文档介绍：…………………………装………………………………订………………………………线………………………………………………………………
LED点阵电子显示屏的设计
简述:LED点阵显示系统,以AT89S52单片机为核心,由键盘控制模块、串口通信模块、LED屏幕显示模块等组成,实现了对星期、年月日、时分秒的显示、本系统不仅可以实现题目要求的基本功能,同时发挥部分也能得到完全的实现,最主要是通过对PC机的实时修改和键盘控制,都能实现LED显示屏内容的改变,并且有一定的创新功能。
关键词:LED点阵电子显示屏 单片机 键盘控制
一、选用器材
Led8*8点阵屏绿色5个,74LS373三态输出的八D 透明锁存器型号,tPd PD5个,带公共端的8电阻排(排阻)1个,AT89C52单片机1个,74LS138型号3线-8线译码器1个,石英晶振1MHz1个,电容30pF3个,电阻10K欧1个,按钮6个,+5V电源1个
二、设计方案
1、实验功能
从实验功能的实现上我们考虑的是:首先要满足基本的要求,例如显示时分秒,年月日,可修改,除此之外我们还考虑到一些比较美观的而且使用的功能,例如信息的左右滚屏循环显示等。以下便是我们的实验功能部分的内容。
(1)实验部分
实验功能1:自制一台简易8行*32列点阵显示的LED电子显示屏,能显示数字。
实验功能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
实验功能3:实现实时时间的显示,显示屏数字显示,时:分:秒,例如(12:24:30);星期的显示,例如(SUN.);年月日的显示,例如(20110504)。
实验功能4:显示屏通过按键切换显示星期,年月日,时间。
(2)发挥部分
发挥功能1:实现信息的左右滚屏显示,预存信息的定时循环显示。
发挥功能2:信息具有掉电保护。
发挥功能3:实现和PC机通讯,通过PC机串口直接对显示信息进行更新。
发挥功能4:其他发挥功能。
2、总体方案
(1)工作原理
利用单片机AT89S52作为本系统的中控模块,通过其自身的程序,把数据传输到显示模块,实现日历的显示。点阵LED电子显示屏显示器为显示模块,把单片机传来的数据显示出来,并实现滚动显示。同时,按键模块可以用来实现各种模式的切换以及操作。
(2)总体设计
以下为该电路的整体电路图设计方案:
图1 系统总电路图
该电路以LED为核心,配合52单片机以实现时间显示功能。点阵LED电子显示屏显示器为主要的显示模块,把单片机传来的数据显示出来,并且可以实现滚动显示。在显示电路中,主要靠按键来实现各种显示要求的选择与切换。主要分成显示模块,复位模块,晶振模块等模块。
3、方案论证
(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,即将每个二极管的状态分别用1和0表示,0则无电流,为暗,1则有电流,为亮。若给每个二极管一个驱动电路,一个图像输入后,所有LED的状态保持到下一个图像。对于静态显示方式,所需的译码驱动装置很多,引线多而负责,成本高,可靠性也低。
方案二:动态显示,即对每一个LED屏进行分割,对组成图像的各个部分分别显示,这样利用人眼的暂留效应和发光二极管发光时间的长短,也同样可以实现显示功能,这样就可以避免静态显示出现的问题。但是,设计上如果处理不当,容易造成图像闪烁的问题,因此合理的涉及要保证驱动电路容易实现而且保证图像稳定补闪烁。动态显示采用多路复用技术的动态扫描显示方式,我们发现,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大于等于1ms时,显示亮度好,无闪烁。
鉴于以上原因,我们采用方案二。
(2)数字时钟
本实验采用软件实现数字时钟。原理为:在单片机内部存储器分别存放时钟的年、月、日、时、分、秒、星期的信息。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,则清零且相应的分值加1;若分值达到60,则清零且相应的时值加1;若相应的时值达到24,则清零且相应的日值加1;若相应的日值分别达到29,30,31时,根据判断来增加月值;若相应的月值达到12时,清零且年值加1。此方案硬件电路简单,但单片机不上电则程序不执行,而且时钟精度不是很高。
(3)显示接口芯片的选择
方案一:采用并口输入,占用大量I/O口。
方案二:采用串口输入,使用少量I/O口,但传输速度稍微慢了一些,但是不影响显示质量。于是我们采用TI公司的DMOS器件TPIC6B595,其最大特点是驱动功率大,可直接做LED的驱动。
鉴于以上原因,我们采用方案二。
(4)串口通信芯片的选择
方案一:采用1488或1489芯片实现电平转换,但在使用中发