1、 学科分类号 0806 本科生毕业论文(设计)题目（中文）： LED 点阵显示屏驱动器的设计与实现 （英文）：The Design and Implementation of LED Dot Matrix Display Driver 本科毕业论文（设计）诚信声明作者郑重声明：所呈交的本科生论文（设计），是在指导老师的指导下，独立进行研究所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已近注明引用的内容外，论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的成果。对论文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确的方式标明。本声明的法律结果由作者承担。本科生论文（设计）作者签名：年 月 日I目 录摘 要
2、 .III关键词 .IIIAbstract.IIIKeywords.IV1 引言 .12 总体设计方案 .32.1 设计任务与要求 .32.2.1 基本要求 .42.2.2 发挥部分 .43 系统硬件设计 .43.1 整体电路 .43.2 AT89S52 单片机最小系统 .63.3 标准 08 接口 .73.4 键盘模块 .93.5 LED 显示模块 .93.6 列驱动模块 .103.7 行驱动模块 .114 系统软件设计 .124.1 显示驱动程序 .124.2 汉字字模的提取方法 .134.3 程序流程图 .144.4 显示子程序 .165 系统调试与分析 .185.1 硬件调试 .185
3、.2 软件调试 .19II6 总结 .20参考文献 .21致 谢 .23附录 .24附录 A 实物显示效果图 .24附录 B 主程序 .24IIILED 点阵显示屏驱动器的设计与实现摘 要本文设计了一个以整机为美国 ATMEL 公司生产的 40 脚单片机 AT89S521为控制核心，以一个 64*32 点阵模块控制器，根据 标 准的 08 控制接口要求，可以驱动市面上常见的 16 扫单色显示屏，显示汉字、英文、阿拉伯数字及其他信息等。同时通过调用 HZK16*16 标准汉字库文件读取字模的方法，把汉字从上位机发送到 LED 显 示屏控制卡上。整个系统提供外部扩展，包括常规点阵控制器模块。该系统
4、实现了 1/16 扫描驱动电路等功能，并能通 过 PC 机串口修改程序对显示信息进行控制更新，具有刷新速度快、亮度高、功耗低等特点。关键词LED 点阵 控制器；AT89S52；1/16 扫；08 接口The Design and Implementation of LED Dot Matrix Display Driver AbstractThis paper has designed a machine based on the model which is produced by ATMEL company in the United States with a 40 feet MCU A
5、T89S52 as the control core, 1 and a 64 * 32 dot matrix module controller, so according to the requirements of the standard 08 control interface, it also can drive the common on the market of 16 IVmonochrome display, display Chinese character, English, Arabic Numbers, and other information, etc. At t
6、he same time, by adopting the method of reading Chinese characters from the HZK16 * 16 standard documents, and the Chinese characters from the upper machine sent to LED display control card, the entire system also provides the external expansion, including regular lattice controller module. This sys
7、tem has realized the function of updating the controlling of 1/16 scan driver circuit, and it also obtains other functions, such as ,and with a faster shuabing, a higher brighter and a lower energy-need and waste, etc.Key wordsLED dot matrix controller; 89S52; 1/16 sweep; 08 Interface11 引言LED(light
8、emitting diode，发光二极管)是六十年代末 发展起来的一种半导体显示器件。七十年代，随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和 P 一结形成技 术的研究进展，发光二极管在发光颜色、亮度等性能方面得以提高，并迅速进入批量化和实用化。进入八十年代后，LED 在发光波 长范围 和性能方面大大提高，并开始形成平面显示产品即 LED 显 示屏。由于 LED 具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、工作性能稳定以及在室内室外适应力强等优点，且 LED 显示屏的最大特点是不受面积的限制，可以达到几十甚至几百平方米以上，应用于室内外各种公共场所显示文字、图形、动画、视频图像等各种信息。LED 显示屏的 应
9、用涉及到社会 经济的许多领域，主要包括：机场、港口、车站旅客引导信息显示；证券交易、金融信息显示；邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示；道路交通信息显示；高校教学管理信息发布显示；文艺演出和体育比赛；室外产品广告及信息发布。除单一大型户内、户外显示屏作为广告媒体外，国内一些城市还出现了集群 LED 显示屏广告系统。另外，自 2000 年后随着高亮度 LED 产 品亮度与效率增 进，可携式产品（如手机、 PDA、数字相机等）大量使用作为产品屏幕或按键光源，配合可携式产品市场成长，使得可携式产品成为 LED 最大应用市场。随着 电子技术的发展，LED 点阵书 写显示屏是信息 传播
10、一种重要手段，成为现代化社会的一个闪亮标志，它的广泛应用将是一种趋势。因此，在科技以日新月异的速度向前发展，经济全球一体化的社会中，LED 点阵显示技术发2展前景乐观。作为一种新型的发光体，LED 自诞生以来就倍受关注。特 别是进入 21 世纪后，世界面临严重的能源、环境危机，在发达国家，照明用电占总用电量的 20%；我国的照明用电约占总用电量的 12%，至 2010年，我国照明用电将高达 3000 亿度，相当于三峡水电站完工后的年发电量的 3 倍以上。而目前我国的发电主要还是依靠火力，对于环境的污染非常严重，这就需要改进现有的照明设备，提高其效率。而半导体照明作为新兴的发光体，具有电光效率高
11、、体积小、寿命长、电压低、节能和环保等优点，是下一代照明的不二之选。根据各种照明器件的效率，可以得出，LED 与传统的白炽灯、日光灯相比，在电光效率、寿命上占有绝对的优势，一旦在成本、光效上取得突破，将很快占领照明市场。因而，现今不管是国内还是国外我们都是围绕先进的LED 技术做 进一步研究。目前我国的信息行业发展迅速，作为主要平面显示媒介的 LED显示屏的作用也越练越广泛，相关的从业人员也会越来越紧缺。但同时应该清楚的认识到我国的 LED 技术虽然发展迅速但和世界先进水平还有一定的差距。因此本设计课题不论是对自己的就业还是对我国 LED 显示技 术的发 展都有非常现实与积极的意义。在设计本课
12、题时本人查阅了大量的书籍和相关知识使我能够掌握 LED 点阵显 示驱动 的基本显示原理和设计方法，对 LED 显示屏这个行业有了较为深刻的了解和认识。并且对大学期间所学习的一些理论进行了实践，使我对所学过的理论知识有了新的认识。并且通过本3设计课题学习掌握 AT89S52 单片机的控制功能和用它作为主控单元完成许多设计目标的方法。熟悉 AT89S52 单片机软件编程。且能掌握使用 AD 进行电路设计 和制图的方法步骤。为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。因此，学习 LED 点阵显示驱动与工程技术很有必要。本文通 过设计一个可显示文字与图形的 64*32 点阵控制器来学习和熟悉 LED的
13、使用。本文采用 89S52 单片机 为核心，在软件编程中采用 C 语言，显示时采用点阵显示。讲述了 LED 点阵显示驱动的基本原理、硬件 组成与设计、程序编译与下载等基本环节和相关技术。2 总体设计方案2.1 设计任务与要求本系统由 AT89S52、16 个 74HC5952、16 个 74HC1383及 LED显示屏为核心组成的点阵式 LED 汉字显示屏，主要由 24MHZ 晶振电路、复位 电路、 89S52 单片机、点阵阳极驱动电路、点阵阴极驱动电路、64*32 显 示屏 6 部分组成。采用的 AT89S52 单片机最小化应用设计， P1 口作为 I/O 口，输出行数据和控制信号， P2
14、口作为 I/O 口，与“写” 控制信号配合，输 出列控制信号。LED 显示采用动态扫描方式实现，控制电 路部分由 4 片 74HC138 和 2 片 74HC595 传输信号，传输出来的信号通过 74HC595 输出，再通过编译最终达到依次显示汉字的目的。而接口部分，一般采用 08 接口，如果需要不同的接口类型，可以根据 08 接口为基础进行转接，这也是本系统采用 08 接口的原因4之一。 2.2 设计要求2.2.1 基本要求（1）显示区域：64 点*32 点，单色；（2）通过上位机修改显示内容；（3）能存储 16*16 点阵汉字数不少于 64 个；（4）按键可改变显示内容；（5）可兼容 T1
15、2 和 T08 显示屏单元板。2.2.2 发挥部分（1）LED 显 示屏亮度连续 可调；（2）实现信息的左右滚屏显示，预存信息的的定时循环。3 系统硬件设计3.1 整体电路本系统由 AT89S52、16 个 74HC595 及 LED 显示屏为核心组成的点阵式 LED 汉字显 示屏，主要由 24MHZ 晶振电路、复位电路、单片机、点阵阳极驱动电路、点阵阴极驱动电路、64*32 显示屏 6 部分组成。采用的 AT89S52 单片机最小系统设计，P1 口作为 I/O 口，输出行数据和控制信号，P2 口作为 I/O 口，与 “写 ”控制信号配合，输出列控制信号。LED 显示采用动态扫描方式实现，控制 电路部分由 4 片74HC138 和 2 片 74HC595 传输信号，传输出来的信号通过 74HC595输出，再通过编译最终达到依次显示汉字的目的。系统整体电路如图3.1 所示：
