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移动车库门显示屏控制系统设计 (毕业设计64页、20292字+程序+图)摘 要：伴随着当今高度发展的信息时代，传统的移动车库门显示屏控制系统已经不能满足人们对信息显示的需要。当今涉及电子电路、集成电路、信息图象处理、信息传输及电子产品安装工程等相关技术的LED显示屏在信息领域显得尤为活跃，在各行业的应用和普及方面也取的了长足的进步。本文设计了一款基于AT89S51单片机的简易LED显示屏。该显示屏系统采用PC机加单片机组成的上下位机方式。其中PC机用于更新信息数据，单片机用于控制硬件扫描及显示电路，上下位机之间采用RS-232通信标准。系统软件是由用C++ Builder 编写的上位PC控制及通信软件和C语言编写的显示屏控制软件两部分组成。硬件处理器选用AT89S51。显示屏可以显示1个16×16点阵汉字，显示方式有上移、下移、左移、右移、替换。关键字：单片机；LED点阵；RS-232；The design of the control system about the mobile garage door display screenAbstract：With the high development of communication in our society, the traditional display system of mobile garage door does not meet the need of people to information display. Nowadays, LED large screen include so many kinds of technique such as electrocicruit, integrate circuit, image manipulation，information transfers and electronic manufacture technology and engineering has become more and more active in the information field, and so make a great progress with application and popularization in every walk of life. This paper design a project of a simple LED display screen system based on AT89S51 MCU. The display system mainly consists of PC and MCU, the communication data is renovated by PC, the hardware scan circuit and display circuit are controlled by MCU. The communication depends on RS232C interface standard. The system’s software consists of two parts, one is used to control and communication which is based on C++ Builder language, another is used to control the display which is based on C language. Hardware is based on AT89S51. The display screen can display a Chinese character with the lattice of 16×16. Display way includes up, down, left, right and words: MCU, LED dot-matrix, RS-232目 录第1章 绪 论 课题的背景及意义 课题的背景 课题的目的和意义 国内外研究现状及发展趋势 国外研究现状 国内研究现状 发展趋势 论文的主要内容 3第2章 LED显示屏系统原理 LED器件的工作原理 LED发光二级管的基本原理 LED器件的驱动 基于LED显示屏的大屏幕显示系统的组成 大屏幕LED显示系统的组成 主要组成部分功能介绍 简易LED显示屏系统的硬件组成 简易LED系统的软件系统 9第3章 系统硬件设计 整体设计分析 处理器选取原理及功能介绍 芯片选取原理 处理器系统功能介绍 行驱动电路设计 列驱动电路设计 列驱动方案比较 列驱动方式选择 数据存储器接口设计 数据存储器芯片介绍 数据存储器接口连接 串行接口电路 20第4章 系统软件设计 上位机系统软件设计 下位机系统软件设计 显示屏控制软件设计 LED动态扫描程序设计 特效显示程序设计 上移方式显示 下移方式显示 左移方式显示 右移方式显示 . 汉字提取程序设计 29第5章 系统调试 硬件调试 LED显示屏调试 驱动电路调试 串口通信电路调试 软件调试 下位机软件调试 上位机软件调试 33结 论 34致 谢 35参考文献 36附录1 系统实物图 37附录2 硬件电路图 38附录3 程序代码 39第1章 绪 论 课题的背景及意义 课题的背景电子显示屏是以发光二极管为显示材料，结合计算机控制技术与图像处理技术的高亮度显示设备。发光二极管简称LED（Light Emitting diode），是利用半导体P-N结电致发光原理产生红、绿、蓝等颜色。LED具有高亮度、色彩鲜艳、稳定性好、功耗低、发光效率高、寿命长等优点。LED电子显示屏作为继电视、广播、报纸、杂志之后的“第五大媒体”，且因为它与电视墙、等离子显示器、磁翻板、霓虹灯等媒介相比具有上述优点，而广泛应用于各类场所。早期的LED只有红色或绿色，因此只有单色或双基色。1993年，本亚化学工业株式会社（NICHIA）开发出炼色高亮度发光二极管，从此显示屏开始进入全彩色时代[1]。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍行、工业企业管理和其它公共场所。因此，LED显示屏具有非常强大的市场空间和前景，现在国内外很多公司也在大力研发和生产LED显示屏。 课题的目的和意义 本课题主要目的是设计一款基与51单片机的简易LED显示屏，实现汉字的上、下、左、右和静态显示。通过该课题，可以学习到有关51单片机、LED显示屏、串口通信等知识。了解LED显示屏的行业动态和发展趋势。可以提高动手能力、编程能力、自学能力等。同时，通过具体的毕业设计项目，对大学学习的知识也是一个很好的检验机会。 国内外研究现状及发展趋势 国外研究现状在2007年3月的德国汉诺威CeBIT 2007展会上，三星公司正式向外界展示了一款全新的30英寸LED显示器，这款型号为三星SyncMaster XL30的LED显示器拥有高达123%的色域值，成为名副其实的全球最佳色彩平板显示器。一般的平板显示器都使用CCFL（冷阴极荧光灯管）作为背光源，受到物理特性的局限，色域值通常难以突破100%，而这款三星XL30采用LED灯管作为背光源，光线的波长达到了显示更纯净、更真实色彩的要求，可以显示更加自然的色彩范围，所以它的色域值也最大，尤其能够表现出更大范围的绿色、红色和更加纯粹的黑色。Adobe RGB色彩标准已经成为了数码摄像和数码打印的行业标准，大多数的液晶显示器都无法表现出完整的sRGB色彩空间，与之相比，三星XL30 LED显示器的表现已经完全覆盖并且超越了sRGB和Adobe RGB色彩空间。三星XL30LED显示器内置了三星专业的“FPGA”处理芯片，能够完美再现高速的14BIT图像。随机配置的自然色彩专家（Natural Color Expert）软件允许用户根据需求自行改变显示器的设置，另外Calibration软件则能够在数码设备、Gamma值、色温和白平衡的设置之间提供统一标准，可令所显示的色彩完全对等于真实色彩[1]。 国内研究现状我国LED显示屏产业自90年代以来，在规模迅速发展的同时，产品技术也推陈出新，一直保持了在该领域内比较先进的水平。早在90年代初，国产的LED显示屏就具备了成熟的16级灰度、256色视频控制技术和无线遥控等代表了当时的国际先进水平的技术。近几年，在全彩色LED显示屏、256级灰度视频控制技术、集群无线控制、多级群控技术等方面，国内企业均拥有了居行业先进技术水平的产品。这些产品被广泛应用于交通警车、汽车、车站、码头、体育、广告、银行、证券、商场、邮政电讯、机关单位等领域，具有良好的收益前景[2]。 发展趋势（1) 高亮度、全彩化蓝色及绿色超高亮度LED产品出现以来，成本逐年快速降低，使LED全彩色显示屏产品成本下降，推广速度加快。同时，随着控制技术的发展和屏体稳定性的提高，使全彩色LED显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求。 (2) 产品结构多样化 随着信息化社会的形成，信息领域愈加广泛，LED显示屏应用前景更为广阔。预计大型或超大型LED显示屏为主流产品的局面将会发生改变，适合于服务行业特点和专业性要求的小型LED显示屏会有较大提高，面向信息服务领域的LED显示屏产品门类和品种体系将更加丰富，部分潜在市场需求和应用领域将会有所突破，如公共交通、停车场、医院等综合服务方面的信息显示屏需求量将有更大的提高，大批量、小型化的标准系统LED显示屏在LED显示屏市场总量中将会占有多数份额[2]。 论文的主要内容本论文以LED大屏幕显示系统设计思路为前提，提出了基于51单片机的LED点阵简易显示屏设计方案。论文详细论述了简易LED显示屏的硬件设计原理，LED显示屏扫描驱动原理，单片机控制电路的软件设计方法，PC上位机控制及通信软件的设计，以及特效显示方式软件的设计方法。

通信么，采用rs232电平转换芯片，就可以使用计算机和89c51进行串口通信了。你想断电保持数据的话，你的电路必须采用数据保持存储器，可以采用flash芯片（比较贵）或者串行的EEprom芯片比较便宜，这些都是断电也保持数据的。也可以采用Ram+记忆电池（电池断电就没数据了）。程序的话，写好串行通信和数据保存读取的程序。点阵显示程序我就不提了。如果你的设计带字库的话，你上位机穿的数据，每双字节就是1个汉字了。

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，它是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由三部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子，中间通常是1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。而光的波长也就是光的颜色，是由形成P-N结的材料决定的。 你所说的变色指的是全彩的LED灯吧！ 全彩LED的主要工作原理是：是由红绿蓝三基色混色实现七种颜色的变化，采用输出波形的脉宽调制， 即调节LED灯导通的占空比，在扫描速度很快的情况下,利用人眼的视觉惰性达到渐变的效果。给你个参考，有用的，去看看吧！

简单地说在一块本征半导体的两边通过不同的掺杂分别做成P 型和N 型半导体。P 型半导体中空穴为多数载流子，N型半导体中电子为多数载流子。由于浓度差，这两种载流子会自发向对方区域扩散。因为空穴带正电，电子带负电，所以两种载流子会在交界面复合，从而在交界面两侧形成一个空间电荷区，其电场方向由N 指向P，这就是PN 节。这个内电场的形成阻碍了多数载流子的扩散运动，因此一定温度下PN 节的尺度是确定的(见图1)。

当PN 节外加正向电压时（P 型半导体接电源正极，N 型半导体接电源负极），外电场与内电场作用，总的效果是削弱内电场，从而空穴和电子可以再向对方区域扩散形成稳定的电流。此时高能态的电子与空穴复合时就把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转化成光能（见图2）。当然在发光二极管的PN 节上加反向电压（P 型半导体接电源负极，N 型半导体接电源正极），由于内电场被加强，所以进一步阻止了多数载流子的扩散运动，电路不能导通就不能发光。

值得注意的是，不是所有的半导体材料都能用来做成发光二极管的，目前用得较多的是GaP(磷化稼)，GaAsP(磷砷化稼)等。通常的LED 结构见图3。

参考文献：《LED 原理与应用》   杨先  大众科技  2010 年第12 期