毕业设计----LED显示屏控制系统的分析与设计
毕业论文(设计) 题目LED显示屏控制系统的分析与设计
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前言
一、问题的提出：
用于图文显示的LED 显示屏，如果只显示一些图形、文字，而对图像、动画以及信息的实时显示要求不高，而且信息的内容和屏与屏切换相对比较稳定，不需要固定计算机实时服务，只需要在控制显示屏的单片机中加入存储块，实现信息的保存功能。通过无线发射机和无线接收机进行数据的传输，达到对LED 显示屏的控制。
二、论文的主要研究内容:
通过软件编辑实现图文编辑与传输。采用习惯的Windows 窗体，开启文本编辑区，完成图形和文字的编辑工作。在控制系统中实现字模的提取与保存，无需在单片机中加入汉字库。通过采用PC 与无线发射机串行通讯方式，无线接受机接收信息发送给LED 显示屏，从而完成信息的传输。
通过对点阵模块和控制电路的分析，确定LED 显示屏的部件构成;通过对单片机及智能控制模块的分析，确定LED 显示屏的组成结构和扫描驱动方式，实现LED 显示屏的显示。
三、本课题系统图
无线发射机硬
件控制模块
无线接收机硬
单片机系统
LED 点阵显示屏
四、论文的组织
论文分为三个部分，分别是：系统的控制部分，无线数据传输系统部分以及LED显示屏工作部分。具体组织安排如下：
第一部分：LED显示屏控制系统的分析与设计。
这一部分主要由司红君同学设计，在这一部分中主要介绍以下内容：
1、根据具体应用环境的要求，对整个系统进行详细的分析。主要介绍:
1）整体分析。对软件的整体结构、框架进行分析；
2）软件控制系统分析。在本节中，对系统的编辑、保存、预览功能进行详细的分析与设计；
2、核心控制系统的设计与实现，具体如下：
1）编辑功能设计与实现；
2）字模；
3）图像预处理的设计与实现；
4）在核心功能初步实现的基础上，对系统进行开发。
3、设备通讯，利用RS-232C串行通信实现PC机与无线传输机之间的数据传输。
第二部分：基于PIC的无线数据传输系统设计。
这一部分主要由王丽霞同学设计，在这一部分中主要介绍以下内容：
1. 简单介绍PIC系列单片机。
2.无线数据传输发射机的设计
1）以PIC16F84芯片为基本部件的无线数据传输发射机的各部原理
2）发送信机控制Code码信号
3）发送信机端的程式设计框图
3.无线数据传输接收机的设计
1）高频放大电路
2）遥控接收机接收编码ST0、ST1和ST2的原理
4.系统的调试
1）发送信机的安装调试
2）接收机调测，动作确认
5．小结
第三部分：LED显示屏工作原理。
这一部分主要由邓成富同学设计，在这一部分中主要介绍:
1、介绍LED的历史、现状及发展
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2、单片机概述及LED显示屏的系统概述
3、根据设计的要求，对LED显示屏系统整体结构框架进行分析，并介绍工作过程。
1、硬件设计。主要完成LED显示屏的驱动任务，采用MCS51系列单片机控制，单片机主要负责与上位机间的通讯接收文件信息并保存，通过行列驱动器控制完成LED点阵的驱动和控制信号。
2、软件设计。主要介绍LED点阵汉字的显示原理，并通过字模提取软件将16×16点阵的汉字字模转换成8×32的编码，进行编辑语言输入。
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目录
前言 (1)
摘要 (5)
第1章绪论 (5)
1.1 LED显示屏的研究背景及意义 (5)
1.2 软件开发工具C++概述 (6)
第2章 LED显示屏控制系统的系统分析 (7)
2.1 整体分析 (8)
2.2 计算机软件模块分析与设计 (8)
第3章串行接口 (10)
3.1 串行通信的工作原理 (10)
3.2 RS-232C串行通信简介 (10)
3.3 RS-232C引脚及使用 (11)
3.4 MAX-232介绍 (12)
第4章软件控制系统设计与实现 (13)
4.1编辑功能设计与实现 (14)
4.2字模提取 (16)
4.3效果添加与预览功能的设计与实现 (18)
4.4控制系统软件设计 (20)
第5章总结 (26)
参考文献 (27)
致谢 (28)
Abstract (29)
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LED显示屏控制系统的研究与设计
司红君
南京信息工程大学电子与信息工程学院，南京 210044
摘要：
本文根据LED图文显示屏系统的具体要求，通过查阅资料，分析并归纳出具体设计方案。即系统体系结构、系统整体工作流程、软件控制系统的设计以及串行通信设计。这个系统的工作流程是:通过软件控制系统提供的编辑工具完成图文编辑工作，对编辑的信息实现字模提取，然后可以根据系统提供的显示模式加载显示效果，确认为欲显示信息后保存文件，然后通过程序调用Windows函数，并采用RS-232C串口通信，实现数据到无线发射机的传输。
本文具体设计了三个模块:编辑功能模块，字模提取模块，效果添加及预览模块。系统是否需要更新以及现有设计是否能够满足要求都有待于进一步的研究。
关键词: LED C++ 字模串行通信
第1章绪论
1.1 LED显示屏的研究背景及意义
在当今现代信息化社会的高速发展过程中，大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。随着宽带网络的发展，数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流，新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心。
与传统的显示设备相比，这种未来的巨大需求让大屏幕显示技术成为众人目光的焦点：(1)LED显示屏色彩丰富，显示方式变化多样(图形、文字、三维、二维动画、电视画面等)、
亮度高、寿命长，是信息传播设施划时代的产品。
(2)LED显示屏是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高技
术产品，可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。它以其超大画面、超强视觉、灵活多变的显示方式等独居一格的优势，是目前国际上使用广泛的显示系统。
(3)LED显示屏应用广泛，金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面，有巨大的
社会效益和丰厚的经济效益。
在其历史的演变过程中，出现了多种信息传播媒体：但就其性能看：如阴级管(crt)或石英管(dv)大型电视，成本非常昂贵，在不需要超大画面且在室内使用时效果尚可；彩色液晶显示同样成本昂贵、电路复杂，面积有限，受视频角的影响非常大，可视角度很小；影象投影设备亮度小、清晰度差(画面受光不均匀)；电视墙表面有分割线，视觉上有异物感，室外应用时亮度效果差。而LED显示屏以其受空间限制较小，并可以根据用户要求设计屏的大小，具有全彩色效果，视角大，可以用于显示文字、图案、图象、动画、视频、录象信号等各种信息的特点得到了突飞猛进的发展。
LED显示屏的发展主要经历了三个阶段：
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1、1990年以前LED显示屏的成长时期。一方面，受LED材料器件的限制，LED显示屏的应用领域没有广泛开展;另一方面，显示屏控制技术基本上是通讯控制方式，客观上影响了显示效果。这一时期的LED显示屏在国外应用较广，国内很少，产品以红、绿双基色为主，控制方式为通讯控制，灰度等级为单点4级调灰，成本较高。
2、1990-1995年，这一段是LED显示屏迅速发展的时期。进入九十年代，全球信息产业高速增长，信息技术各个领域不断突破，LED显示屏在LED材料和控制技术方面也不断出现新的成果。蓝色LED晶片研制成功，全彩色LED显示屏进入市场;电子计算机及微电子领域的技术发展，在显示屏控制技术领域出现了视频控制技术，显示屏灰度等级实现16级灰度和64级灰度调灰，显示屏的动态显示效果大大提高，产品应用领域涉及金融证券、体育、机场、铁路、车站、公路交通、商业广告、邮电电信等诸多领域，特别是1993年证券股票业的发展更引发了LED显示屏市场的大幅增长。LED显示屏在平板显示领域的主流产品局面基本形成，LED显示屏产业成为新兴的高科技产业。
3、1995年以来，LED显示屏的发展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期。进入新世纪，光电子产业得到广泛的重视，中国加入WTO、北京申奥成功等，成为LED显示屏产业发展的契机，LED显示屏必将得到飞跃发展[5]。
1.2 软件开发工具C++概述
C++语言是一种优秀的面向对象程序设计语言，它在C语言的基础上发展而来，但它比C语言更容易为人们学习和掌握。C++以其独特的语言机制在计算机科学的各个领域中得到了广泛的应用。面向对象的设计思想是在原来结构化程序设计方法基础上的一个质的飞跃，C++完美地体现了面向对象的各种特性。
VC++作为一个面向对象的开发工具，而不同于传统的基于过程的编程工具，所以在本文中必须明确以下几个概念：
1、对象
从概念上讲，对象代表着正在创建的系统中的一个实体。例如，在一个学校管理系统中，像学生、教师、成绩单等都是对象，这些对象对于实现系统的完整功能都是必要的。
从实现形式上讲，对象一个属性（状态）和操作（方法或行为）的封装体。属性是由对象中变量的内容和值定义的，例如学生有年龄、性别、入学日期等属性。各个对象的属性值互不相同。操作是一系列的实现步骤，它能够完成特定的功能，例如对学生可以有选课、毕业等操作。在C++中，对象的状态由成员变量的值表示，操作由对象的成员函数完成。
对象实现了信息隐藏，对象与外部是通过操作接口联系的，操作的具体实现外部是不可见的。封装的目的就是阻止非法的访问，操作接口提供了这个对象的功能。
对象是通过消息与另一个对象传递信息的，每当一个操作被调用，就有一条消息被发送到这个对象上，消息带来将被执行的这个操作的详细内容。在C++中，向对象发送消息就是调用对象的成员函数，从而获取对象的状态信息或是对对象的状态进行修改。
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2、类
类是对象的模板，它包含所创建对象的状态描述和方法的定义。类的完整定义包含了外部接口和内部算法以及数据结构的形式。
由一个特定的类所创建的对象被称为这个类的实例，因此类是对象的抽象及描述，它是具有共同行为的若干对象的统一描述体。
类是抽象数据类型的实现。一个类的所有对象都有相同的数据结构，并且共享相同的实现操作的代码，而各个对象有着各自不同的状态，即私有的存储。因此，类是所有对象的共同的行为和不同状态的集合体。
3、继承
类提供了说明一组对象结构的机制，再借助于继承扩充类的定义方式，从而体现代码可重用的优越性。
继承提供了创建新类的一种方法，这种方法就是说，一个新类可以通过对已有类进行修改或扩充来满足新类的要求。新类共享已有类的行为，而自己还具有修改的或额外添加的行为。因此，可以说继承的本质特征是行为共享。
从一个类继承定义的新类将继承已有类的所有方法和属性，并且还可以添加所需要的新的方法和属性。新类被称为已有类的子类，而已有类称为父类，又叫基类，新类又叫派生类。
面向对象的3个要素是对象、类和继承。在C++中，类是主要的编程对象，程序员需要设计类的成员变量和成员函数，以及类与外界的接口。对象即类的实例化，类是对象的模板。同一个类的对象具有相同的行为，但状态可以不同。继承是创建新类的一种重要方法，派生类按照继承类型的不同可以从基类继承到不同的成员，同时派生类还可以添加新的成员，通过这种继承和扩充得到新的类。
第2章 LED显示屏控制系统的系统分析
根据LED显示屏控制系统的应用，本章设计了LED图文显示屏的体系结构和工作流程。其中软件系统与无线传输控制硬件主系统之间采用串行通讯方式完成程序下载，实现文本信息的传输。
2.1 整体分析
LED显示屏系统组成
LED图文显示屏系统由软件控制系统、无线传输系统、设备主控制器、LED显示点阵、电源等部分组成。基本结构如下图：
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图4-1 LED显示屏总体框架
系统工作过程：
软件控制系统主要完成的任务为图文编辑、字模提取与保存、图像预览与文件传输；无线传输系统主要完成文件信息由PC机传输至LED显示器，硬件控制系统中LED点阵主要任务是通过电流控制完成信息显示，通过单片机的扫描驱动方式的控制对LED点阵行列驱动，实现设备的驱动并最终实现接收的图文显示功能。
2.2 计算机软件模块分析与设计
软件模块分为编辑部分和控制通讯部分，编辑部分实现图文文件的编辑功能，通讯部分通过RS-232C串口通讯完成文件到单片机存储模块的传输。通讯部分将在第三章做详细的介绍。
系统设计采用Windows操作系统下，开启文本编辑窗口，客户区内像素点采用与实际LED点阵显示屏像素点相同，功能类似Word文档编辑工具，包括编辑模块、绘图模块、文字编辑模块、颜色控制模块、显示效果加载模块、预览模块、信息下载模块。
1、编辑模块
1)除Windows自生成的剪贴、复制、粘贴功能，系统加入了撤消、重复功能。
（1）选中撤消功能可以实现之前编辑工作的一步步取消功能。
（2）选中重复功能可以实现之前编辑工作的最近的一条操作命令。
2)绘图：包括直线、矩形、椭圆、圆等在内的图形绘制功能。
3)文字编辑：包括各种字体、字形、字号、效果、颜色的文字的编辑，并且根据应用的
特殊用途，加入指定位置文字的编辑。
（1）选中文字功能，弹出字体选择框体，可以选择各种字体的文字进行编辑
（2）调出具体文字位置编辑对话框，输入文字和要求显示位置的横坐标和纵坐标。
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4)颜色控制模块：由于应用领域的具体特点，主要采用了红、绿、黄三种颜色，可以实
现颜色控制。
2、增添效果模块：通过增添显示效果和传输通讯中多屏文件单屏传送，完善了控制系统的
功能。
1)普通效果，静态的显示屏幕上的信息
2)滚动效果，可以实现从左向右的信息滚动显示，可以与静态信息穿插显示。
3)单屏信息传输，实现编辑待传输信息的保存。
4)多屏信息传输，实现编辑保存好的单屏信息合并保存成一个文件，大大减少传输文件
时的烦琐。
3、图像预览模块：在文件传输之前实现字模信息的预览功能，可以实现预览传输前所保存
的任何形式的字模信息，并且直接集成到工具栏文件打开功能键按钮。
1)显示效果，通过文件传输前的预览，可以调整静态与滚动显示效果的排列顺序。
2)显示时间，显示不同屏幕显示信息之间的时间间隔。
软件模块结构图如下：
图3-2软件模块结构图
第3章串行接口
3.1 串行通信的工作原理
在各种单片机应用系统的设计中，如智能仪器仪表、各类手持设备、GPS接收器等，都会遇到怎样与PC机进行通讯的问题。微机的主板通过并行口和串行口等与外设交换数据，并行口主要进行短距离的数据传送，传送速率较快，通常用作打印机的输出。而长距离的数
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据传送只能采用串行口，串行口只需一根数据线进行数据传送，传送距离较长，投资较少，但传送速率较低。因此，在数据量不大、传输要求不高的情况下，一般都采用串行通讯方式，即通过与PC机配置的RS-232标准串行接口COMl, COM2等相连接来实现应用系统与PC 机之间的数据交换。
为了能使微机与单片机之间能通信，必须遵守相同的通信协议。由于单片机的串行口以TTL电平进行输入输出，而微机的RS-232接口则采用+12V和的-12V电平方式，与PC机RS-232标准串行接口的电气规范不一致，因此要实现单片机与PC机之间的数据通读，必须进行电平转换。一般常用的平转换器件有MC1488, MC1489及MAX232等，但MC1488, MC1489需要+-12V电源，这对于不具备+-12V电源的单片机系统是非常不便的，而双路RS-232收发器MAX232就是基于这一功能开发的新型器件[4]。
3.2 RS-232C串行通信简介
串行通信接口标准经过使用和发展，目前已经有几种。但都是在RS-232标准的基础上经过改进而形成的。RS-232C标准是美国EIA(电子工业联合会)与BELL等公司一起开发的1969年公布的通信协议。它适合于数据传输速率在0~20000b/s范围内的通信。这个标准对串行通信接口的有关问题，如信号线功能、电器特性都作了明确规定。由于通行设备厂商都生产与RS-232C制式兼容的通信设备，因此，它作为一种标准，目前已在微机通信接口中广泛采用。
RS-232C标准(协议)的全称是EIA-RS-232C标准，其中EIA（Electronic Industry Association)代表美国电子工业协会，RS（recommeded standard)代表推荐标准，232是标识号，C代表RS-232的最新一次修改(1969在这之前，有RS232B ，RS232A)。它规定连接电缆和机械、电气特性、信号功能及传送过程。
RS-232C规定标准接口有25条线，4条数据线、11条控制线、3条定时线、7条备用和未定义线，常用的只有9根，它们是：
（1）联络控制信号线：
数据装置准备好(Data set ready-DSR)——有效时(ON)状态，表明MODEM处于可以使用的状态。
数据终端准备好(Data set ready-DTR)——有效时(ON)状态，表明数据终端可以使用。
这两个信号有时连到电源上，一上电就立即有效。这两个设备状态信号有效，只表示设备本身可用，并不说明通信链路可以开始进行通信了，能否开始进行通信要由下面的控制信号决定。
请求发送(Request to send-RTS)——用来表示DTE请求DCE发送数据，即当终端要发送数据时，使该信号有效(ON状态)，向MODEM请求发送。它用来控制MODEM是否要进入发送状态。
允许发送(Clear to send-CTS)——用来表示DCE准备好接收DTE发来的数据，是对请
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求发送信号RTS的响应信号。当MODEM已准备好接收终端传来的数据，并向前发送时，使该信号有效，通知终端开始沿发送数据线TXD发送数据。
这对RTS/CTS请求应答联络信号是用于半双工MODEM系统中发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中作发送方式和接收方式之间的切换。在全双工系统中，因配置双向通道，故不需要RTS/CTS联络信号，使其变高。
接收线信号检出(Received Line detection-RLSD)——用来表示DCE已接通通信链路，告知DTE准备接收数据。当本地的MODEM收到由通信链路另一端(远地)的MODEM送来的载波信号时，使RLSD信号有效，通知终端准备接收，并且由MODEM将接收下来的载波信号解调成数字两数据后，沿接收数据线RXD送到终端。此线也叫做数据载波检出(Data Carrier dectection-DCD)线。
振铃指示(Ringing-RI)——当MODEM收到交换台送来的振铃呼叫信号时，使该信号有效(ON状态)，通知终端，已被呼叫。
（2）数据发送与接收线：
发送数据(Transmitted data-TXD)——通过TXD终端将串行数据发送到MODEM，(DTE→ DCE)。
接收数据(Received data-RXD)——通过RXD线终端接收从MODEM发来的串行数据，（DCE→DTE）。
（3）地线有两根线SG，PG——信号地和保护地信号线，无方向。
3.3 RS-232C引脚及使用
从机械特性而言，RS-232C包括标准的25针及简化的9针引脚排列。实际上，RS-232C 的25条引脚中有许多是很少使用的，要完成最基本的串行通信功能，只需要RXD , TXD和GND即可。表1为常用的9针接口各引脚的信号功能。
表1
从电气特性而言，RS-232总线的逻辑电平与TTL电平完全不兼容，因此必须进行电平
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转换。目前常使用的电平转换电路为MAX232。
3.4 MAX-232介绍
MAX232是双路驱动/接收器，内部包括电容型的电压生成器，可以将单5V 电源转换成符合EIA/TIA-232-E 的电压等级。接收器将EIA/TIA-232-E 标准的输入电平转换成SVTTL/CMOS 电平。接收器的典型临界值是1.3V ，典型磁滞是0.5 V ，可以接收+-30V 的输入信号。驱动器(发送器)将TTL/CMOS 输入电平转换成EIA/TIA-232-E 电平。图2.4为其管脚分布图。其特性如下[6]。
图3-1 MAX232管脚图
(1)单5V 电源
(2) LinBiCMOS 工艺
(3)两个驱动器和两个接收器
(4)+-30V 的输入电平
(5)低工作电流：8mA 典型值
(6)满足和超过ANSI EIA/TIA-232-E 和ITU 推荐标准V.28
其工艺技术如下：
(1)两个驱动器及两个接收器
(2)+-30V 输入电平
(3)低电源电流：典型值是8mA
(4)符合甚至优于ANSI 标准EIA/TIA-232-E 及ITU 推荐标准V . 28
(5)可与Maxim 公司的MAX232互换
(6)ESD 保护大于MIL-STD-883(方法3015)标准的2000V
注意事项：
(1)工作温度(自然通风)范围内的极限参数(除非另有说明)
(2)输入电源电压范围，Vcc -0. 3V 至6V
(3)正输出电源电压范围，VS+ Vcc-0. 3V 至15V
(4)负输出电源电压范围，VS- -0. 3V 至-15V
(5)输入电压范围，VI ：驱动器 -0. 3v 至Vcc + 0. 3V
(6)接收器
+-30V
(7)输出电压范围，V0：T10UT, T20UT VS- -0. 3V至VS++O. 3V
(8) RlOUT，R20UT -0. 3V至Vcc +O. 3V
(9)短路持续时间：T10UT, T20UT未限制
(10)工作温度(自然通风)范围，TA：MAX232 0℃至70 ℃
(11)MAX232I -40℃至85℃
(12)存储温度范围，Tstg -65℃至150 ℃
(13)引线温度，离外壳1.6mm(1/16英寸)，10秒260 ℃
强度超出所列的极限参数可能导致器件的永久性损坏。这些仅仅是极限参数，并不意味着在极限参数条件下或在任何其它超出推荐工作条件所示参数的情况下器件能有效地工作。延长在极限参数条件下的工作时间会影响器件的可靠性[7]。
第4章软件控制系统的设计与实现
在LED显示屏的软件控制系统中，文本信息的编辑、字模信息的保存、显示效果的处理、图像预览以及设备通讯是设计的核心上作。下面就这四个核心功能做详细的研究与设计。
4.1 编辑功能设计与实现
在LED显示屏上展现所要显示的内容以及效果，编辑工作是最重要的环节之一。本系统在设计时采用VC 6. 0开发工具，用VC++完成整个设计工作。
基于MFC AppWizard建立工程，以单文档View的形式开启文本区。下面对工程进行分析和设计：
1、文本区的开启：
由于所应用的LED显示屏的像素点数量已定，而计算机屏幕的分辨率显然远远高于显示屏，这样造成逻辑坐标的不同，即而显示的图像会有扭曲、拉长甚至失真情况。所以可以通过选择开启窗口的计算机屏幕像素点与显示屏像素数之间恰当的比例来减小误差。
现在用来解决此问题的方法很多。例如点阵数据的压缩方法，由于在Windows环境下，系统默认的每个汉字为4000多点，而16×16点阵一个字的大屏幕，每个汉字为256点，所以根据计算，可以采用间隔取点的方式，在横向和纵向每隔12个点取一个点，每个汉字256个点组成的原理来压缩数据。
但为了图像不失真，本系统采用所开启文本区与显示屏像素数完全相同的方式，从而避免了圆变椭圆，正方形变矩形，甚至连划斜线时的斜率也不会变。
CMainFrame::PreCreateWindow函数用来设置整个窗口的大小，但是窗口外框还包括菜单，工具栏，状态栏与客户区。而系统定义的文本区要求精确的client area，用于字模信息保存。所以表示客户区大小的纵坐标要加上状态栏与工具栏的高度，甚至菜单与窗口外框的边缘也要扣除[1]。
SetClientSize() //设置客户区大小的函数
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{CRect rect;
CSize winSize;
int cx, cy = 0;
CControlBar* pBar;
pBar = GetControlBar(AFX_IDW_STATUS_BAR);
if((pBar ! =NULL) && (pBar -> IsWindowVisible())){
pBar ->GetWindowRect (rect);
winSize = rect. Size ();
cy+=(winSize. cy);}
pBar=GetControlBar(AFX_IDW_ TOOLBAR);
if((pBar!=NULL)&&(pBar ->IsWindowVisible())){
pBar -> GetWindowRect(rect);
winSize = rect.Size ();
cy+=(winSize. Cy*2);}
cx = 384+(384-m_clientSize. cx);
cy += (192+(192-m_clientSize. cy));
GetWindowRect(rect);
SetWindowPos(this，rect. left，rect.top, cx, cy, SWP_ NOZORDER);} OnViewStatusBar(){
CFrameWnd::OnBarCheck(ID_VIEW_STATUS_BAR);
SetClientSize();}
通过对客户区的精确控制，可以真正的使文本区的像素点数与显示屏的平面发光点数对应，而且为了编辑操作过程中不至于因为失误造成文本区内的象素改变，所以系统限制了窗体最大化控制[3] [9]。
cs. style& = ~WS_MAXIMIZEBOX; //取消最大化使窗体大小固定。
2、编辑功能设计：
在控制系统中，把文字与图形的输入通通想象成是图像的编辑，这样就像在画板上一样，随心所欲的完成编辑工作。
MFC的绘图都是通过Device Context(它是设备与数据之间的媒介，可以缩写为DC)来将绘图输出到一个设备上。DC中存储设备的属性与输出绘图的数据。在MFC中要输出绘图数据至一个设备上，必须准备一个针对此设备的DC对象，它是继承于CDC的类的对象。这个DC对象可以使用CDC类的一些绘图函数(如画线、圆、方形等)。每个DC必须附着一些所谓的GDI object (GD工对象，如常见的画笔、画刷、字形、位图等画图上具)以配合DC的绘图函数。
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系统通过编写Line()函数画直线、Rectangle()函数画矩形、Ellipse ()函数画椭圆、Circle ()函数完成图形的编辑[2] [3]。
需要指出的是将newPen析构：调用newPen. DeleteObject)方法。GDI对象的析构很重要，特别是自己创建的对象，一定要在适当的时机(GDI对象已经不在附着在DC时)去掉。解除附着的方法只有以SelectObject函数选择别的新的对象(旧的对象会自动被消除)。可以选择MFC预存的对象来解除对象的依附关系，因为MFC预存的对象会在不用的时候自动析构。DeleteObject是CGdiObject类公开的成员函数，所以它的子类都可以使用。
文字的输入：通过CFontDialog类生成一个选择字体类型(font)的对话框。
CDC* pDC=GetDC();
LOGFONT m _lFont;
COLORREF m_cTextColor;
CFont myFont;
CFont* pOldFont;
CFontDialog FontDlg;
FontDlg. m_cf. lpLogFont=&m_lFont;
FontDlg.m_cf.rgbColors=m_cTextColor;
FontDlg. m_cf. Flags!=CF_INITTOLOGFONTSTRUCT;
if ( FontDlg. DoModal() = =IDOK)
{
FontDlg.GetCurrentFont(&m_1Font);
m_cTextColor = FontDlg.GetColor();
}
调用系统自带的输入法，包括文字的字体、字形、颜色、效果等。
系统加载TextDialog对话框，以文本编辑区左上顶点为坐标原点，向右为X轴正方向，向下为Y轴正方向建立逻辑坐标系，实现文字指定位置的编辑：
CString str;
CTextDlg TextDlg;
//CRect rect (TextDlg. m_ctrEdit. GetClientRect());
if ( TextDlg. DoModal)==IDOK )
{
CRect rect (TextDlg. m_iPosX, TextDlg. m_iPosY,
TextDlg.m_iPosX+1000, TextDlg.m_iPosY+1000);
Str=TextDlg. m_sText;
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myFont.CreateFontIndirect (&m lFont);
pOldFont=pDC->SelectObject(&myFont);
pDC->SetTextColor(m_cTextColor);
pDC->DrawText (str, rect, 0);
pDC->SelectObject(pOldFont);
SaveInStack();}
在OnFont()函数中嵌入TextDialog()函数，
DDX_ Text(pDX，IDC_ POS-X, m_iPosX); //文本区内文字输入X轴
DDX_ Text(pDX，IDC_ POS_ Y, m_iPosY); //文本区内文字输入Y轴
颜色的控制：
在Windows系统中，色彩是以ture color来定义的，即COLORREF它是一个四字节字，其中的3个字节分别代表红，绿，蓝三种基本单色，也就是每一个基本单色由一个字节来表示，亦即每一个基本单色有256种色阶。所以True color有16777216种色彩变化。虽然计算机内定义了这么多颜色，但是对于应用与现实生活中的LED显示屏来说无须也无法达到。因为人眼对不同颜色光线的敏感程度不同，并且红、绿和黄三种颜色是人眼视觉细胞最敏感的，所以这三种颜色成为基色，通过其不同比例的混合就能实现从白到黑的各种颜色。所以也正是应用于交通警视最为普遍的颜色。
LED显示屏应用于交通指挥大厅的法律宣传，为公众传输信息以及服务，基于特殊的应用领域，图文显示屏都只有三种颜色的变化。所以控制系统在上具栏内只添加了以上三种颜色满足今后扩展的要求。
4.2 字模提取
4.2.1字模简介
文字的字模是一组数字，但它的意义却与数字的意义有着根本的变化，它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状[1]。
在电脑硬件中，根本没有汉字这个概念，也没有英文的概念，其认识的概念只有——内码(将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。而剩下的低128位则留给英文字符使用，即英文的内码)。如果你用启动盘启动系统后用DIR命令可能得到一串串莫名其妙的字符，但那确确实实是汉字，如果你启动UCDOS或其他的汉字系统后，就会看到那是一个个熟悉的汉字。在硬件系统内，英文的字模信息一般固化在ROM里，即使在没有进入系统的CMOS里，也可以让你看到英文字符。而在DOS下，中文的字模信息一般记录在汉字库文件里(将制作好的字模放到一个个标准的库中，这就是点阵字库文件)。
4.2.2 LED显示屏领域字模实现技术
在通过软件实现的技术中，目前有许多字模生成软件，软件打开后输入汉字，点“检取”，
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十六进制数据的汉字代码即可自动生成，把我们所需要的竖排数据复制到我们的程序中即可。在通过硬件实现字模提取的技术中，有在单片机系统中增加硬汉字库的方法，主控器发送的汉字是其机内码，用两个字节来表示一个汉字。根据机内码，显示单元控制模块从汉字库中查取显示字模，实现汉字显示。由于带有硬汉字库，进行动态文字显示时，通用智能显示单元仅接受汉字的机内码即可，这样数据通讯量大大减少。因此，“动态文字显示速度快”。
4.2.3软件控制系统字模提取的分析与设计
而在LED显示屏控制系统具体应用的Windows操作系统下如何提取字模信息是设计的核心。软件控制系统在实际编辑过程中，要求各种字体、字号的文字都能被编辑、保存。所以系统在设计时，把文本区理解为由众多的象素点构成，而把不同字体、字号的文字理解为一幅图像。因为所开启的文本区大小与LED显示屏的大小对应，所以采用16×16点阵为单位，把文本区内的每个像素点都看成一个二维数组，由于系统中各种颜色都有对应的值，赋予每个不同颜色的像素点不同的对应值，再把每个点赋予一个int型的值，这样保存下来的信息就是二进制数据。通过这样的设计，我们不仅可以把任何字型，任何大小的文字保存下来，还可以显示以256个像素点阵为单位的任何图形。在软件控制系统中实现字模的提取，也就避免了在单片机中加载硬汉字库模块，从而简化了硬件模块的设计。
以下以单色屏为例，介绍系统采用字模保存的算法设计：
定义COLORREF zimo_ color为像素点的颜色，判断某个点的颜色值。如果值为Oxffffff，说明此点为白色，赋予此点值0。由于单色屏只有红色和不显色两种，所以可以简单赋值为除白色外其余点赋值为1。
CClientDC dc(this);
CFile myfile;
unsigned int zimo[192] [384]={0};
unsigned char zimo_data[192][48]={0};
COLORREF zimo_color;
int row, col ;
this ->HideCaret();
for (row=0;row<192;row++){
for (col=0;col<384;col++){
zimo_color=do.GetPixel (col, row);
if (zimo color = =Oxffffff)
{zimo [row] [col]=0;}else
{zimo [row] [col]=1;}}}
定义unsigned int zimo[192][384]={0};//文本区像素点
以8位为一字节(因为在随后的串行通讯中，传输的数据是8位的二进制数据)
定义unsigned char zimo_data[192][48]={0};
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this->ShowCaret();
int i，j，k;
for(i=0;i<192;i++){
for(j=0;j<48;j++){
for (k=0;k<8;k++){
zimo_data[i] [j]+=zimo[i] [8=}j+k]*((int) pow (2, (7-k)));}}}
4.3 效果添加与预览功能的设计与实现
在当今高度信息化的社会，图形图像等形象性信息所占比例日益提高，计算机在各种信息处理中正发挥着重要作用。由于数字化技术、计算机技术的介入，传统的模拟图像为主的电视界已开始全面进入数字化的数字广播时代。从电子显微镜下的微观世界，到卫星图像所拍广阔领域，图像处理在实际生活中广泛应用：把文档、图形等图像化的办公图像处理；医用X射线CT (Computer Tomography，计算机断层摄影)机为代表的医用图像处理；用于人造卫星拍摄的遥感图像处理以及广播电视、电影界中的图像处理等。
为了增强显示效果，LED显示屏也可以有多种显示模式。
1、硬件模块处理显示模式技术
LED图文显示屏可以增添多种显示模式，从而增强显示效果。产生不同显示模式的方法，主要是随时间变化不断控制刷新显示数据。但对于显示数据的刷新，并不意味着一定要重新编写显示数据，可以通过一定的算法从原来的显示数据直接生成。可以按顺序调整行号，使显示图文产生上下平移；而顺序调整列显示数据的位置，就可以达到左右平移的目的；同时调整行列顺序，就能得到对角线平移的效果。
2、软件模块直接加载效果技术
如果对于信息数据的刷新算法过于复杂，可以考虑直接生成带有显示模式的数据。经过系统的分析与设计，采用在文本区内，完成对文字及图形的编辑工作，完成字模的提取与保存后，通过算法设计，增添滚动显示模式。
1）滚动显示模式的设计与实现
屏幕显示滚动效果在PreviewDialog内，加入button选项，即实现多屏信息保存时，根据需要普通效果与滚动效果穿插选择达到最终保存的目的：
for (unsigned char i=0;i CString tempFieldl，tempField2, tempField3; unsigned char file_length, file_ distype,file_ distime; tempFieldl = m_listCtrl.GetItemText(i，0); tempField2 = m_listCtrl.GetItemText(i，1); tempField3 = m_listCtrl.GetItemText(i，2); file_length=(unsigned char)tempFieldl.GetLength(); 18 myfile. Write (&file_length, 1); //存储文件名长度 myfile. Write (&file_distype, 1); //存储文件显示方式 myfile.Write(&file_ distime, 1);//存储文件显示时间} 2）图像预览功能设计与实现 控制系统完成编辑工作后，保存的是字模信息，增加图像预览功能主要用来预览要传输的字模保存文件，由于加入了多屏传输、滚动显示效果，而且传输到大屏的待显示的信息需要预先保存，所以对保存的信息预览有利于准确、高效的完成编辑到传输的工作。 研究与设计： 定义unsigned char dis_type_pre = 0;//表示普通方式 定义unsigned char dis_type_pre = 1;//表示滚动方式 当设置方式为滚动时： if (roll_number! = 399){ for (row=0;row<192;row++){ for (col=0;col<=roll number;col++){ if (zimo [row] [383-roll_number+col」= = 1){ dc. SetPixel (col，row, 0); }}} else{ dis_type_pre=0; roll_number=-1; KillTimer (1); for (row=0;row<192;row++){ for(col=0;col<383;col++){ if (zimo [row] [col]==1){ dc. SetPixel (col，row, 0); }}} 4.4 控制系统软件设计 软件控制主界面及功能 1）主界面主界面采用标准Windows窗体风格，菜单栏上文件、编辑、绘图、文字、效果、发送等按键分别用来控制编辑图文时的文字及图形的编辑，增添静态及滚动效果，与下位机的文件传输。Windows窗体基本功能在控制系统中均能实现。 19 毕业设计（论文）旋转LED动态显示屏的设计 院（系）自动控制系 专业班级自动化XXX 学生姓名 XXX 学号 090XXX 指导教师 XXXX 评阅教师___ _ 20XX 年1X月 摘要 进入新世纪，光电子产业得到社会广泛的重视，LED显示作为信息传播的一种重要手段，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所。尤其在没有投影仪的地方，旋转LED的优越性体现得非常明显，在当今高度发达的经济市场上，富有创意、应用面广的、挪移方便、具有吸引力的信息传播系统显得十分的重要！二十一世纪是数字传播的时代，随着LED技术的应用和普及，数字LED显示屏的应用非常广泛。传统的LED显示屏以平面效果居多，旋转式LED 环形显示屏的设计，是利用人眼视觉暂留效应，通过高速电机带动LED 阵列旋转，形成360度环形显示画面，可站在任何角度观看，完全无观赏死角，给人们一种新的视觉体验。本设计基于STC89C52单片机，采用独立的LED，通过直流电机带动旋转，可形成立体效果，使其更加绚丽，更具有观赏性，可广泛应用于家居，企业和公共场所。 针对传统LED显示屏视角单一、体积较大、需要的发光二极管数目较多等特点，利用电机带动LED显示阵列高速旋转实现环形显示，达到360全视角，在相同显示信息量上降低产品体积，减少对发光二极管的使用，设计一个可以经常方便变换内容、能够携带方便、信息容量大、价格低廉、结构简单的信息播放系统，即旋转LED显示屏。 关键词：旋转式 LED阵列环形显示屏 STC89C52单片机 南京XXXXX学院专科生毕业论文英文摘要 ABSTRACT In the new century, the photoelectron industry wide attention by society, LED display as an important means of information dissemination, has been widely used in indoor and outdoor services, content and services needed publicity purposes in public places. In particular, there is no projector in place, rotating LED's superiority reflected very clearly in today's highly developed economy markets, creative, application wide, the diversion of convenient, attractive information dissemination system is extremely important! The twenty-first century is the era of digital communication, with the LED technology and the popularity of digital LED display is widely used. Traditional LED display to effect mostly flat, circular rotating LED display design is the use of temporary stay in the human visual effects, high-speed motor to drive the LED array rotation, the formation of 360-degree circular display can stand on any point of view, complete without viewing dead, to give people a new visual experience. The design is based on STC89C52 MCU, using separate LED, driven by DC motor rotation, can form three-dimensional effect, make it more colorful, more spectator, can be widely used in homes, businesses and public places. View traditional LED display single, larger and larger number of required characteristics of light-emitting diode, LED display of motor driven circular array of high-speed rotation of the display, to 360 full view, in the same amount of information displayed on the lower product volume and reduce on the use of LEDs, the design can often facilitate the transformation of a content, can be portable, high information content, low cost, simple structure, the information broadcast system, the rotating LED display. Keywords: Rotary; LED array; circular display; STC89C52 SC M 中北大学信息商务学院毕业设计开题报告 学生姓名：于丹学号：10050542X09 学院、系：信息商务学院、信息与通信工程系专业：自动化 设计题目：公交车LED显示屏硬件设计 指导教师: 2014 年月日 毕业设计开题报告 1．结合毕业设计情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述： 文献综述 1.引言 当今社会环境污染问题越来越严重，每年的4月22日为世界地球日，每年的6月5日为世界环境日，可见人类对环境污染问题越来越重视。在城市中机动车的尾气成了污染环境的主要污染源，很多国家提倡人们乘坐公共汽车出行以减少污染，有的国家甚至设定某一天为禁止机动车日来告诫人们环境污染的严重性。由此看来，未来公共汽车将充当现代城市生活中的一个重要角色，而且无人售票的公共汽车成为了一个趋势。 在当今社会，即使在私家车越来越多的今天，公交车仍然是人们出行的首选，因为公交车具有方便、快捷、车票便宜等优点。公共汽车成为城市人们出行的必备选择后所面临的问题是乘客们如何能够在正确的车站下车，如何知道这辆车开向哪里，途中还会经过哪些车站。因此，LED显示屏显得尤为重要了[1]。 2 LED电子显示屏概述 点阵式LED组成的汉字显示屏在公共场所应用非常广泛。例如，车站发车时间提示、股票大厅中的股票价格显示板、商场的活动广告栏、候机厅的起飞时间表。点阵显示器的特点是可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，用单片机控制实行各种文字或图型的变化，达到广告宣传和提示的目的[2]。 2.1LED的的简介 LED是发光二极管Light Emitting Diode 的英文缩写。LED显示屏是由发光二极管排列组成的一显示器件。它采用低电压扫描驱动，具有耗电省、使用寿命长、成本低、亮度高、视角大、可视距离远、规格品种多等优点。 LED显示屏分类： 按显示颜色分为：单红色、单绿色、红绿双基色、红绿蓝三色 按使用功能分为：图文显示屏、多媒体视频显示屏、行情显示屏、条形显示屏 按使用环境分为：室内显示屏、室外显示屏、半户外显示屏[3] LED显示屏技术特点： 概述 LED 显示屏是集光电子技术，微电子技术，计算机技术和视频技术为一体的高科技产品，它的发光部分由 LED （即光发二极管）拼装组成的，其优点是耗电量少，亮度高，工作电压低，驱动简单，寿命长，性能稳定。显示屏面积可以根据需要由单元模块任意拼装，响应速度快。 LED 显示屏的出现弥补了以往磁翻板，霓虹灯等信息发布媒体效果的缺陷。以其变化丰富的色彩，图案，实时动态的显示模式，完美的多媒体效果和强大的视觉冲击力，将信息、文字、图片、动画及视频等多种方式显示出来，成为信息传播的划时代产品，在铁路、民航、体育场馆、会议厅堂、高速公路、广场、大型商场、银行、证券市场以及多种监控调度中得到了广泛的应用。 LED 电子显示屏是一种显示文字、图像、二维或三维动画及电视、录像、 VCD 等视频信号的理想的公众信息显示媒体，作为当代高科技发展的产物，它与广告牌、灯箱、霓虹灯等传统宣传媒体比较，具有无可比拟的优势： 1、可实时播放无限的信息（每秒钟高达 60 幅图像）； 2、是目前世界上各种宣传媒体中亮度最高的；3、图像清晰、视觉大、功耗低、 寿命极长等。现已在城市的各种行政事业单位得到了广泛的应用，在提高形象和知名度及渲染单位主办各项活动的气氛等方面起到了良好的作用。 1、起到方便公众的作用。 2、起到政务公开的作用。 3、起到宣传相关法规、条例的作用。 4、起到普及知识的作用。 5、起到公告板的作用。 6、起到公益广告的作用。通过显示屏幕可播放天气预报、《文明市民公约》及重要新闻等。 7、起到烘托气氛的作用。通过显示屏幕可播放上级领导及各种贵宾莅临参观、指导的欢迎词，各种重大节日的庆祝词等。 系统实现设计方案 1、LED 生产流程 2、LED 外观设计 公司针对每块显示屏安装的环境，对其进行独特的造型设计，在设计阶段我们认真分析项目的需求，通过与客户的沟通，了解项目的需求关键，根据我们丰富的 LED 大屏幕制作经验以及原厂商的支持、参与，我们制定整个项目的设计方案，确保该方案能够满足系统的功能要求，并具有高实用性、高可靠性、高观赏性。我们的设计原则是功能、结构、外形三位一体，协调统一。既要保证显示屏的功能完善、结构合理、外观现代、大气，同时又要与周围环境很好的融合与呼应，让整个显示屏在所安装的环境中独具匠心。 3、系统软件组成及功能 3.1 系统软件组成系统软件主要由节目编辑软件、播放软件、自动化控制软件、远程通讯软件等几部分组成。软件功能见系统功能部分。 基于单片机的LED显示屏系统毕业设计 目录 第一章绪论 (1) 1.1课题的背景和意义 (1) 1.2 相关技术发展现状 (1) 1.2.1 LED显示屏发展的简要回顾 (2) 1.2.2 我国LED显示屏的发展现状 (3) 1.2.3 LED显示屏的发展趋势 (3) 1.3 LED显示屏显示原理 (4) 1.4 课题研究的目的 (5) 1.5课题的主要工作 (5) 第二章系统总体设计 (7) 2.1需求分析 (7) 2.2系统组成及功能描述 (7) 2.3系统的功能描述 (8) 2.4系统的工作过程 (8) 第三章基于51单片机的LED显示屏系统设计 (11) 3.1硬件系统总体设计 (11) 3.1.1 STC90C51的硬件结构 (11) 3.1.2 STC90C51主要性能参数 (12) 3.1.4 STC90C51单片机适用领域 (13) 3.2 单片机STC90C51电路及外围电路 (14) 3.3 LED显示屏扫描电路设计 (16) 3.3.1 LED点阵屏部结构及显示原理 (16) 3.3.2 列扫描电路设计 (18) 3.3.3 行驱动扫描电路设计 (19) 第四章软件设计 (21) 4.1系统软件设计思路 (21) 4.2系统主程序设计 (21) 4.3 显示驱动程序设计 (22) 4.3上移程序设计 (23) 4.4扫描程序设计 (25) 第五章系统调试与实验 (27) 5.1实验平台 (27) 5.2软件平台 (28) 5.2.1 字模提取 (28) 5.3实验方案 (30) 5.3.1主控部分测试 (30) 5.3.2 LED显示部分测试 (30) 第六章结束语 (32) 参考文献 (33) 附录 (34) 外文资料 (47) 中文翻译 (54) 谢辞 (59) 旋转led毕业设计 篇一：平面旋转LED点阵毕业设计论文 郑重申明 本人呈交的毕业实习报告（设计），是在导师的指导下，独立进行实习和研究工作所取得的成果，所有数据、图片资料真实可靠。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本毕业实习报告（设计）的成果不包含他人享有著作权的内容。对本毕业实习报告（设计）所涉及的实习和研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确的方式标明。本毕业实习报告（设计）的知识产权归属于作者与培养单位。 单片机控制的平面旋转LED点阵显示屏设计与制作 摘要 LED显示屏已广泛应用于广告、车站、银行、商场等公共场所，它具有功耗小、寿命长、色彩好等优点。现在的LED 显示屏的发光器件主要采用 LED 平板模块，这种类型的显示屏主要有两个问题有待改进：首先是整个显示屏全由LED 模块组成，器件数量多，成本高；另外，由于显示屏是一个平面，同时 LED 象素点有一定视角限制，使显示屏的可视范围被局限到正面某个范围之内，在应用中使显示屏的信息发布受到了一定的空间限制。 本文给出了一种新型的基于单片机平面旋转LED显示屏，以旋转扫描方式代替逐行扫描，可视范围达到了360 度， 成本大大降低，克服了LED平板显示屏的不足。本文在简要介绍旋转LED显示屏工作原理的基础上，详细说明了旋转显示屏的方案选择和系统结构设计，以及具体硬件电路和软件设计流程。在此基础上，本文还讨论了旋转LED显示屏设计中需要注意的一些关键问题，给出了相应的解决方案，并提出了一些改进和完善本系统的思路和设想。 实际制作的LED旋转显示屏技术参数的测试结果，以及实际的运行效果表明，本文设计和制作的旋转显示屏符合设计要求，具有一定的创新性和实际应用价值。 关键词：LED显示屏；旋转；单片机 目录 摘要 ................................................ . (2) 引言 ................................................ . (4) 第1章总体设计思路 ................................................ .. 6 1.1系统的设计目标 (6) 附件二：LED显示屏技术方案 第一章产品功能要求 1.1 简述 LED显示屏是近年来应用十分广泛的高科技显示设备，具有清晰度高、质量稳定、寿命长、显示功能灵活多变的特点，十分适用于文字、图形和多媒体节目的播放宣传。在户、内外的显示领域，它甚至占据了不可取代的地位。由于采用了最新的半导体材料和高科技工艺手段，LED的性能有了极大的提高，尤其是在颜色、亮度、可靠性方面具有其它显示光源无法比拟的优势，为户、内外显示技术和产品的发展提供了良好的基础。 1.2 播放显示功能 ◆可以直接接入播放有线电视节目信号、数字高清（HDTV）电视等多种制式和类型的电视节目； ◆可方便地接入现场的摄像机信号，实现各类比赛节目的现场直播功能；画面可达到清晰、无闪烁地显示视频图像； ◆播放录像机、影碟机（TV、VCD、DVD、LD）等视频节目，满足文化活动的基本需求； ◆可以播放AVI、MOV、MPG、DAT、VOB等五种格式的文件； ◆支持多媒体电脑的多种格式文件的播放； 1.3 信息发布功能 ◆可以显示各种计算机信息、图形、图画及二、三维动画等，具有丰富的播放方式，显示滚动信息、通知、标语口号等，存储数据信息容量大； ◆有多种中文字体和字型可供选择，还可以输入英文、法文、德文、希腊文、俄文及日文等诸多的外文； ◆播出系统具有多媒体软件，可灵活输入及播出多种信息；可播放文本信息，播放形式可滚点、滚行、引入引出模式、可上移、左移，消息可循环播出。字体、字号可任意选择、可设置播放速度，另外多条消息可同时播出、或与动画、图像同时播出。 ◆可进行日期、时间显示或字符串、表达式显示； ◆用于国家政策、法规及服务承诺的宣传； ◆天气预报的播放； ◆其它公众信息的发布。 基于51单片机的led显示屏设计毕业论文 目录 第一章绪论 (3) 1.1课题的背景和意义 (3) 1.2 相关技术发展现状 (3) 1.2.1 LED显示屏发展的简要回顾 (3) 1.2.2 我国LED显示屏的发展现状 (3) 1.2.3 LED显示屏的发展趋势 (3) 第二章系统总体设计 (3) 2.1需求分析 (3) 2.2系统组成及功能描述 (3) 2.3系统的功能描述 (3) 2.4系统的工作过程 (3) 第三章基于51单片机的LED显示屏系统设计 (3) 3.1硬件系统总体设计 (3) 3.1.1 STC90C51的硬件结构 (3) 3.1.2 STC90C51主要性能参数 (3) 3.1.4 STC90C51单片机适用领域 (3) 3.2 单片机STC90C51电路及外围电路 (3) 3.4 LED显示屏扫描电路设计 (3) 3.4.1 LED点阵屏部结构及显示原理 (3) 3.4.2 列扫描电路设计 (3) 3.4.3 行驱动扫描电路设计 (3) 第四章软件设计 (3) 4.1系统软件设计思路 (3) 4.2显示驱动程序 (3) 4.3上移程序设计 (3) 第五章系统调试与实验 (3) 5.1实验平台 (3) 5.2软件平台 (3) 5.2.1 字模提取 (3) 5.3实验方案 (3) 5.3.1主控部分测试 (3) 5.3.2 led显示部分测试 (3) 结论 (3) 参考文献 (3) 附录 (3) 谢辞 (3) 第一章绪论 1.1课题的背景和意义 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 旋转LED论文 毕业设计题目新颖60 秒LED旋转电子钟系别机电系专业班级姓名学号指导教师日期精品设计任务书设计题目新 颖60 秒LED旋转电子钟设计要求：1．用单片机设计一个新颖60 秒LED旋转电子钟；2.该电子钟具有停（掉）电保护，年计时误差小于30 秒。还应具有定闹，整点报时功能。3.设计完成该功能的硬件电路；4.设计完成上述功能的相应软件；设计进度要求：第一周：了解题目、弄清题目的要求；第二周：查找相关书籍，了解各个元件、软件的使用方法及注意事项；第三周：设计硬件原理图；第四周：设计软件系统；第五周：编写所需程序；第六周：调试程序并纪录相关的数据和错误；第七周：写毕业论文草稿并修改；第八周：毕业答辩。指导教师（签名）：Ⅰ精品摘要现在市场上也出现了一些电子钟，它以六只LED数码管来显示时分秒，与传统的以指针显示秒的方式不同，违背了人们传统的习惯与理念，而且这类电子钟一般是采用大型显示器件，适用于银行、车站等公共场所，且外观设计欠美观，很少进入百姓家庭。此外，无论是机械钟、石英钟还是电子钟，都存在着共同的问题：时间误差。针对以上存在的问题，我们设计了一款采用LED显示器件显示的电子时钟，有效克服了时钟存在的误差问题，并能在夜间不必其它照明就能看到时间，且以60 只发光管实现秒显示，接近于传统的秒针来显示秒的形式，用户容易接受，而且美观大方。另加七只装饰用的LED灯，使整个时钟显的相当美观新颖，故还可作为室内装饰用。关键词：电子钟，单片机，AT89C51，汇编语言，模块化II 精品目录前 言.................................................................... 11 总体方案设计.............................................................. 3 1.1 系统框图.............................................................. 3 1.2 系统功能介绍.......................................................... 3 1.3 计时控制方案.......................................................... 4 1.4 显示控制方案.......................................................... 4 1.5 键盘控制方案.......................................................... 4 1.6 软件总体设计方案...................................................... 52 硬件设计.................................................................. 6 2.1 AT89C2051 单片机的介绍................................................ 6 2.2 AT89C2051 单片机引脚说明.............................................. 6 2.3 单片机硬件资源分配.................................................... 8 2.4 AT89C2051 单片机的附属电路............................................ 8 2.4.1 振荡电路............................................................ 8 2.4.2 复位电路............................................................ 9 2.5 CD4017 的功能......................................................... 9 2.6 CD4069 的功能........................................................ 12 2.7 七段LED显示工作原理................................................. 123 软件设计................................................................. 15 3.1 系统主程序设计....................................................... 15 3.2 定时中断程序设计..................................................... 15 3.3 节电模式程序设计..................................................... 16 3.4 整点报时程序设 目录 1、施工安装方案 (2) 2、拟任本项目的主要人员名单 (9) 3、工期计划 (10) 4、要说明的其他内容 (13) 施工安装方案 1、施工流程 显示屏信息发布系统的施工流程主要为：LED安装施工人员进场－安装位置的现场确定－根据现场位置方位确定最终合适尺寸－管线安装－屏体制作－屏体安装（与装修同步）－各屏幕试运行－屏幕亮点坏点统计－系统验收－LED屏幕显示系统培训－系统交付使用。 2、施工前准备工作 显示屏信息发布系统和触摸屏系统的施工工程中，各屏体必须要和甲方紧密配合，完成各屏体所需线管预埋的铺设工作，确保在走线放管的时候不会与强电暖通在走线路线方向存在干扰交叉的问题，此外还要确保在后期屏体安装后不会影响装饰工程的美观度而且还能增强整体建筑的优美程度和现代化信息程度。 在整个施工过程中，都存在着和各施工单位不可预见的协调关系，也存在着一些不可抗的因素。事件一旦发生，我们就需要通过业主或甲方监理按照实际情况进行各方面的协调工作。 3、施工要点及注意事项 大屏幕信息发布系统的信息接口都是通过标准的网络RJ45口进行联网：大屏幕通过预先留置的综合布线点进行组网，此种方式对事先的管线预埋要求不高，只要综合布线系统根据LED安装位置作好预留即可。 大屏幕不是通过大楼综合布线点进行组网，而是通过其内部小网络进行的组网模式，在这种情况下，大屏幕系统可以通过光纤来进行信号的传输，在屏体安装后方进行光电转换即可实现数据信息流。 此外大屏幕信息发布系统需要就地有强电供应，在管线预埋阶段一定要事先同强电专业提出要求，因为往往这种垮专业的配合小细节上，会成为施工上的“灰色地带”。 4、管线施工 对于部分线管较长、弯头较多管路，应预先穿好铁丝以方便日后穿过线工作的进行。管与管、管与盒连接，应作好接地处理，丝扣连接采用不小于∮6钢进行跨接，以保证接地良好。不同系统、不同电压等级、不同电流类别的线路，分开穿管。穿线前，采用压缩空气，疳管内的积水和杂物清除干净，并吸入少量滑石粉，以减少磨擦，并检查管口毛刺和刃口是否清除干净，以防穿线时导线绝缘被损坏。放线时采用放线架，以免导线扭结，其接头应设在接线盒，钢管穿线前应先戴护口，穿线后戴护口的施工方法。导线连接完毕，应在接头处作好锡焊处理，并用绝缘带包扎牢。 5、设备安装 5.1安装工序 LED点阵显示屏的设计 系别信息工程系 专业自动化/测控技术与仪器班级 学号 姓名 指导教师 负责教师 2013年5月 摘要 本设计采用AT89S52单片机作为主控制器，采用LED专用驱动芯片4953和译码器来驱动大小为128×32的LED点阵显示屏。扩展AT29C系列并行FLASH存储器用于存储字符数据和控制信息。扩展外部并行静态RAM，以弥补51单片机内部RAM的不足，协助单片机实现各种滚动显示效果。主控单片机与通信单片机相互配合，完成显示信息和控制参数的更新以及时间和温度信息的实时采集。 系统中的LED显示屏可以同时显示上下两行共16个16×16点阵汉字或一行共4个32×32点阵汉字，并可以实时显示当前的时间和温度，通过上位机软件还可以修改显示内容和显示效果。扩展的并行FLASH存储器，使本LED显示系统能够掉电存储2000个字符。因为每个LED显示单元是相互独立的，并且显示的字符数据是采用串行的传输方式，因此，系统的可扩展性得到了大大的提升，多个显示单元的级联也十分方便。LED点阵显示屏产品不仅可以用于室内环境，还可用于复杂、恶劣的室外环境，具有很强的现实应用性。 关键词：LED点阵；单片机；并行存储；动态扫描 Abstract This design uses AT89S52 MCU as the main controller,uses the special driving chip 4953 and the decoder chip to drive the 128×32 LED dot matrix display monitor.Series of AT29C parallel FLASH memory expansion used to store character data and control information.Expanded external parallel static RAM in order to compensate the shortage of RAM inside the 51-series MCU, the external RAM assisted the Main Control MCU to accomplish each kind of trundle demonstration effect. The coordination between the Main Control MCU and The Communication MCU, update the character data and the control information as well as the time data and the temperature information real-time gathering. This LED display system can display two lines of 16 16×16 lattice Chinese characters or one line of 4 32×32 lattice Chinese characters,the current time and temperature can be displayed by this system,too. The display contents and the effects can be changed through the upper-computer software. Extended parallel FLASH memory, so that the LED display system can save 2000 characters when the power is off. Each LED display unit is independent of each other,and uses the serial transmission mode to display the character data, therefore the extensibility of this system had greatly ascend, multiple LED display units of cascade is very convenient.LED dot matrix display products not only can be used for indoor environment, but also for complex, harsh outdoor environments, it has a strong practical applicability. Keywords: LED dot matrix;Microprocessor; Parallel store; Dynamic scanning 线阵LED图文显示装置设计报告 一、任务 设计并制作一个线阵LED图文显示装置。 图1 线阵LED图文显示装置示意图 二、要求 （1）开机时装置完成显示自检，能对点阵中16只LED逐个点亮，每只LED显示时间约为1秒，此时平台不旋转。 （2）通过按键启动，实现16个同心圆图形分别顺序（由大到小）和逆序（由小到大）显示，每个同心圆图形显示时间为0.2秒左右；运行15秒左右自动停止。 （3）通过按键启动，显示字符“TI杯”，要求字符显示稳定，无明显漂移；运行20秒左右自动停止。 （4）通过按键启动，显示双渐开线；运行15秒左右自动停止。 （5）通过按键启动，显示一个指针式秒表，该秒表以标志杆为起始标志，秒针随时间动态旋转，旋转一周的时长为60±1秒；运行70秒左右自动停止。（6）改变转速，完成（2）的要求。 （7）LED显示亮度能依据环境亮度变化自动调节。 设计报告 摘要 显示装置利用人眼视觉暂留的生理特性，通过LED 在旋转运动过程中经过不同位置时，系统点亮相应的LED ，实现线阵LED 在旋转平面上构成不同的静态或动态图案。 一、系统方案 ● 方案描述： 本系统是利用人眼视觉暂留效应设计出的，该系统主要由电机、标志杆、LED 控制电路三部分组成。电机的作用就是带动电路部分进行旋转，这个部分的关键就在于电机的转速要均匀，这样才能保证图像在水平方向不会被局部伸展或者压缩。为了使LED 转速保持稳定，我们采用使用匀速的直流电机。LED 整列是旋转屏的显示主体，为LED 显示控制电路的作用是将存储在芯片内图像或符号，在旋转位置感应信号的同步下，根据旋转的位置按列扫描显示在LED 阵列上。这部分是整个系统的核心。 ● 装置整体结构图 ● 原件的比较和选择 1.电源的选择 方案一：使用质量较轻的纽扣电池，位置可以随便放置，但是成本较高，使用时 间短 方案二：使用废弃手机的手机电池，这种锂电池容量大，使用时间长，缺点是质 量较重，在平衡系统时存在困难 南京理工大学 毕业设计说明书(论文) 作者:学号：104909252039 教学点: 专业:机电一体化 电子广告屏 题目:基于单片机的LED (姓名)(专业技术职务) 南京理工大学 毕业设计（论文）评语学生姓名： 班级、学号：104909252039 题目：基于单片机的LED电子广告屏 综合成绩： 指导者评语： 该同学能在老师的严格要求下顺利完成整个毕业设计工作和论文的撰写，论文研究价值一般，工作量基本符合要求。文题基本相符，论点不突出，论据不够充分，语言表达一般，格式基本符合规范要求，参考了一定的文献资料，未见明显抄袭现象，论文无独立见解，其时效性一般。建议评定成绩及格，可以参加答辩。 指导者(签字)： 2011年5月15日 毕业设计（论文）评语 评阅者评语： 论文选题的研究价值与实践指导意义一般，基本符合专业培养目标，能够达到综合训练目标，题目难度较小，工作量一般。文章篇幅完全符合规定，内容基本完整，但缺乏个人见解，有部分内容与他人雷同，层次结构安排一般，语言表达一般，格式基本符合规范要求，建议评定成绩及格，可以参加答辩。 评阅者(签字)： 2011年5月15日 答辩委员会（小组）评语： 论文构思一般，有一定的工作量，体现了作者基本的专业基础知识，但创新性较差，答辩中思路基本清晰，陈述基本流畅，问题回答基本准确，但有个别问题回答不准确。经投票，答辩委员会一致通过论文答辩，评定成绩及格。 答辩委员会（小组）负责人(签字)： 2011年5月18日 摘要：基于单片机AT89C51介绍了一种简单的16*16LED汉字显示屏的设计与制作过程，内容包括LED汉字显示屏的硬件电路，PCB设计，汇编语言程序设计与调试等方面，涉及到单片机电子产品设计与制造过程中各个环节，硬件电路由AT89C51单片机控制器，LED显示屏行列驱动电路以及LED点阵显示屏3部分组成。通过汉字字模点阵数据批量生成软件来实现汉字点阵，采用汇编语言对单片机进行操作并在Proteus软件的基础上对结果进行了仿真，得到了汉字点阵效果图。实验结果表明，在单片机显示领域的设计开发中Proteus软件具有重要的实用价值，可以大幅缩短开发周期，节约开发成本。能帮助广大电子爱好者了解汉字的点阵显示原理，认识单片机的基本结构，工作原理及应用方法，并提高单片机知识技术的运用能力。 关键词：单片机LED点阵汉字显示 旋转LED显示屏设计毕业论文第二章旋转LED显示屏显示原理 LED显示器具有功耗低，接口控制方便等优点，而且模块的接口信号和操作指令具有广泛的兼容性，并能直接与单片机接口，可方便地实现各种不同的操作，在各类测量及控制仪表中被广泛的应用。当在LED上显示汉字时，应先取得汉字的点阵构成数据，然后将其写入显示存储器中进行显示。 物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像0.1-0.4秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。是人眼具有的一种性质。人眼观看物体时，成像于视网膜上，并由视神经输入人脑，感觉到物体的像。但当物体移去时，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续0.1 -0.4秒的时间，人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。假设我们设定我们的眼睛的暂留时间是0.4秒，如果我们的16个LED旋转一周的时间快过0.4秒，那么我们看到的图像就是这一列LED在各个位置显示的图像的叠加，如图2-1，如果我们用定时器把LED旋转一周的各个位置分割出180分，让它在相应的位置显示相应的图像，那么我们就可以得到一个累加的图像效果了。 图2-1图列分析 第三章旋转LED显示屏系统硬件简介 3.1系统硬件框图 系统各部分和各环节之间关系的图3-1示如下： 图3-1 系统硬件框图 单片机 STC12C5A6 0S2 直流电机 5V 电源 12V 电源 LED显示 3.2 旋转LED显示屏主机系统 3.2.1 主机系统连接如图3-2所示 图3-2主控机管脚图 本次设计主机系统分为单片机、LED灯、电磁耦合供电电路，都焊接在主控板上，其次是在底座上的电动机，和电磁初级线圈。 3.2.2旋转LED显示屏主机芯片简介 本次毕业设计采用的STC12C5A60S2单片机，以下是对其的介绍： STC12C5A60S2简介： STC12C5A60S2是STC生产的单时钟/机器周期（1T）的单片机，是高速、低功耗、超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统8051，但速度快8-12倍。部集成MAX810专用复位电路，2路PWM，8路高速10位A/D转换，针对电机控制，强干扰场合。 毕业设计（论文）文献综述 论文题目：基于单片机的LED点阵显示屏的设计 DESIGN OF LED DOT-MATRIX DISPLAY SCREEN BASED ON MCU 学生姓名：陈珂学号：0707070502102 二级学院名称：电子信息学院专业：电子信息工程 指导教师：黄暑娟职称：副教授 填表日期： 2011 年 2 月 20 日 浙江传媒学院教务处制 引言 随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到LED灯。在大型商场车站，地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示汉字或者图像。LED行业已成为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。LED显示屏是利用发光二极管点阵模型或者像素单元组成平面的显示屏幕。不但拥有色彩丰富，组态灵活，能够适应室内外各种环境的特点，还具有发光效率高，使用寿命长的优势。LED显示屏经历了初期的不可更换显示内容，单色，双色的 图文显示到如今的可随时更换显示内容，全彩色的视频显示，历经发展，LED显示屏得到了广泛的应用和发展。 一、国内外研究发展现状 随着信息产业的高速发展，LED显示屏作为信息传播的一种重要手段成为现代信息化社会的一个闪亮标志。近年LED显示屏已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所如银行、营业部、车站、机场、港口、体育场馆等信息的发布，政府机关政策、政令，各类市场行情信息的发部和宣传等。目前，对于那些需要显示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相对比较低的场合，使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，它可以用单片机控制实现显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同字号、字型，根据不同的需求动态或静态显示。 LED显示屏（LED panel）是由几万-几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成，是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点，目前应用最广的是红色、绿色、黄色，而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。 LED显示屏的发展可分为以下几个阶段： 第一阶段为1990年到1995年，主要是单色和16级双色图文屏。用于显示文字和简单图片，主要用在车站、金融证券、银行、邮局等公共场所，作为公共信息显示工具。 第二阶段是1995年到1999年，出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。视频控制技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将LED显示屏提升到了一个新的台阶。LED显示屏控制专用大规模集成电路芯片也在此时由国内企业开发出来并得以应用。 第三阶段从1999年开始，红、纯绿、纯蓝LED管大量涌入中国，同时国内企业进行了深入的研发工作，使用红、绿、蓝三原色LED生产的全彩色显示屏被广泛应用，大量进入体育场馆、会展中心、广场等公共场所，从而将国内的大屏幕带入全彩时代。 具体的说，LED显示屏目前的发展现状如下： 中北大学毕业论文I 毕业设计（论文） 题目名称：基于51单片机的LED点阵显示屏系统 的设计与实现 中北大学毕业论文II 基于51单片机的LED点阵显示屏系统的设计与实现 摘要：本文介绍了一款以单片机AT89S51为控制器的LED点阵显示屏系统的设计。该系统可实现中英文字符的显示和动态特效显示。并且可以通过级连的方式来扩大显示屏幕的尺寸以达到增加显示内容的目的。系统采用PC机作为上位机，上位机向单片机发送控制命令和上位机所存储的显示代码，AT89S51单片机接收并处理PC 机的控制命令以及显示代码，由显示驱动模块驱动一个16×16分辨率的LED点阵显示屏的扫描显示。PC机与单片机之间的通信采用RS—232C通信标准来实现。所选用的AT89S51单片机具有价格低廉程序写入方便的特点使得整个系统方便维护和检修。除此之外，该系统只占用了单片机少量的I /O口和内存，为系统留下了功能扩展的空间。 关键字：AT89S51；LED点阵显示；串行通信 中北大学毕业论文III Desigen and Realization of the Lattice Screen of LED Based on MCS-51 Abstract: This paper introduces a design of the LED lattice display system base on MCU AT89S51. The system can display in both Chinese and English characters of the show and from top to bottom and move around the magic show. And can be cascaded to expand the screen size to achieve increased content purposes. The PC sends control commands and displays code to microcontroller, AT89S51 receives control commands from PC and shows the code, Driver module drives a 16×16-resolution LED lattice LED?s panel display scan showed. Commu nication between PC and the microcontroller using RS-232C communications standards. the characteristics that AT89S51 microcontroller is cheap and could be coded conveniently makes the whole system Convenient to Maintenance and Repair. In addition, the system will take up only a small amount of the MCU I/O and memory,so that the system has functional space for expansion. Key words: AT89S51,lattice LED?s panel display,serial communication毕业设计---旋转LED动态显示屏的设计
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