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基于单片机的动态电子广告牌设计毕业论文
目 录
摘 要 .......................................... 错误!未定义书签。 Abstract ........................................ 错误!未定义书签。 目 录 .......................................................... 1 1. 引言 ........................................................ 2
1.1 课题的背景及意义 .......................................... 2 1.2 国外研究现状及趋势 ........................................ 2 1.3 任务分析与实现 ............................................ 3 2. 硬件设计 .................................................... 3
2.1 硬件电路总体设计方案 ...................................... 3 2.2 单片机原理及应用 .......................................... 4 2.2.1 STC89C52单片机特点 .................................. 4 2.2.2 STC89C52单片机管脚说明 .............................. 5 2.3 单片机系统电路设计 ........................................ 7
2.3.1 时钟电路 ............................................. 7 2.3.2 复位电路 ............................................. 7 2.3.3切换按键电路设计 ..................................... 8 2.3.4 行驱动电路设计 ....................................... 7 2.3.5 列驱动电路设计 ....................................... 8 2.4 LED点阵屏设计 ............................................ 8 2.5 硬件电路原理图 ........................................... 10 3. 软件设计 ................................................... 12
3.1 编程语言介绍 ............................................. 11 3.2 程序流程图 ............................................... 12 3.3 子程序设计 ............................................... 13
3.3.1 中断服务程序设计 .................................... 13 3.3.2 显示程序设计 ........................................ 13
4. 系统仿真与调试 ............................................ 16 4.1 软件仿真 ................................................. 16 4.2 硬件焊接与调试 ........................................... 17 5. 总结与展望 ................................................. 20
5.1 总结 ..................................................... 20 5.2 展望 ..................................................... 20 参考文献 ..................................................... 21 附 录 ......................................................... 22 致 谢 ......................................................... 29
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1. 引言
1.1 课题的背景及意义
随着我国社会经济文化等的不断发展，民众的消费标准也在发生着不断的变化,户外灯箱广告更是扮演着越来越重要的宣传角色，在车站、商场、学校单位等场合都会见到霓虹灯之类的广告。但是传统的霓虹灯广告牌不管是在显示色彩效果、用电量还是在可修改性上都已经无法满足当今日新月异的社会需求，传统的霓虹灯广告在社会快速发展中需要更多的改进。
电子控制技术的高速发展和LED发光二级管制造工艺的进展为高亮度大屏幕的诞生创造了条件。由于LED显示屏相对于传统的霓虹灯之类的广告牌有很多方面的优势，所以发展很快，得到了广大应用厂商的认可。这一种刚刚兴起的LED大屏幕技术成为了广大民众目光的聚焦焦点。与之前的显示设备比较，首先，LED显示屏可以显示几乎所有常用色彩,色彩丰富，三基色的发光管可以显示全彩色，显示方式又是多种多样的,无限变化（文字、图形、动画、视频、电视画面等），这一个产品就集合了电子技术领域多个学科的相关知识，是一中高新技术产品。可以用来显示各种文字图形，并且可以与计算机相连接同步显示计算机屏幕的信息，相当于投影仪。其次，LED显示屏的像素点是LED发光二极管，将多个发光二极管以大小间距相同的排列形式组合成LED显示阵列，这种显示屏具有成本低、耗电量低、亮度和清晰度高、寿命长等众多优点，而且LED显示屏不受空间的限制，可以根据用户要求设计屏的大小，需要多大的尺寸就可以做多大的尺寸.具有全彩色效果，可视角度大，是这个信息时代在传播介质方面划时代的产物。最后，LED显示屏应用围很广，金融证券、股票炒股、银行利率等信息显示、商业广告播放、文化娱乐等方面，显示的效果亮度高且清晰稳定，越来越多的地方开始使用LED电子显示屏，有巨大的社会效益和经济效益。LED显示屏集众家之长，在国际领域得到了广泛的应用。
1.2 国外研究现状及趋势
LED显示屏发光效率高，能够很好的适应室室外等应用区域的环境，自上世纪90年代前期开始，随着LED制造业的技术水平有了新的进展，理论等相关技术框架基本形成，在国外得到大围多领域的应用。而在我们中国改革开放30年的发展之后，主要是进入上世纪90年代我国的经济得到了飞速的发展，快速的提高，经济发展的背景下各种商业信
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息的传播在整个市场上有很大需求，LED显示屏及时的出现很好的满足了当时社会和市场的需要，LED显示屏的研发与加工技术水平也得到了相应的提高，适用围领域也得以扩展。在LED显示屏快速发展的过程中，从开始出现到大围多领域的应用也是经历了一个过程，总的来说，LED显示屏经历了单色、双色到红绿蓝三基色全彩多灰度级显示的一个过程。目前关于LED显示屏的理论框架和相关制造加工技术等已经相当成熟，lED显示屏的像素点越做越小，红绿蓝三基色全彩屏的分辨率越来越高，并朝着高亮度、低功耗、大视角的方向发展。相关理论也日臻完善。
据CCID微电子研究所预计，在未来的5年时间，我国LED显示屏将在电信、邮政、金融系统、商业系统、交通系统、体育场馆等领域不断开拓市场，寻求新的发展空间以及应用领域，与此同时LED显示屏在市场上的需求正以大约平均每年30%的速度递增，发展趋势如下：1.高亮度、全彩化 2.标准化、规化 3.产品结构多元化发展。
1.3 任务分析与实现
本设计的任务是：以STC89C51单片机作为主控芯片实现LED显示屏信息的显示。屏幕规格为16*48，采用5VUSB电源供电，因LED功耗低，故有足够的驱动能力，而且STC89C52单片机有很好的稳定性，能够很好地实现信息的显示。本系统依赖稳定的硬件电路可以实现字符“**Disney**”的动态显示。并且通过按键的控制可以切换不同的滚动显示效果和不同的滚动速度。动态显示功能，可以做小型广告牌，本设计可以应用在大小店铺显示各种商品信息，因系统能够显示文字、简单图像信息，故足以满足大小店铺的显示需求。并且稳定性高、用电量低、亮度大。传统的电子广告牌动态显示使只有一种模式，本设计一改传统，设定了多种滚动模式。
2. 硬件设计
电子广告牌的硬件电路部分是基础部分，它包括电源部分、单片机系统、切换按键、行驱动电路、列驱动电路，LED点阵屏部分。本节将要对各部分模块的器件及工作原理作详细的介绍。
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2.1 硬件电路总体设计方案
复位电路 时钟电路 电源电路 图1-1 系统总体设计框图
MCU 控制 单元 显示模块 驱动模块 切换按键
2.2 单片机原理及应用
STC89C52是一种带8K字节可编程、高性能的CMOS8位微处理器，俗称STC89C52单片机，是典型的嵌入式微控制器。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。自上世纪70年代问世以来，已广泛应用在工业自动化、智能仪器仪表、机电一体化设备、汽车电子等各个方面[4]。
图2-2 STC89C51单片机
2.2.1 STC89C52单片机特点
(1) 看门狗
(2) 用异步串行口 (UART)
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(3) 用户应用程序空间：8K字节 (4) 有2个16位定时器/计数器 (5) 工作温度围：0 - 75℃
(6) 通SPI同步通信口，主模式/从模式 (7) 增强型1T流水线指令集结构8051CPU (8) 外部中断2路，下降沿中断或低电平触发中断 (9) PWM (4路）/ PCA（可编程计数器阵列） (10) 工作电压：3.4V - 5.5V（5V单片机） (11) 工作频率围：0～35 MHz (12) 无需专用编程器
(13) 可通过串口直接下载用户程序，而且下载迅速 (14) 外部晶体20M以下时，无需外部复位电路
(15) 通用 I/O接口可设置成四种模式，每个I/O口的驱动能力都可达到20mA，但整体不能超过55mA
(16) 时钟源：当用户在下载程序时，需要选择是使用部R/C振荡器还是外部晶体时钟
2.2.2 STC89C52单片机管脚说明
STC89C52单片机有40个引脚，32个I/O口引脚、4个控制引脚和4个电源及时钟引脚，其管脚分配如图2-3所示。
(1) VCC：接+5V电压。 (2) GND：接地。
(3) RST：复位输入。当振荡器复位时，要保持RST脚两个机器周期的高电平时间。 (4) P0口：P0口为一个8位漏级开路双向I/O口。当扩展外部储存器及I/O接口芯片时，P0作为地址总线（低8位）及数据总线的分时复用端口。P0口也可用作通用的I/O口使用，当需要加上拉电阻，这时为准双向口。
(5) P1口：P1口是一个部提供上拉电阻的8位双向I/O口，P1口缓冲器能够接收和输出4TTL门电流。当P1口管脚被写入1时，当部上拉为高时，可用作输入，当P1引脚被外部下拉成低电平时，将输出电流，这是因为部存在上拉。
(6) P2口：P2口是一个由部上拉电阻的8位双向I/O口，P2口缓冲器可接收和输出4个TTL门电流，当P2管脚被写入1时，其管脚被部上拉电阻拉高，作为输入。
(7) ALE/PROG：当访问外部的存储器时，地址锁存允许的输出电平将用于锁存地址的
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