行适当的调剂,专门方便,但此方案过于白费单片机的I/O口,只适合适用于较小的系统。
方案二:采纳动态扫描方式,通过三极管驱动并联在一起的LED发光管的一端(共阴或者共2端),LED发光管的另一脚连接通用I/O口,来操纵LED亮灭。这种方法能同时驱动较多的LED,方式灵活,能够节约单片机的I/O口资源。
比较两种方案,本设计采纳方案二。
2.2 数据储备模块
方案一:采纳静态RAM储备需要显示的内容,尽管静态储备器具有储备内容大,传输速度快的优点,然而断电后,其储备的数据就会消逝,因此不适合用于储备固定或者长时刻不变的数据。
方案二:采纳ROM储备需要显示的内容,ROM能够长时刻的储备信息,同时掉电后数据不丢失,此种方案适合储备不变的数据。
方案三:采纳串行EEPROM储备需要显示的内容。串行EEPROM技术几乎拥有了所有类型储备器的优点:不易丢失、可更新、高性价比、低功耗。普遍适合应用于各类工业测控系统。在速度要求不是专门高的情形下,串行EEPROM(暂定使用24C256)是比较理想的选择。
以上方案,第三种方案有明显的优点,因此选择方案三。
2.3 本设计任务
综合以上技术选择的论述和LED的进展趋势,本设计将以AT89C51单片机为核心,采纳串行传输、动态扫描技术、制作一款拥有PC机通信功能的,模块化LED多功能汉字显示屏。
2.4 总体硬件组成框图
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3 系统硬件设计
为使该模块化LED显示屏显示屏操纵系统具有更加方便的有用性和灵活性,需要对系统的各个硬件进行精心设计。其中硬件电路包括LED点阵显示条屏、译码驱动电路、移位寄存系统、单片机操纵系统等。电子鸽钟
3.1 LED点阵显示条屏的硬件设计
LED驱动模块是LED显示屏设计的关键部分,其驱动电路的设计合理与否直截了当关系到LED显示屏的亮度、稳固的重要指标。本设计中LED的驱动采纳三极管和74LS154实现的。
3.1.1 74LS154的简单介绍
74LS154是一个4—16译码器,要紧电特性的典型值如下: