2023年无线远程控制LED屏设计.doc

淮阴师范学院毕业设计 毕 业 设 计 学生姓名 王 大 卫 学 号 170503030 院 (系) 电子与电气工程系 专 业 电子信息工程 题 目 无线远程控制LED屏设计 指导教师 葛 恒 清 讲师/硕士 2023 年 05 月 ：本设计主要研究了LED显示屏系统原理，分析了单片机控制显示屏的方法，并编程实现了显示的功能。其中，对控制电路局部所使用的元器件作了详细的介绍。基于LED大屏幕之上，又研究了无线远程控制温度显示的方法。从机通过单线温度传感器DS18B20获得温度数据，通过无线发射模块把温度数据发送给主机的无线接收模块，主机接收到了温度数据，在1602液晶显示模块显示出当前温度数值。在此过程中，对1602 字符型LCD显示模块进行了分析，编程并实现了字符显示的功能，同时，研究了无线收发模块和温度传感器DS18B20，编程模拟LED屏幕实现了无线远程控制温度显示。 关键字：LED,扫描原理，LCD,温度传感器，无线收发模块 Abstract：The research of the design mainly tenets the LED display system, analysing the methods of single-chip microcomputer to control the display and programming features of the display. Among them, the paper gives full details of some of the control circuit components. Based on the LED screen, it studies the method of wireless remote control showing temperature. The second machine access to the temperature DS18B20 sensor data by one-line, senting the temperature data to the host wireless receiver module by wireless transmission module, and the host receives the temperature data, showing the current temperature value in the 1602 liquid crystal display module. In this process, not only the 1602 character LCD display module was analyzed, but also the character display on LCD was realized, meanwhile the wireless transceiver module and Temperature Sensor were discussed, At last, the temperature display based on a wireless remote control was achieved on LCD. Key word: LED, scanning principle, LCD, temperature sensor, wireless transceiver module 目 录 中文 1 英文 2 1 绪论 4 1.1 LED大屏幕显示的意义 4 1.2 LED大屏幕显示的开展状况 5 1.3 实现的功能及研究的内容 5 1.3.1实现的功能 5 1.3.2研究的内容 5 2 LE显示屏系统原理 5 2.1 LED显示屏的根本结构 5 2.2 LED显示屏的硬件设计 7 2.2.1 八同相三态总线收发器 7 2.2.2八位串入并出的移位存放器 7 2.2.3 显示屏原理图 8 2.2.4 大屏幕控制原理图 9 2.3 LED大屏幕显示字符实例 10 2.3.1 实例内容 10 2.3.2 选取字模 10 2.3.3 编写程序 11 2.3.4 程序的烧写与运行 14 2.4 本章小结 13 3 1602液晶显示模块 15 3.1 1602液晶显示模块概述 15 3.1.1 字符液晶显示模块简介 15 3.1.2 1602液晶显示模块的技术参数 15 3.2 1602液晶显示模块接口说明 16 3.3 1602液晶显示模块的指令集描述 16 3.4 1602液晶显示模块显示字符实例 18 3.5 本章小结 20 4 无线控制温度显示 20 4.1 315M无线发射模块 20 4.2 315M无线接收模块 21 4.3 无线收发模块的应用 21 4.4 温度传感器DS18B20 22 4.4.1 DS18B20的新特性 22 4.4.2 高速暂存存储器 22 4.5 DS18B20的工作过程 23 4.6 无线控制温度显示实例 23 4.6.1 实例内容 23 4.6.2 硬件原理图 24 4.6.3 程序模块划分 25 4.6.4 编写程序 26 4.6.5 程序的烧写与运行 27 4.7 本章小结 28 结束语 29 谢辞 30 参考文献 31 31 淮阴师范学院毕业设计 1 绪论 1.1 LED大屏幕显示的意义 LED〔Lighting Emitting Diode〕即发光二极管，其根本结构是一块电致发光的半导体材料，是一种半导体固体发光器件，它具有寿命长、节能、绿色环保、高辉度、速度快、短距离照射的优点，容易与晶体管和集成电路配套使用，可以在许多领域得到应用，因而在全球市场上十分走俏。LED技术在近年来不断获得新的突破，应用范围不断拓宽，已成为新世纪极具开展潜力的电子产品之一。 LED 显示屏是八十年代后期在全球迅速开展起来的新型信息显示媒体，它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成在面积显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、价格性能比高、使用本钱低等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示的主流产品。随着社会经济的不断进步，以及LED显示技术的不断完善，人们对LED显示屏的认识将会越来越深入，其应用领域将会越来越广。 LED 显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的开展，成为了平板显示的代表性主流产品，主要向以下几个方面开展：高亮度、全彩化；标准化、规格化；产品结构多样化。 1.2 LED大屏幕显示的开展状况 进入八十年代后，LED 在发光波长范围和性能方面大大提高，并开始形成平板显示产品即LED显示屏。LED显示屏开展经历了三个阶段： 1990年以前LED显示屏的成长形成时期。由于LED材料器件的限制，而且通讯控制方式的显示控制技术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，产品的本钱比拟高。 1990—1995年，这一阶段是LED显示屏迅速开展的时期。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开展，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。 1995年以来，LED显示屏的开展进入一个总体稳步提高产业格局调整完善的时期，LED显示屏产业内部竞争加剧，形成了许多中小企业，产品价格大幅回落，应用领域更为广阔，产品在质量、标准化等方面出现了一系列新的问题，有关部门对LED显示屏的开展予以重视并进行了适当的标准和引导，目前这方面的工作正在逐步深化。 1.3 实现的功能及研究的内容 1.3.1 实现的功能 设计的显示屏具有亮度高、使用寿命长、性价比高等LED显示屏的共同特点，主要实现16x16的点阵汉字LED显示屏的显示，包括静态显示和动态显示以及基于其上的简单的开发与应用。设计出来的显示屏总体能够实现以下的四大方面的功能： 〔1〕进行日期和时间的动态显示； 〔2〕当前温度测量的动态显示； 〔3〕能够与PC机通讯，用PC机控制大屏幕显示； 〔4〕能够无线远程控制温度信息的显示。 1.3.2 研究的内容 首先必须研究LED显示屏的显示原理，LED的结构及发光原理，研究各种元件的作用及它们之间相互的联系，绘制出显示屏的扫描原理图，并且能用单片机对它进行控制，探讨LED显示器的内部芯片电路结构，以及相应与外部设备连接的接口局部，绘制出单片机控制屏幕原理图并编程实现大屏幕显示功能。 在这根底上我开始基于LED大屏幕研究无线控制温度的显示这方面的功能，在这个过程中开始先研究1602液晶显示模块的接口及指令集描述，分析屏幕显示方法，编程实现1602液晶显示模块的单字符显示；在能够方便自如地使用1602液晶显示模块根底上继续研究无线收发模块，正确地选用适宜的模块；分析单线温度传感器DS18B20的工作过程，为温度的测量做好准备；最终实现从机通过DS18B20测得当前的温度，把温度数据发送给主机，主机把接收到的温度数据在 1602液晶显示模块上显示出来，通过LCD显示屏的正确显示到达模拟LED显示屏显示的效果。 2 LED显示屏系统原理 2.1 LED显示屏的根本结构 LED显示屏可分为屏体和控制器两局部。LED显示屏的屏体如图2–1所示。屏体的主要局部是显示点阵，还有行列驱动电路，或者包括其它电路〔并没有严格规定，可根据需要和印刷电路板的布置而定〕。显示点阵现多采用8×8单色或双色显示单元拼接而成。 \ 图2–1 LED点阵显示屏屏体 2.2 LED显示屏的硬件设计 2.2.1 八同相三态总线收发器 八同相三态总线收发器74LS245的原理图如图2–2所示： Gx DIR A1 B1 A2 74LS245 B2 A3 B3 A4 B4 A5 B5 A6 B6 A7 B7 A8 B8 19 1 2 3 4 5 6 7 8 9 11 12 13 14 15 16 17 18 图2–2 74LS245的原理图 74LS245的功能表如表2–1所示〔其中H表示高电平，L表示低电平〕： 表2–1 74LS245的功能表 使能端 DIR 传输方向 L L B→A L H A→B H X 隔开 2.2.2 八位串入并出的移位存放器 集成电路74LS595就是一个8位串入并出的移位存放器结构，且移位存放器和输出锁存器的控制是各自独立的，它的外形如图2–3所示： SER O0 O1 SRCLK O2 SRCLKx O3 74LS595 O4