畢業設計說明書正文LED顯示屏設計

2022-10-01 13:48:03 字數 3378 閱讀 7483

隨著現代科學技術的進步,科技產品的創新呈現出蓬勃發展的趨勢,在資訊科技日新月異的20世紀末期,led顯示屏作為一種很具有代表形的電子產品開始進入我們的日常生活,它主要是由多個發光二極體封裝組成。led顯示屏在現代社會中有諸多的作用,可以用來顯示多種多樣的圖案和文字等,廣泛應用於廣告以及指示等多個領域,為現代化城市加上了一抹美麗的風景。

led燈誕生於2023年的日本,在20世紀末21世紀初,其得到了快速和長足的發展,並成為了資訊領域一種不可或缺的資訊媒介。led顯示屏已經被廣泛的應用於世界各國。led顯示屏的主要生產企業基本都分布在歐洲、美國、日本和中國。

在led誕生後,我國在這一領域也加快了研究的步伐,現在我國應用led的技術和生產水平已經達到世界先進水平。隨著科技和資訊化水平的提高,對led顯示屏的需求將會不斷地提高將,主要由以下的特點:

(1)全彩化和高亮度化

在led顯示屏誕生之初,主要以單色調為主,表現形式較為單一。隨著科技的進步, led顯示屏已經能實現全彩色,並且全彩化已經成為了led顯示屏發展的重要方向。基本能可滿足使用者的各種要求。

並且全彩顯示屏還有節能環保的特點。在今後的時間裡,led全彩顯示屏將逐漸的取代傳統的資訊媒介例如橫幅等。

(2)規範化和標準化

伴隨著led生產工藝的的成熟和材料技術的提高,並在很好的解決了價效比問題後,led顯示屏的生產和創新將逐步出現的規範化和標準化的特點。

(3)產品結構多樣化

隨著現代資訊科技的快速進步和發展,led顯示屏將逐步的被應用於現代社會的各個領域。傳統led顯示屏的特點主要是大型或超大型,被這種特點主導的現狀將逐步的被打破。led顯示屏的生產將呈現出小型化與專業化的特點,這樣能較好的與現代服務業和資訊領域相適應,在很多的潛在市場比如學校、醫院、車站等都能得到長足的發展。

其中本次設計涉及到zigbee無線通訊,而zigbee 是基於 ieee802.15.4 標準的低功耗個域網協議。

zigbee的實質是一種無線通訊技術。它具有特點是距離短,功耗低的。更準確的說明,它就是一種物美廉價的無線組網通訊技術。

zigbee的無線網路在現在的運用十分廣泛,提供更多的資訊和控制能源使用。為使用者提供更好的服務和選擇機會,更好的管理資源。實現家居自動化——提供對照明,製冷採暖,安全與娛樂系統更靈活的衝擊。

實現工業自動化——擴大現有的生產和過程的控制可靠性。

zigbee技術具有資料吞吐量小、投資小、安全係數高的特點,目前zigbee無線網路技術已經被廣泛的應用於各個領域。在未來的時間裡,其主要會被應用於樓宇聲光自動化控制、工業自動化控制、農業自動化控制以及醫療和家庭行業等,作為與我們生活最息息相關的家庭領域,zigbee有著廣泛的市場空間,例如在家用電器自動化控制、家庭安保系統等方面都能有著很好的應用。

與其他的通訊協議相比較,它具有明顯的優勢。比如對協議複雜性要求低,對資源要求少,低功耗,延時短,傳輸可靠性高等等的各種特點顯而易見。

此次設計就運用了zigbee的一點方面。是一種基於stc89c52微控制器的16*16點陣顯示屏加上zigbee無線通訊調控。其中由zigbee終端發射訊號,協調器接受訊號通過串列埠輸送到51微控制器中。

微控制器接受訊號並判斷 。在整個系統中,由stc89c52作為主控晶元,設計中使用4塊8*8單紅色點陣屏成16*16點陣屏。通過微控制器連線三極體來控制顯示屏的行方向的控制。

而列方向的控制採用兩片序列輸入八位並行輸出的74hc595移位暫存器級聯來控制。最後通過快速的動態重新整理而顯示出設計要求需要的內容,即達到動態顯示的目的。

此次設計以微控制器為核心,外部則由控制電路、掃瞄電路、顯示電路等組成。外圍再配上zigbee無線通訊調控,串列埠調控,最終來完成led大螢幕的顯示。

方案一:

方案二:

把系統硬體分為四個部分:zigbee無線通訊調控、控制電路、掃瞄電路、顯示電路。首先,通過zigbee的終端發射訊號,再通過zigbee的協調器接收訊號命令碼通過串列埠傳給微控制器。

然後通過開關按鍵來控制預先儲存在微控制器內部的顯示內容,再是通過微控制器stc89c52的i/o口把資料傳遞出去。其次,把從微控制器stc89c52的i/o口輸出的資料分別接到行掃瞄電路和列掃瞄電路上。最後,把行掃瞄電路的輸出端接到led點陣顯示屏的行控制端。

把列掃瞄電路的輸出端接到led點陣顯示屏的列控制端從而來完成該功能的顯示。方案設計思路框圖如圖2.1所示。

圖2.1 led顯示屏設計框圖

此次設計的題目要求為led顯示屏的控制設計。通過設計4個8×8點陣,畫素直徑5mm的紅色led模組拼接成16×16點陣的led陣列。這樣每個16×16漢字能夠獲得12×12cm的顯示尺寸,因此在50公尺處仍能清晰閱讀。

本設計要求整個螢幕能顯示出一系列漢字,則需要用使用16*16紅色點陣滾動顯示。

因為在微控制器的市場上,使用最廣泛的仍然是51微控制器。所以此次設計選擇的是51微控制器中的stc89c52微控制器。首先利用zigbee無線遠端調控。

再利用微控制器和移位暫存器的基本功能來設計出led顯示屏漢字滾動的顯示。

因為方案一的電路以及軟體的設計較為複雜繁瑣,所以相比之下選擇方案二較為明智。

此方案通過主控電路控制完成led點陣顯示屏的漢字滾動顯示,主控制器使用stc公司生產的微控制器stc89c52。本設計的最終目的是要通過乙個16*16的led點陣顯示屏顯示一串漢字的滾動顯示。通過程式編寫器把編好的程式**到stc89c52微控制器中。

把微控制器stc89c52的p1口作為列選訊號的輸入端,而把p0和p2口的全部16個i/o口作為行選訊號的輸入端。主電路設計如下圖3.1所示。

圖3.1 控制電路圖

(1)時鐘電路

stc89c52中形成高增益反相放大器,乙個內部振盪器,引腳xtal1和xtal2是放大器,像一塊石英晶體或陶瓷諧振器的放大器輸入和外部元件。振盪電路參見圖3.2。

圖3.2 振盪電路圖

(2)復位電路

(1)行輸出電路

本設計採用掃瞄方式進行顯示,由微控制器p0口和p2口給出行選通訊號,從第一行開始,按順序依次對各行進行掃瞄。另一方面,根據鎖芯的每個資料確定相應的列驅動器,防火線對應的led柱;柱未接通,相應的led,掃瞄線連續。當時間結束後,按照同樣的方法表明,在每一行掃瞄(從第一線,迴圈掃瞄),和乙個週期開始,直到掃瞄。

掃瞄時間小於人眼和0.04秒的持續時間,不容易感覺到閃爍現象。行掃瞄電路圖如圖3.

3所示:

圖3.3 行掃瞄電路圖

(2)列輸出電路

列的訊號傳送到74hc595晶元11,12,和14腳通過晶元的p1口..11腳的移位時鐘輸入,12針與鎖存時鐘輸入,14針的資料序列輸入移位暫存器的功能。每乙個74hc595晶元對應乙個led模組。

第一,移動訊號控制資料輸入的第一行,當一行的所有資料轉移到後,有乙個鎖存訊號,資料鎖存輸出到led模組。同時,乙個高水平的陽極光輸入的第一行,第一行。光的第一行中,並把資料輸入第二行,第二行移到後,乙個鎖存脈衝,和共陽極高水平的一線消失,第二行共陽極輸入高電平,驅動第二行顯示,第一行…那就是,每一次在光的同時,改變資料的第二行的輸入,led點陣顯示保持畫面的連續。

列控制電路圖如圖3.4所示。

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