【正文】 ..................................................................................................................................................................... 26 移位寄存程序 ......................................................................................................................................................... 26 將移位寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)鎖存到輸出寄存器 ................................................................................................... 28 將顯示數(shù)據(jù)送入 74HC595 內(nèi)部移位寄存器 .................................................................................................. 28 結(jié)論 .......................................................................................................................................................................................... 29 致 謝 ............................................................................................................................................................................................. 31 附錄 1.............................................................................................................................................................................................. 32 附錄 2.............................................................................................................................................................................................. 34 I 基于單片機(jī)的 LED 點(diǎn)陣設(shè)計(jì) 摘 要 隨著社會的不斷進(jìn)步，傳統(tǒng)的 LED 燈在顯示效果、耗電量還是可修改性上都無法滿足當(dāng)前社會的需求，然而隨著單片機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展， 用單片機(jī)控制的 動態(tài) LED 燈的出現(xiàn)顯示 出巨大 的優(yōu)勢 。 本設(shè)計(jì)介紹了基于 MSC51 單片機(jī)的 LED 漢字點(diǎn)陣滾動顯示的基本原理、硬件組成與設(shè)計(jì)，Ｃ語言程序編寫與調(diào)試、 Protel 軟件仿真等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用低成本的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)漢字的固定顯示。本文重點(diǎn) 介紹了基于單片機(jī)系統(tǒng)的單色 LED 顯示屏的控制電路、驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，并針對一個(gè) 16*32 屏的顯示特點(diǎn)，對其軟件實(shí)現(xiàn)的算法給出了具體的分析。 此 設(shè)計(jì)具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。使我們更容易 了解漢字的點(diǎn)陣顯示原理，認(rèn)識單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用方法，并提高單片機(jī)知識技術(shù)的運(yùn)用能力 。 關(guān)鍵詞： 點(diǎn)陣顯示 ； LED； 驅(qū)動 電路 ； 掃描 II Based on a single chip design LED matrix display Abstract As society progresses, the tradition LED light need having no way to satisfy current society on effect , power consumption be still modification sex in display, but with the fact that monolithic machine technology promptness developing , appearing using the dynamic LED light that the monolithic machine controls has demonstrated gigantic advantage. This design introduces single chip based on MSC51 character dot matrix LED display scrolling the basic principles of hardware design, C language programming and debugging, Protel software simulation and related technologies such basic aspects of the design of the system. The system uses lowcost single chip system to achieve a fixed display of Chinese characters. This paper focuses on a single chip system based on color LED display control circuit, driving circuit design method, and for a 16 * 32 screen display features, its software algorithms are given detailed analysis. This design is small, less hardware, and simple circuit structure. Make it easier to understand the principles of Chinese characters dot matrix display, understanding the basic structure of SCM, working principle and application of methods and technologies to improve knowledge and ability to use single chip. Ke ywords: dot matrix display。 LED。 driver。 scan 1 緒論 課題的意義 隨著社會的發(fā)展，人們的消費(fèi)水平不斷提高，戶外廣告扮演著越來越重要的宣傳角色，不論是汽車站，火車站，股市交易市場，還是學(xué)校都離不開它，普通的 LED 顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。然而傳統(tǒng)的霓虹燈廣告牌不論是在顯示效果、耗電量還是可修改性上都無法滿足當(dāng)前社會的需求。 近些年以來由于單片機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和高亮度 LED 發(fā)光管的出現(xiàn)使得大屏幕高亮度 LED 電子顯示屏成為可能，與傳統(tǒng)的霓虹燈廣告在顯示效果以及可修改性上都有著無法比擬的優(yōu)勢，而且單片機(jī)的日益平民化以及 LED 技術(shù)的不 斷創(chuàng)新，使得高亮度高清晰的 LED 點(diǎn)陣廣告牌與傳統(tǒng)霓虹燈廣告牌的成本日益接近。 這種新興的大屏幕顯示技術(shù)成為眾人目光的焦點(diǎn)。與傳統(tǒng)的顯示設(shè)備相比，首先，LED 顯示屏色彩豐富，發(fā)光二極管可以顯示全彩色，顯示顯示方式變化多樣（文字、圖形、動畫等）、亮度高，可用來顯示文字、多種變化的圖形。其次， LED 顯示屏的象素采用 LED 發(fā)光二極管，將多個(gè)發(fā)光二極管以序列的形式構(gòu)成 LED 顯示陣列，這種顯示屏具有耗電省、成本低、亮度清晰度高、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，而且 LED 顯示屏以其受空間限制較小，并可以根據(jù)用戶要求設(shè)計(jì)屏的大小，具 有全彩色效果，視角大，是信息傳播設(shè)施劃時(shí)代的產(chǎn)品 [1]。再次， LED 顯示屏應(yīng)用廣泛，金融證券、銀行利率、商業(yè)廣告、文化娛樂等方面，顯示效果清晰穩(wěn)定，越來越多的地方開始使用 LED 電子顯示屏，有巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文介紹一種是可以改變顯示內(nèi)容的顯示屏，這種顯示屏顯示內(nèi)容非常靈活而且可以隨意修改，它需要與一臺單獨(dú)的微機(jī)控制顯示，這微機(jī)在顯示的時(shí)候不能再做其他的工作。本課題研究意義在于了解漢字的點(diǎn)陣顯示原理，認(rèn)識單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用方法，并提高單片機(jī)知識技術(shù)的運(yùn)用能力。 國內(nèi) 發(fā)展現(xiàn)狀 如今， 中國 LED 大屏幕廣告市場得到空前的發(fā)展 。 2 從各方面顯示，至 2020 年初，中國 LED 大屏幕廣告市場規(guī)模又一次飛越，其資金估計(jì)已達(dá) 億元，中國 LED 大屏幕廣告將進(jìn)入新的發(fā)展階段。 中國 LED 大屏幕市場是中國戶外電子屏廣告市場中的主流市場。在科技的推動下，戶外 LED 大屏幕技術(shù)創(chuàng)新使表現(xiàn)形式更強(qiáng)，能耗更小，制造成本更低。 LED 顯示發(fā)展迅速，隨著信息化的普及， LED 顯示系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于銀行、商店等，在信息發(fā)布、廣告中應(yīng)用更為廣泛。 LED 顯示屏是利用發(fā)光二極管點(diǎn)陣模塊組成的平面式顯示屏幕 [2]。它具有發(fā)光率高、使用壽命長、色彩豐富以及對室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。用點(diǎn)陣方式構(gòu)成文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計(jì)好合適的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿意的顯示效果。因而對于文字經(jīng)常需要變化的信息，采用 LED 漢字點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)是非常有效的。 發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦?。只有?dāng)外加的正向電壓使得正向電流足夠大時(shí)才發(fā)光，它的開啟電壓比普通的二極管大，紅色的在 — ，綠色的約為 2V[3]。正向電流愈大，發(fā)光愈強(qiáng)。使用時(shí)，應(yīng)特別注意不要超過最大功耗，最大正向電流和最大反向擊穿電壓等參數(shù)。此 設(shè)計(jì)中，我們應(yīng)運(yùn)用點(diǎn)接觸性二極管，由一根金屬絲經(jīng)過特殊工藝與半導(dǎo)體表面相接形成 PN 結(jié)。因而結(jié)面積小，不能通過較大電流。但其結(jié)電容較小，一般在 1pF 以下，工作頻率可達(dá) 100MHz以上 [4]。 LED 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、 單片機(jī) 控制電路和 LED 點(diǎn)陣顯示電路構(gòu)成，計(jì)算機(jī)與單片機(jī)之間以 RS232 串口方式進(jìn)行通訊。計(jì)算機(jī)將所要顯示的漢字的內(nèi)碼經(jīng)串口發(fā)送給控制電路，控制電路從字庫中取出漢字排列組合好后發(fā)送給顯示電路輸出顯示 [5]。 LED 點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)有多種顯示模式，基本歸類為靜態(tài)與動態(tài)顯示，這其中最為簡單的是靜態(tài)顯示 模式，動態(tài)模式的文字可以變動。動態(tài)顯示顯示屏可以改變顯示的內(nèi)容，在單片機(jī)內(nèi) ROM 區(qū)儲存了 128 個(gè)常用的漢字。從中挑選需要顯示的漢字。如果要顯示的漢字不在字庫中。系統(tǒng)安排了 256 個(gè) EEP— ROM 存儲字庫中沒有的漢字。通過通信程序隨時(shí)修改其中的內(nèi)容，這樣就基本能滿足各種不同的需要 [6]。 從理論上、系統(tǒng)上全面對 單片機(jī) 進(jìn)行了研究改進(jìn) ,促使 LED 的發(fā)展 更加完善。 當(dāng)需要顯示的信息比較多的時(shí)候，應(yīng)在電路中擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲器，把漢字的字模存儲在外部的數(shù)據(jù)存儲器中 [7]。 本次軟件的編程用的是 C 語言。 C 語言是一種源于編寫 UNIX 操作系統(tǒng)的語言，是一種結(jié)構(gòu)化語言，可產(chǎn)生緊湊代碼口。 C 語言可以進(jìn)行許多機(jī)器級函數(shù)控制而不用匯編語言。用 C 語言來編寫目標(biāo)系統(tǒng)軟件，會大大縮短開發(fā)周期，且明顯的增加軟件的可讀性，便于改進(jìn)和擴(kuò)充，從而研制出規(guī)模更大、性能更完備的系統(tǒng)。 3 本課題的任務(wù) 設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)用 16*32 點(diǎn)陣 LED 單色圖文顯示屏，要求在目測條件下 LED 顯示屏各點(diǎn)亮度均勻，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字穩(wěn)定、清晰即可達(dá)到效果。圖形或文字顯示有靜止和移入移出等顯示方式。本設(shè)計(jì)基于 MSC51 單片機(jī)的 LED 漢字點(diǎn)陣滾動顯示的基本原理、硬 件組成與設(shè)計(jì)，Ｃ語言程序編寫與調(diào)試、 Protel軟件仿真等基本環(huán)節(jié)和相關(guān)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用低成本的單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)漢字的固定顯示、水平移動、垂直移動和對角線移動。本顯示屏的設(shè)計(jì)具有體積小、硬件少、電路結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)。能幫助初學(xué)者了解漢字的點(diǎn)陣顯示原理，認(rèn)識單片機(jī)的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及應(yīng)用方法，并提高單片機(jī)知識技術(shù)的運(yùn)用能力。本文重點(diǎn)介紹了基于單片機(jī)系統(tǒng)的單色 LED 顯示屏的控制電路、驅(qū)動電路的設(shè)計(jì)方法，并針對一個(gè) 16*32 屏的顯示特點(diǎn)，對其軟件實(shí)現(xiàn)的算法給出了具體的分析。 數(shù)學(xué)模型與方案論證 對于點(diǎn)陣型 LED 顯示可以采用 兩種方法 ， 一種是共陰極的接法，另一種是共陽極的接法， 本系統(tǒng)采用共陽極，其硬件電路如圖 11 所示。當(dāng)行上有一正選通信號時(shí)，列選端四位數(shù)據(jù)為 0 的發(fā)光二極管便導(dǎo)通點(diǎn)亮。這樣只需要將圖形或文字的顯示編碼作為列信號和 對應(yīng)的行信號進(jìn)行逐次掃描，就可以逐行點(diǎn)亮點(diǎn)陣。只