【正文】 基于單片機(jī)的 Led 點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì) 【摘要】 本設(shè)計(jì)使用 AT89C51 系列高速單片機(jī)作為主控制模塊，利用簡單的外圍電路來驅(qū)動 6416的點(diǎn)陣 LED 顯示屏。利用 AT89C51 系列高速單片機(jī)本身強(qiáng)大的功能，可以很方便的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與 PC 機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸及存儲，并能利用軟件方便的進(jìn)行顯示內(nèi)容的多樣變化，另一方面點(diǎn)陣顯示屏廣泛的應(yīng)用于醫(yī)院、機(jī)場、銀行等公共場所，所以本設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性。 本 LED 顯示屏能夠以動態(tài)掃描的方式同時(shí)顯示 4 個(gè) 1616 點(diǎn)陣漢字，并能通過上位機(jī)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(jī)程序存儲器空間，使本 LED 顯示系統(tǒng)能掉電存儲 1024個(gè)字符。設(shè)計(jì)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?yàn)椴捎么袀鬏敺绞?，使本系統(tǒng)的可擴(kuò)展性得到提升，便于多個(gè)顯示單元的級聯(lián)。 本文從 LED 的顯示原理入手，詳細(xì)闡述了 LED 動態(tài)顯示的過程，以及硬件電路的設(shè)計(jì)、計(jì)算和軟件的算法 。 【關(guān)鍵詞】 動態(tài)顯示 ； 單片機(jī) ； 點(diǎn)陣字庫 目錄 1 LED 概述 ........................................................................... 4 LED 電子顯示屏概述 ....................................................... 4 LED 電子顯示屏的分類 .................................................... 4 2 顯示原理及控制方式分析 ................................................... 5 LED 點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu) .......................................................... 5 LED 動態(tài)顯示原理 ......................................................... 5 LED 常見的控制方式 ...................................................... 6 3 硬件電路設(shè)計(jì) ................................................................... 8 系統(tǒng)硬件概述 ................................................................ 8 16 16LED 點(diǎn)陣顯示制作 ................................................ 9 1616LED 點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理 ....................... 9 用 88LED 點(diǎn)陣構(gòu)成 1616LED 點(diǎn)陣 .......................... 10 ................................................... 12 LED 顯示驅(qū)動電路 ........................................................ 12 4 字模生成 ......................................................................... 14 字模 簡介 ..................................................................... 14 LED顯示屏領(lǐng)域字模實(shí)現(xiàn)技術(shù) .................................... 14 軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計(jì) .......................... 14 字模存儲 技術(shù) ............................................................... 15 字庫生成 ..................................................................... 15 5 軟件設(shè)計(jì) .......................................................................... 17 程序設(shè)計(jì)總體思路和結(jié)構(gòu) ............................................... 17 程序設(shè)計(jì)總體思路 ................................................... 17 程序流程圖 ............................................................ 17 各模塊程序設(shè)計(jì) ............................................................ 18 系統(tǒng)初始化 ............................................................ 18 LED動態(tài)顯示 .......................................................... 18 漢字顯示的原理 ...................................................... 18 6 系統(tǒng)功能測試 ................................................................... 20 單元模塊電路測試 ........................................................ 20 系統(tǒng)整體功能測試 ........................................................ 20 總 結(jié) ................................................................................... 21 致謝 ................................................................................... 22 參考文獻(xiàn) ............................................................................ 23 附錄 ................................................................................... 24 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(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極使整個(gè)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(shí)候，它們之間就形成一個(gè) “P N結(jié) ” 。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)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(gè) LED 發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進(jìn)行顯示，即形成 LED 點(diǎn)陣 圖文顯示屏 。其 主要特征是只控制 LED 點(diǎn)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(qiáng)弱 。LED 點(diǎn)陣的漢字顯示方式是先根據(jù)所需要的漢字提取漢字點(diǎn)陣（如 16 16 點(diǎn)陣），將點(diǎn)陣文件存入 ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時(shí)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(diǎn)陣進(jìn)行漢字顯示。 LED 點(diǎn)陣顯示具有如下特點(diǎn)： （ 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(gè)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(shí)，光衰為初始的 50%。 （ 5） 響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級， LED 燈的響應(yīng)時(shí)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(shí)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(gè)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(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的像素點(diǎn)，按矩陣均勻排列組成。利用不