基于单片机旋转LED显示系统的设计
摘要：本论文主要选择的是以51单片机作为主要的LED显示系统的核心芯片，因为LED有很多的用途，可以使显示屏显示日历、温度，时间，可以对商家起宣传作用，可以在公告牌显示中发挥作用，可以对交通信号灯的起到指示作用因此LED显示系统具有广阔的市场范围。此系统选择的有51单片机、LED点阵、74HC系列芯片、单排LED。
关键词：51单片机；LED点阵；单排LED
Design of rotating LED display system based on single Chip Microcomputer
Abstract：The main choice of this paper is 51 single-chip microcomputer as the main LED display system corechip ,because the LED has a lot of uses, can make the display display calendar ,temperature, time, can to promote the role of merchants, can to play a role in the display of the bulletin board, you can on the traffic lights of the Play the indicative effect. Therefore, LED display system has a broad market range. This system selection of 51 Single-chip microcomputer、LED dot Matrix、74HC series Chips、Single row LEDS
Keyword:51 single-chip; LED dot Mtrix;Single row LEDS
目录
一、绪论 1
1.1研究目的 2
1.2相关研究现状 3
1.3 论文的基本组织结构和主要研究内容 3
二、LED显示技术的相关研究 5
2.1 LED的简介 5
2.1.1 LED数码管分类 5
2.1.2 系统成像原理 6
2.2 方案论证 6
2.2.1 结构种类 6
2.2.2 常见的LED显示方案 7
2.2.3 方案论证 7
2.2.4 本章小结 7
三、硬件部分的设计 8
3.1 简要概述 8
3.2 硬件电路的主要设计 8
3.3 旋转系统的结构设计 9
3.4 控制元器件的设计 10
3.4.1 AT89C51的介绍 11
3.4.2 时钟电路与复位电路的设计 13
3.4.3 驱动和点阵电路的设计 13
3.5 LED点整电路的设计 15
3.6 电路原理图 16
四、软件部分的设计 17
4.1 主程序的设计 17
4.2 中断子程序的设计 18
4.3 旋转LED显示系统的流程 18
4.4 主程序代码 19
五、旋转LED系统的测试 22
5.1 硬件调试 22
5.1.1 焊接完成时，通电之后电机不运转 22
5.1.2 焊接完成时，通电电机旋转，但LED没有反应 22
5.2 软件调试 23
5.3 本章小结 24
六、总结致谢 25
参考文献 27
一、绪论
1.1研究目的
随着互联网的巨大发展和取得了史无前例的进步，LED显示系统取得了飞跃的质变。世界上有很多科学家们对显示系统的创新设备也会越来也多，人们对LED显示系统的关注度也每年都在逐渐增长，同时被不同的行业所广泛的使用。
在快速发展的科技时代潮流里，LED显示屏始终作为一种新型事物、尤其是凭借着自身的优势在市场上总能脱颖而出。因为它具有使用周期长、显示亮度高、可视范围大，健康安全，并且每年能够大大的节省资源浪费，具有可绿色环保等特点；
在市场上每个商家都可以根据实际的需求定制屏幕尺寸大小合适的具有LED显示系统的显示屏，从而直接节省了大量不必要的开支。另外，LED显示系统的显示屏在安装方面大大的节省了人工成本，同样也给用户在操作系统上带来极大地方便性。未来，LED单片机的显示系统在市场的应用范围也能够得到快速的拓展。综合以上的优点，基于单片机的LED显示系统凭借着自身的优势能广泛地投入市场之中，它们可用于教育类、可用于家庭之中作为计算机的显示屏，也可以用作医疗设备的显示屏，当然能作为移动通讯设备的显示屏等等，可以说是无所不能、无处不在。目前几乎所有的显示屏都由LED显示系统开发而来的，可以说是优秀的LED显示系统在市场上是能够占据一定的地位。[1]
1.2相关研究现状
据调查全世界范围之内从事LED单片机系统的开发的公司数不胜数，但是目前主要有以下几个国家开发以及他们所代表的公司：
首先是欧美国家开发的单片机、他们所代表公司有英特尔公司和艾德梅尔公司；
其次是日本国家，他们开发的单片机的公司有日本的东芝、日立公司、富士通公司；
然后是中国的台湾，他们所开发的单片机的公司有温邦公司、霍尔泰克公司；
最后是韩国，主要的代表公司有现代微电子的GMS800系列、LG公司；
从以上可以看出世界上从事单片机的公司在市场上有相当的一定数量，从而表现了单片机的开发在市场上占据了一席之地，并且对生活也带来翻天覆地的变化，在未来的市场上也能够占据有利的空间和高度的利用化。
1.3论文的基本组织结构和主要研究内容
第一章，序言，主要写LED的分类和论证方法；
第二章，主要介绍了LED单片机，方案论证以及常见的LED显示方案；
第三章，主要介绍了对旋转LED显示系统硬件部分的设计；
第四章，主要对旋转LED显示系统软件部分的设计；
第五章，主要介绍了旋转LED显示系统的调试、并且在调试过程中对方案的论证以及修改的方案的意见，然后对这一节简单的做了个小结。
为了开展此次调研，主要从下面的几个条件来设计的：
（1）在根据调查资料背景的情况下，设计了这个实验；
（2）在系统的硬件设计模块中, 对显示系统硬件部位进行了模块的设计而且进行了详细的介绍和说明；
（3）根据51单片机来设计旋转LED显示屏，对51单片机进行了简单的原理介绍并且对显示系统各部位的研究以及设计；
（4）使用了LED点阵的要领来设计LED显示系统的工作原理；
由于LED 点阵板模块组成的电子显示屏,显示屏可清楚的显示文字内容和图片等一切信息, 这是由于LED 灯可以显示各种各样的颜色。根据实际的需求显示屏能更变他们需要的文字或者内容等相关信息，也可以随时随地的换上需要的图片类型等显示内容。在改变这些内容的前提下只需要下载大小为32KB FLASH的插件,从而使显示屏内容出现动画、文字等信息。存储在存储卡上的移动视频卡中, 能通过技术的提取文本和内容。[2]这正因为如此，显示屏可以根据实际需要在不同场合进行相应的调整和更多应用的使用, 所有相同的显示屏都可以利用其灵活性而应用于各种场合, 在下雨的情况下, 随时随地根据不同的要求进行调整和更换的内容。这是对用户来说是一个极大的福利可以经常性的更改它们需要的内容，所以这是利用显示屏的一个特性是灵活且易于使用的。
凡是来讲传统的LED显示屏是由显示模块、管制零碎与电源零碎器件组合而成的。新型的LED显示屏之所以能够得到器重,可能是因为有现如今的变化趋势所导致的吧，它们需要急速而广泛地开展, 这正与它们自身的优势有关。
单片机LED 的发展前景一片似锦, 在将来的研究方法中能够做到是为了实现更高的照明亮度、更多的耐候性转变, 而且有可以跟随着四季变化而做出相应的转换。
随着市场LED单片机器件的时时不停的完善与调价，如今又有客观的性价比, 并且可以利用如今的科技手段让LED单片机的市场范围越来越大并且能广泛的应用于各种各样的环境中，这简直是无处不在的。比如: 学校操场、学校门口、交通道路等户外场合的场所。在制造工艺上传统的 LED 显示屏是利用的是电容式屏幕，当然也是 LED 点阵屏幕的一种说法；它的屏幕尺寸的大小和 LED 灯的数量有关, 显示屏越大，采用的LED灯的数量也就越多，同时所消耗的资源也越多。而新型的LED在制造工艺上所采用的LED灯的数量比传统的要少的多，并且亮度也高。[3]
相比较而言, 屏幕规格的大小和所花费的资金是一致的，屏幕越大，花费的资金也越多, 所浪费的资源会更多, 同时也会有很多的麻烦。 比如屏幕坏了, 那么维护成本会大大增加, 不仅难以修复, 而且也浪费了巨大的电力消耗, 这与今天的绿色主题相反。所示屏幕的规格是根据市场的需求所定制的。
参考文献
[1] 司士辉．无线通信中的中继功率分配技术研究2003．
[2] 吴桂秀．传感器应用制作入门[M]．浙江科学技术出版社，2004．
[3] 彭军．传感器与检测技术[M]．西安电子科技大学出版社，2003．
[4] 陈杰，黄鸿．传感器与检测技术[M]．北京：高等教育出版社，2003．
[5] 吴桂秀．传感器应用制作入门[M]．浙江科学技术出版社，2004．
[6] 张锡富．传感器[M]．北京：机械工业出版社，2002．
[7] 郁有文．传感器原理及工程应用[M]．西安：西安电子科技大学出版社，2003．
[8] 楼然苗，李光飞．51 系列单片机设计实例[M]．北京航空航天大学出版社，2003．
[9] 朱定华，戴汝平．单片微机原理与应用[M]．清华大学出版社，2003．
[10] 胡乾斌，李光斌，李玲．单片微型计算机原理与应用[M]．华中科技大学出版社，2002．
[11] 胡汉才．单片机原理与借口技术[M]．清华大学出版社，2004．
[12] 张培仁．基于汇编语言编程 MCS-51 单片机原理与应用[M]．北京：清华大学出版社， 2003．
[13] 段志鑫，大学生论文联合库，2015
[14] 吕晓倩，大学生联合库，2015
[15] 刘佳鑫，大学生联合库，2015
