電子顯示屏幕管理論文

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摘要LED大屏幕顯示系統，以AT89S52單片機為核心，由鍵盤顯示、錄放音模塊、光電開關、溫度采集、定時鬧鈴、LED大屏幕顯示等功能模塊組成。基于題目基本要求，本系統對時間顯示和大屏幕顯示進行了重點設計。此外，擴展單片機外圍接口、溫度采集、非接觸式止鬧、滾動屏幕顯示、語音報時等功能。本系統大部分功能由軟件來實現，吸收了硬件軟件化的思想，大部分功能通過軟件來實現，使電路簡單明了，系統穩定性大大提高。本系統不僅成功的實現了要求的基本功能,發揮部分也得到完全的實現,而且有一定的創新功能。

關鍵字：單片機LED大屏幕滾屏顯示

AbstractThislargeLEDdisplayscreensystem,basedonchipmicrocomputerAT89S52,iscomposedbythefollowingfunctionalmodules:keyboarddisplaying,soundphonating.photoelectricityuntouchedswitch，temperaturegathering,timingbell,Accordingtothebasicrequirementsofthesubject,oursystemstressesontherealizationoftimedisplayingandlargescreendisplaying,Furthermore,wealsoextendtheprimaryfunction,addingnewfunctions,suchasthesinglechipperipheralports,temperaturegathering,untouchedring-stop,scrollscreendisplay,soundtiming.andsoon.

Adoptingtheideaofhardware-to-software,mostofthosefunctionsarerealizedbysoftwares,whichmakestheelectrocircuitmoreconciseandthesystemmorestable,

Thedesignachievedandevenexceededalltherequiredbasictechnicalindexes

Keywords:chipmicrocomputerlargescreendisplaysystem

scrollscreendisplay

1任務設計

1.1基本要求：設計并制作LED電子顯示屏和控制器。

1.1.1自制一臺簡易16行*32列點陣顯示的LED電子顯示屏；

1.1.2自制顯示屏控制器，擴展鍵盤和相應的接口實現多功能顯示控制，顯示屏顯示數字和字母亮度適中，應無閃爍。

1.1.3顯示屏通過按鍵切換顯示數字和字母；

1.1.4顯示屏能顯示4組特定數字或者英文字母組成的句子，通過按鍵切換顯示內容；

1.1.5能顯示4組特定漢字組成的句子，通過按鍵切換顯示內容。

1.2發揮部分：

1.2.1自制一臺簡易16行*64列點陣顯示的LED電子顯示屏；

1.2.2LED顯示屏亮度連續可調。

1.2.3實現信息的左右滾屏顯示，預存信息的定時循環顯示；

1.2.4實現實時時間的顯示，顯示屏數字顯示：時∶分∶秒（例如18∶38∶59）；

1.2.5增大到10組（每組漢字8個或16個數字和字符）預存信息，信息具有掉電保護；

1.2.6實現和PC機通訊，通過PC機串口直接對顯示信息進行更新（須做PC機客戶程序）；

1.3創新部分

1.3.1室溫的測量

1.3.2定時鬧鈴

1.3.3整點報時

1.3.4非接觸止鬧

2、方案論證

2.1顯示部分:

顯示部分是本次設計最核心的部分，對于LED8*8點陣顯示有以下兩種方案：

方案一：靜態顯示，將一幀圖像中的每一個二極管的狀態分別用0和1表示,若為0,則表示LED無電流,即暗狀態;若為1則表示二極管被點亮。若給每一個發光二極管一個驅動電路,一幅畫面輸入以后,所有LED的狀態保持到下一幅畫。對于靜態顯示方式方式,所需的譯碼驅動裝置很多,引線多而復雜,成本高,且可靠性也較低。

方案二：動態顯示，對一幅畫面進行分割,對組成畫面的各部分分別顯示,是動態顯示方式。動態顯示方式方式,可以避免靜態顯示的問題。但設計上如果處理不當,易造成亮度低,閃爍問題。因此合理的設計既應保證驅動電路易實現,又要保證圖像穩定,無閃爍。動態顯示采用多路復用技術的動態掃描顯示方式,復用的程度不是無限增加的,因為利用動態掃描顯示使我們看到一幅穩定畫面的實質是利用了人眼的暫留效應和發光二極管發光時間的長短,發光的亮度等因素.我們通過實驗發現,當掃描刷新頻率(發光二極管的停閃頻率)為50Hz,發光二極管導通時間≥1ms時,顯示亮度較好,無閃爍感.。

鑒于上述原因,我們采用方案二

2.2．數字時鐘

數字時鐘是本設計的重要的部分。根據需要，可利用兩種方案實現。

方案一：本方案完全用軟件實現數字時鐘。原理為：在單片機內部存儲器設三個字節分別存放時鐘的時、分、秒信息。利用定時器與軟件結合實現1秒定時中斷，每產生一次中斷，存儲器內相應的秒值加1；若秒值達到60，則將其清零，并將相應的分字節值加1；若分值達到60，則清零分字節，并將時字節值加1；若時值達到24，則將時字節清零。該方案具有硬件電路簡單的特點，但當單片機不上電，程序將不執行。且由于每次執行程序時，定時器都要重新賦初值，所以該時鐘精度不高。

方案二：本方案采用Dallas公司的專用時鐘芯片DS1302。該芯片內部采用石英晶體振蕩器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完備的時鐘鬧鐘功能，因此，可直接對其以用于顯示或設置，使得軟件編程相對簡單。為保證時鐘在電網電壓不足或突然掉電等突發情況下仍能正常工作，芯片內部包含鋰電池。當電網電壓不足或突然掉電時，系統自動轉換到內部鋰電池供電系統。而且即使系統不上電，程序不執行時，鋰電池也能保證芯片的正常運行，以備隨時提供正確的時間。

基于時鐘芯片的上述優點，本設計采用方案二完成數字時鐘的功能。

2.3溫度采集部分

能進行溫度測量是本設計的創新部分，由于現在用品追求多樣化，多功能化，所以我們決定給系統加上溫度測量顯示模塊，方便人們的生活，使該設計具有人性化。

方案一：采用熱敏電阻，可滿足40攝氏度至90攝氏度測量范圍，但熱敏電阻精度、重復性、可靠性較差，對于檢測小于1攝氏度的信號是不適用的。

方案二：采用溫度傳感器DS18B20。DS18B20可以滿足從-55攝氏度到+125攝氏度測量范圍，且DS18B20測量精度高，增值量為0.5攝氏度，在一秒內把溫度轉化成數字，測得的溫度值的存儲在兩個八位的RAM中，單片機直接從中讀出數據轉換成十進制就是溫度，使用方便。

基于DS18b20的以上優點，我們決定選取DS18b20來測量溫度。

2.4芯片的選擇

方案一：采取并口輸入，占用大量I/O口資源

方案二：選取串口輸入，使用較少。所以我們選用串口輸入。串口輸入我們可以選用芯片有74HC595、74LS164、TPIC6B595。但是74HC595和74LS164兩種芯片必須加驅動才能驅動LED，而TI公司的DMOS器件TPIC6B595,除具有TTL和CMOS器件中移位寄存器595的邏輯功能外,其最大的特點是驅動功率大,可直接用作LED的驅動。

綜合以上比較，我們選取TPIC6B595來驅動LED點陣。

2.5鬧鈴方式的選擇

方案一：采用蜂鳴器鬧鈴，當到設定時間時，單片機向蜂鳴器送出高電平，蜂鳴器發生。采用蜂鳴器鬧鈴結構簡單，控制方便，但是發出的鬧鈴聲音單一。

方案二：采用錄音放音芯片1420鬧鈴，先對錄放音設備錄入一段音樂，當到設定時間時，單片機控制錄放音設備放音。采用錄放音電路鈴聲可以自己預先設定一段自己喜歡的音樂，符合電器設備人性化的要求。且1420芯片可以分段錄音，還具有語音報時功能。

基于錄音放音芯片1420的以上優點，我們決定采用錄放音設備鬧鈴。

2.6止鬧方式的選擇

一般鐘表都具有鬧鐘功能，到設定時間，便自動啟動鬧鐘，發出音樂提醒人們，再由人按下止鬧按鈕停止鬧鐘工作。一般每天只能設置一次鬧鐘、并要由人按下按鈕止鬧，使用不是很方便。

智能處理器應用可改變這種狀況，一天可按自己需要設置鬧鐘的開關、多次鬧鐘設置并可用非接觸方式止鬧。

方案一：采取遠程紅外遙控止鬧，遙控器發出特定紅外信號時，單片機接受到信號，向發音設備發出停止信號止鬧。紅外遙控止鬧控制距離遠，但是價格昂貴，增加了制造成本。

方案二：采取光電傳感器，當用一物體遮擋光電傳感光電傳感器向單片機接口送出一個低電平，單片機立即向發音設備發出停止信號止鬧。光電傳感器價格便宜，線路簡單，易于控制。

基于以上比較我們決定采用光電傳感器止鬧。