重庆工商职业学院基于单片机的LED显示控制
毕业设计（论文）
题 目： 指导教师： 姓 名： 起止日期：
基于单片机的LED显示远程控制
陈军 学 号：
1303062
王亮
专 业： 应用电子技术 班 级： 应用电子技术一班
2015年11月1日至2016年5月1日
重庆工商职业学院基于单片机的LED显示控制
摘要
随着社会不断发展，LED在当今社会生活中的应用已经越来越多，越来越普及。它的高效、环保、节能、低成本等优点使它倍受青睐，在显示领域受到了广泛应用。然而目前采用有线方式传输、显示数据的LED点阵屏幕安装不便，移动性较差，另外，LED点阵屏尺寸多为整块固定的，安装时不能根据需要进行调整。针对以上不足，本课题研制了一种采用智能远程控制的新型LED点阵屏系统，系统通过无线方式进行通讯控制，同时，采用模块化LED显示屏设计，使得屏幕尺寸大小可以根据实际需要来拼装，提高其实用性，避免了上述LED显示设备的缺点。
文章首先阐述了智能远程控制LED显示设备的总体方案设计，根据功能应用将系统划分为五大模块，分别为上位机发送模块、无线发射模块、无线接收模块、显示模块、供电模块。然后详细叙述了各个模块的硬件设计和软件设计。硬件设计方面重点研究了LED点阵显示驱动电路的设计，软件方面重点研究了上位机与下位机的无线控制设计。最后，通过Proteus仿真了系统LED点阵显示部分，并制成了实验室原型，实现了系统的基本功能。
关键词：单片机；点阵LED；无线控制
重庆工商职业学院基于单片机的LED显示控制
目 录
第一章 绪论.
1背景知识……………………………………………………………………..1 1.2LED的种类应用及其发展历史…………………………………………..2 1.3无线通信技术研究现状及发展趋势 ……………………………………4
第二章 硬件设计方案
2.1 主要内容与意义………………………………………………………..5 2.2设计思想………………………………………………………………….5 2.3硬件选择………………………………………………………………….6 2.3硬件选择…………………………………………………………………..8 2.33LED驱动电路设计 ……………………………………………………9 2.4 AT89C52单片机介绍…………………………………………………..10 2.5设计连线………………………………………………………………….13 2.6实验仿真电路图………………………………………………………….14
第三章 软件设计方案
3.1 设计思想………………………………………………………………..15
第四章 调试运行结果……………………………………………16 第五章 现代LED显示智能控制的开发………………………18 第六章心得与体会……………………………………………….19
重庆工商职业学院基于单片机的LED显示控制
第一章 绪论
随着科学技术的发展,运用LED显示屏来显示信息越来越受到人们的青睐。它以亮度高、寿命长、功耗小、工作稳定可靠等优点迅速成为人们信息化生活中不可缺少的一部分。LED显示屏是利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成的大面积屏幕。它已经被广泛应用于各行各业,我们走在大街小巷,随处都可见它的身影。比如十字路口的交通指示灯,各大超市、商场门前的广告牌,银行、机场候客厅的显示牌,体育场的计分牌等目前大都是用的LED显示屏。在短短的近十来年中,LED显示屏迅速成为平板显示领域的主流产品,也是目前国际上通用的先进显示媒体之一。本论文主要介绍了基于STC89C51单片机控制LED点阵实现对汉字图形的智能显示的设计与开发。论文在介绍有关LED显示技术的理论知识的基础上,深入分析了8×8LED点阵显示屏控制电路的设计与开发,进而介绍了16×16LED点阵显示屏控制电路的设计和开发过程。在设计开发中,程序采用的是C语言编程；硬件电路采Protues软件进行了仿真,在仿真成功的基础上,最终实现了LED显示屏控制器,并在此基础上最终实现了LED显示屏扩展控制。本论文主要介绍的设计与开发主要工作内容有：1.用C语言编程实现单片机对LED显示屏的各种显示功能控制,实现对汉字、图形的智能显示。2.设计与开发控制器硬件电路,用Protues软件、keil软件等实现硬件电路的仿真和系统软、硬件统调。3.在仿真基础上绘制硬件电路布线图,制作LED显示屏控制器,并将程序下载到控制器中,实现对显示屏各显示功能的独立控制。
单片机因将其主要组成部分集成在一个芯片上而得名，就是把中央处理器、随机存储器、只读存储器、中断系统、定时器/计数器以及I/O接口电路等部件集成在一个芯片上[1]。 单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性能价格比，受到人们的重视和关注，应用很广、发展很快。单片机具有体积小、功能多、价格低廉、使用方便、系统设计灵活等优点[2]。因此，它应用广泛前景美好，它的实用性大大地提高了我对毕业设计的兴趣。 在我国，单片机的开发应用已有15年左右，已经形成一支庞大的技术开发队伍，为我国单片机应用积累了丰富的经验。随着电子技术、计算机芯片技术和微电子技术的飞速发展促进了单片机技术一日千里的变化[3]。 随着半导体技术的飞速发展，以及移动通信、网络技术、多媒体技术在嵌入式系统设计中的应用，单片机从4位、8位、16位到32位，其发展历程一直受到广大电子爱好者的极大关注。单片机功能越来越强大，价格却不断下降的优势无疑成为嵌入式系统方案设计的首选，同时单片机应用领域的扩大也使得更多人加入到基于单片机系统的开发行列中，推动着单片机技术的创新进步。 然而传统的单片机系统开发除了需要购置诸如仿真器、编程器、示波器等价格不菲的电子设备外，开发过程也较繁琐。来自英国Labcenter Electronics公司的Proteus软件很好地诠释了利用现代EDA工具方便快捷开发单片机系统的优势。它包括PROTEUS VSM（Virtual System Modelling）、PROTEUS PCB DESIGN两大组成部分，在PC机上就能实现原理图电路设计、电路分析与仿真、单片机代码级调试与仿真、系统测试与功能验证以及形成PCB文件的完整嵌入式系统设计与研发过程。 单片机系统作为一种典型的嵌入式系统，其系统设计包括硬件电路设计和软件编程设计两个方面， 其调试过程一般分为软件调试、硬件测试、系统调试3个过程。如果采用单片机系统的虚拟仿真软件——Proteus，则不用制作具体的电路板也能够完成以上工作。
1背景知识
1.1 LED的结构及发光原理50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有
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引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为P-N结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。
1.2LED的种类应用及其发展历史
LED(light emitting diode)是发光二极管的英文缩写，它是一种电致发光器件。目前，LED产业已经走过了它的发展初期和中期，普通LED的应用已经成为过去，高亮度LED的使用也已无需着力推广。另外，中小功率超高亮LDE亦已诞生，并正在以极快的速度走向应用。 显示方面，LED被广泛应用于电子电器、工业设备等各类产品的状态性能显(指)示，也被越来越多地制作成多媒体平板显示屏、交通信号灯等等。LED的应用虽然已经具有了很广的范围、很大的规模，但是,由于LED拥有很多社会应用所需的优点、相关技术也有很大的发展空间，因此，LED有着更为美好的前景。目前技术条件下，LED已经显示出了众多的优点与传统的显示媒介相比，有以下特点：
（1）是寿命超长，业内公认的平均值达10万小时，可期望目标将会达到25万小时； （2）是色彩丰富，LED已经实现了多个波长的单基色，有红、琥珀黄、黄、绿、蓝等，基本满足了应用领域对LED色彩的要求，随着更多新材料的开发，还会实现更多的基色及至全彩色；
（3）稳定可靠，在LED的寿命期内，LED 差不多都能稳定的工作，维护工作量极小；
（4）电气安全性高，LED一般工作在低电压(6-24V、小电流(10-20mA) 情况下，属弱电级 工作器件，有较好的电气安全性能；
（5）节能环保效率高，在同等亮度下，LED的耗电仅为普通白炽灯的1/10，而且不存在 有害金属汞污染等问题，符合社会发展趋势；
（6）应用灵活性好，LED可进行低压供电，也可110V/220V电源供电，加上单粒LED的 体积小(芯片更小)，只用3-5平方毫米，大大方便了工程应
（7）受控制能力强，现有的技术已经可以实现LED的亮度、灰度、动态显示，分 布控制等，是其它发光装置无可比拟的；
（8）抗震性能优越，LED的坚固、耐震、耐冲击性能，超过了目前所有其它类型的电光源 产品；
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