论文总字数：22606字

摘 要

2020年中国实现全面小康，进入了下一个发展阶段。伴随着时代的发展，我国的科学技术也越来越向着更高的层次进步，电力电子技术日益发展。其中，LED显示屏凭借着使用寿命长、色彩丰富、成本低、耗电量低等特点越来越受到广大科技工作者的重视。目前，在我国许多行业都用到了LED显示技术，例如证券交易所，车站机场信息显示，调度指挥中心信息显示，户外灯箱广告等，LED显示屏成为了我们生活中的一部分。本次设计采用低功耗、低成本的德州公司开发的MSP430F149单片机为核心，与4个74HC595缓存器、2个74HC138译码器、8个APM4953驱动芯片相互配合，通过汉字取模软件“CopyLeft By Horse 2000”从字库中提取字模，从而在16x16LED显示屏上进行汉字的动态显示。并采用Proteus软件进行单片机设计系统的仿真、通过IAR EW430进行系统程序的编写传输至单片机，完成相应的实物硬件制作，该LED显示屏的设计具有许多优点，例如总体体积小，所需硬件少，电路结构清晰明了。本次设计能帮助我们了解汉字动态显示的原理，帮助我们学习运用Proteus软件，将书本与实践相结合从而更加全面的学习430单片机的基本结构以及工作原理等知识。

关键词：MSP430F149单片机；Proteus；汉字取模；动态显示

Abstract

In 2020, China will achieve a well-off society in an all-round way and enter the next stage of development. With the development of the times, China's science and technology is also more and more towards a higher level of progress, power electronics technology is growing.Among them, LED display with long service life, rich color, low cost, low power consumption and other characteristics is more and more attention by the majority of scientific and technological workers.At present, LED display technology is used in many industries in China, such as stock exchange, station airport information display, dispatching command center information display, outdoor light box advertisement, etc., LED display has become a part of our life.In this design, MSP430F149 MCU developed by Dezhou company is used as the core with low power consumption and low cost. It cooperates with four 74HC595 buffers, two 74HC138 decoders and eight apm4953 driver chips. The Chinese character model is extracted from the Chinese character library through the Chinese character model software "Copyleft by horse 2000", so as to dynamically display Chinese characters on the 16X16 LED display. Proteus software is used for the simulation of the single-chip design system, and the system program is written and transmitted to the single-chip through IAR EW430 to complete the corresponding physical hardware production.The design of the display has many advantages, such as small size, less hardware, clear circuit structure.This design can help us understand the principle of dynamic display of Chinese characters, help us learn to use Proteus Software, combine books with practice, so as to more comprehensively learn the basic structure and working principle of 430 MCU.

Keywords：MSP430F149；Proteus；Chinese character module selection；Dynamic display

目录

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景及意义 1

1.2LED显示屏的发展历史 1

1.2.1LED显示屏的背景 1

1.2.2我国LED显示屏的发展现状 1

1.3单片机的发展历史 2

第二章 系统总体结构设计 4

2.1系统设计说明 4

2.2 系统结构框图 4

2.3系统方案论证 4

2.3.1显示方法的论证 4

2.3.2数据传输方法的论证 5

第三章 硬件设计 7

3.1主控芯片 7

3.2LED点阵模块 8

3.2.1LED点阵介绍 8

3.2.2LY-LED16x16B V2.1点阵 9

3.2.3汉字取模 9

3.3驱动模块 10

3.4按键模块 11

第四章 软件设计 12

4.1Proteus简介 12

4.2仿真图设计 12

4.3程序设计 13

4.3.1显示驱动程序 13

4.3.2系统主程序 14

第五章 第五章实物调试及总结 15

5.1硬件电路的制作与调试 15

5.2总结 16

致谢 17

参考文献 18

附录一 19

附录二 20

绪论

1.1课题研究背景及意义

随着我国科技文化事业的不断进步、居民的消费水平显著提高，在平时生活的场景中，例如股票交易市场、火车站、汽车站、学校等都必不可少的需要用到户外灯箱广告，它扮演着十分重要的角色。曾经的广告牌主要是依靠霓虹灯来显示的，但是它显示效果差，耗电量高，可修改性差，正是因为这些，霓虹灯广告牌已经无法满足当前社会人们的需求。在这个背景之下，单片机应运而生，自从1970年单片机问世以来，因为它的性价比极高，所以受到了科技工作者的广泛关注。近年来，中国的自动化控制，智能仪器，智能家用电器等各个方面都运用到了单片机。配合单片机的出现，点阵图形显示器也发挥了许多作用，通常在自动化控制以及一些智能显示设备领域中用来显示汉字等信息。如今LED显示屏的应用在全球众多领域都非常普及，熟悉和了解LED点阵显示屏的基本原理和工作过程，对今后从事相关工作，以及提升运用所学知识解决实际工程问题的能力，都是很有意义和非常必要的。

1.2LED显示屏的发展历史

1.2.1LED显示屏的背景

发光二极管LED首先是在1960年左右出现的一种半导体显示器件，然后在1980年以后迅速发展。LED显示屏作为当时一种新型的汉字显示载体，它是通过许多发光二极管组成的点阵模块而构成的大型显示屏幕。凭借着它的许多优点，例如：使用性能稳定，寿命长，使用便捷，易于控制，性价比高，它被人们广泛的运用在信息显示技术领域当中。^[1]

1.2.2我国LED显示屏的发展现状

LED显示屏产业自LED诞生以来在我国经过了几十年的发展，市场上基本形成了一些具有一定科技开发能力的行业龙头企业。全国从事LED显示屏的企业大约有3000余家，从业人员数量保持着逐年上升的趋势，据不完全统计，行业销售额近20亿人民币并且呈现逐年上升的趋势，上世纪九十年代增长速度均保持35%左右，九十年代末略有回落，但影响并不是很大，直到2021年增长速度趋于平稳。国有企业生产的LED显示屏，在我国国内市场上占有极大的比重。随着LED显示屏生产数量的增多，各个企业将产品的性能技术作为竞争的主要的方面，不断的开发出新型的产品，市场竞争呈现一种良性循环，在世界上处于领先水平，例如256色视屏控制技术和无线遥控等一些高科技技术，都是当时世界上极少数国家才能掌握的技术，然而我国显示屏领域在1990年就具备了这些成熟的技术。

LED显示屏技术广泛应用于我国的各行各业，主要包括：

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