【正文】 基于 AT89C51 單片機的 LED 點陣廣告牌設(shè)計 摘要 本設(shè)計使用 AT89C51 系列高速單片機作為主控制模塊，利用簡單的外圍電路來驅(qū)動 6416 的點陣 LED顯示屏。利用 AT89C51 系列高速單片機本身強大的功能，可以很方便的實現(xiàn)單片機與 PC 機間的數(shù)據(jù)傳輸及存儲，并能利用軟件方便的進行顯示內(nèi)容的多樣變化，另一方面點陣顯示屏廣泛的應(yīng)用于醫(yī)院、機場、銀行等公共場所，所以本設(shè)計具有很強的現(xiàn)實應(yīng)用性。 本 LED 顯示屏能夠以動態(tài)掃描的方式同時顯示 4 個 1616 點陣漢字，并能通過上位機軟件修改顯示內(nèi)容和顯示效果等等。把 字符內(nèi)碼存儲在空閑的單片機程序存儲器空間，使本 LED 顯示系統(tǒng)能掉電存儲 1024 個字符。設(shè)計中采用了 SPI接口的 GB2312 標(biāo)準(zhǔn)字庫，支持所有的國標(biāo)字符和 ASCII 標(biāo)準(zhǔn)字符的顯示。因為采用串行傳輸方式，使本系統(tǒng)的可擴展性得到提升，便于多個顯示單元的級聯(lián)。 本文從 LED 的顯示原理入手，詳細闡述了 LED 動態(tài)顯示的過程，以及硬件電路的設(shè)計、計算和軟件的算法。 【關(guān)鍵詞】 動態(tài)顯示；單片機；點陣字庫 Abstract This design uses STC12C series MCU as a main controller, and depends on a simple external circuit to drive 9616 the lattice LED display. By using its own powerful functions and capacity of internal E2PROM, it is easy to acplish the MCU and PC and E2PROM for internal storage, data transmission equipment ,and it also can be used conveniently to show a variety of content changes. The other dot matrix display is widely used in hospitals, airports, banks and other public places. Therefore, the design has a strong practical application. The LED Display dynamic scan can show the way at the same time six 16 16 dot matrix Chinese characters, and PC software can modify the content and effect shows, and so on. IAP used in the application of programmable technology, the characters within the code stored in the SCM free program memory space, so that the LED display system can store 1,024 brownout characters. SPI used in the design of the interface standard GB2312 character, to support all the GB2312 standard ASCII characters and characters of the show. Because serial transmission used, so that the system can be enhanced scalability, for a number of display units of the cascade. This article from the start LED display principle, elaborated on the LED display dynamic process, as well as hardware circuit design, puting and software algorithms. Key Words: MCU； Serial Data Transfer； Llattice Llibrary 目 錄 1 LED概述 ...................................................................... 6 LED 電子顯示屏概述 .................................................... 6 LED 電子顯示屏的分類 ................................................. 6 2 顯示原理及控制方式分析 ............................................... 7 LED 點陣模塊結(jié)構(gòu) ...................................................... 7 LED 動態(tài)顯示 原理 ..................................................... 8 LED 常見的控制方式 .................................................. 9 3 硬件電路設(shè)計 .............................................................. 11 系統(tǒng)硬件概述 ........................................................... 11 1616LED 點陣顯示制作 ............................................ 13 1616LED 點陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 .................... 13 用 88LED 點陣構(gòu)成 1616LED 點陣 ........................ 14 主控單片機的接口說明 ............................................... 16 LED 顯示驅(qū)動電路 .................................................... 17 4 字模生成 .................................................................... 18 字模簡介 ................................................................ 18 LED 顯示屏領(lǐng)域字模實現(xiàn)技術(shù) .................................. 18 軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計 ........................ 18 字模存儲技術(shù) ........................................................... 19 字庫生成 ................................................................ 20 5 軟件設(shè)計 ..................................................................... 22 程序設(shè)計總體思路 和結(jié)構(gòu) ............................................ 22 程序設(shè)計總體思路 ............................................... 22 程序流程圖 ........................................................ 22 各模塊程序設(shè)計 ........................................................ 24 系統(tǒng)初始化 ........................................................ 24 LED 動態(tài)顯示 ...................................................... 24 漢字顯示的原理 .................................................. 25 6 系統(tǒng)功能測試 ............................................................... 26 單元模塊電路測試 ..................................................... 26 系統(tǒng)整體功能測試 ..................................................... 26 總 結(jié) .............................................................................. 27 致謝 ............................................................... 錯誤 !未定義書簽。 參考文獻 ....................................................................... 28 附錄 .............................................................................. 29 引 言 LED（ Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，簡稱 LED，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。 LED的心臟是一個半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是 P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是 N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時候，它們之間就形成一個“ PN 結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向 P區(qū)，在 P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會以光 子的形式發(fā)出能量，這就是 LED 發(fā)光的原理。 多個 LED 發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進行顯示，即形成 LED 點陣圖文顯示屏。其主要特征是只控制 LED 點陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制 LED 的發(fā)光強弱。 LED點陣的漢字顯示方式是先根據(jù)所需要的漢字提取漢字點陣（如 16 16 點陣），將點陣文件存入 ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時則需要先根據(jù)新的漢字編碼組成語句，再由 MCU 根據(jù)新編碼提取相應(yīng)的點陣進行漢字顯示。 LED 點陣顯示具有如下特點： （ 1） 電壓： LED 使用低壓電源，供電電壓在 624V 之間， 根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一種比使用高壓電源更安全的電源。 （ 2） 效能：消耗能量比同光效的白熾燈減少 80%。 （ 3） 適用性：每個單元 LED 小片是 35mm 的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。 （ 4） 穩(wěn)定性： 10 萬小時，光衰為初始的 50%。 （ 5） 響應(yīng)時間：其白熾燈的響應(yīng)時間為毫秒級， LED燈的響應(yīng)時間為納秒級。 （ 6） 對環(huán)境污染：無有害金屬汞。 （ 7） 顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。 由于 LED 的眾多優(yōu)勢，在市場中得到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用領(lǐng)域有： （ 1）、信號指示應(yīng)用：信號照明是 LED 單色光應(yīng)用比較廣泛也是比較早的一個領(lǐng)域，約占 LED 應(yīng)用市場的 4%左右。 （ 2）、顯示應(yīng)用：指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等， LED 用于顯示屏幕的應(yīng)用約占 LED 應(yīng)用的 20%— 25%，顯示屏幕可分為單色和彩色。 （ 3）、照明應(yīng)用：便攜燈具，汽車用燈，特殊照明。由于 LED 尺寸小，便于動態(tài)的亮度和顏色控制，因此比較適合用于建筑裝飾照明。背光照明：普通電子設(shè)備功能顯示背光源、筆記本電腦背光源、大尺寸超大尺寸 LCD 顯示器背光源等 。以及投影儀用 RGB 光源。 1 LED 概述 LED 電子顯示屏概述 LED 電子顯示屏（ Light Emitting Diode Panel）是由幾百 幾十萬個半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的像素點，按矩陣均勻排列組成。利用不同的半導(dǎo)體材料可以制造不同色彩的 LED 像素點。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍色和純綠色 LED 的開發(fā)已經(jīng)達到了實用階段。 LED 顯示屏是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光