【正文】 速的處理色階 PWM 信號(hào)、高速的完成動(dòng)態(tài)掃描邏輯、高速的完成字符移動(dòng)算法。因此，以 PIC 單片機(jī)為控制器的條屏目前仍是單色條屏市場(chǎng)的主流。因此， 8051 控制的條屏只能用于顯示內(nèi)容及其簡(jiǎn)單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場(chǎng)合。因受到單片機(jī)運(yùn)算速度及通信速率的限制， LED 動(dòng)態(tài)顯示的刷新率不可能做得太高。 隨著廣告屏顯示內(nèi)容的多媒體化，對(duì)控制器傳輸速度，運(yùn)算能力的要求越來(lái)越高。再一個(gè)缺點(diǎn)是，每個(gè)單元的 PCB 隨著安放位置的不同，布線結(jié)構(gòu)也不相同，不利于廠家批量生產(chǎn)。 2． 3 LED 常見(jiàn)的控制方式 目前常見(jiàn)的是并行傳輸方式，通過(guò) 8 位鎖存器將 8 位總線上的列數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存顯示，各 8 位鎖存器的片選信號(hào)由譯碼器提供。因而發(fā)光效率比前者高。例如 0601 條屏（每行 6 個(gè)漢字，共 1 行），行線有 16 根，列線有 96 根。 如果高速地進(jìn)行（ 1）到（ 9）的循環(huán)，且兩個(gè)步驟間的間隔時(shí)間小于 1/24秒，由于 視覺(jué)暫留。其過(guò)程如圖 圖 用動(dòng)態(tài)掃描顯示字符 “B”的過(guò)程 假設(shè) X,Y 為兩個(gè) 8 位寬的字節(jié)型數(shù)據(jù)， X 的每位對(duì)應(yīng) LED 模塊的 8 根列線X7X0，同樣 Y 的每位對(duì)應(yīng) LED 模塊的 8 根行線 Y7Y0。則行線和列線的交叉點(diǎn)處的 LED 就會(huì)有電流流過(guò)而發(fā)光。圖 中，紅色水平線 Y0、 Y1……Y7 叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極，每一行 8 個(gè) LED 的陽(yáng)極都接在本行的行線上。將連續(xù)的幾幀畫(huà)面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于 24 幀 /秒，人眼看起來(lái)就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫(huà)面。用多塊點(diǎn)陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類實(shí)用裝置常通過(guò) PC 機(jī)或單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。像素顏色不同，所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同。 任務(wù)要求： （ 1） 通過(guò)按鍵實(shí)現(xiàn)了漢字、字母和時(shí)間之間的切換 1632（或 1664）點(diǎn)陣 LED 顯示； （ 2） 能顯示特定漢字和字符； （ 3） 按鍵控制切換數(shù)字和字母； （ 4） 能實(shí)現(xiàn)滾屏顯示、實(shí)時(shí)時(shí)間顯示功能； （ 5） 可與 PC 機(jī)通信更新顯示內(nèi)容 ； 第 2 章 顯示原理及控制方式分析 2． 1 LED 點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu) 八十年代以來(lái)出現(xiàn)了組合型 LED 點(diǎn)陣顯示器 模塊，以發(fā)光二極管為像素， 它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹(shù)脂和塑模封裝而成。 室外顯示屏：面積 一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽(yáng)光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。 全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色， 256 級(jí)灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬(wàn)種顏色。因而被廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。 LED 顯示屏是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的亮度的方式，來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。 [關(guān)鍵詞 ] LED 點(diǎn)陣 單片機(jī) 動(dòng)態(tài)顯示 電路設(shè)計(jì) The application of LED dot matrix electronic display design Students： Yang Ao Yuan Yuan Teacher： Sun Xiao Qi Abstract: This design USES STC89C52 series microcontroller as the main control module, use simple peripheral circuit to drive 32 x 16 lattice LED display. Use STC89C52 series microcontroller itself powerful functions and internal ROM can easily achieve MCU data transmission and storage, and can make showing the contents of the diversification, on the other hand dot matrix display widely used in hospitals, airports, Banks and other public places, so this design has a strong practical application. Key words: LED dot matrix microcontroller Dynamic display Circuit design 目錄 Teacher： Sun Xiao Qi ..................................................................................................... 2 前言 ................................................................................................................................. 3 1． 1 LED電子顯示屏概述 ...................................................................................... 3 1． 2 LED電子顯示屏的分類 .................................................................................. 4 1． 3 LED顯示屏的應(yīng)用示例 .................................................................................. 5 附 錄 ............................................................................................................... 37 前言 1． 1 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(wàn)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。 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 課題名稱 ： LED 點(diǎn)陣電子顯示屏的 應(yīng)用 設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 ： 學(xué) 號(hào)： 學(xué) 院： 信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 專業(yè)年級(jí) ： 電子信息工程 指導(dǎo)教師 ： 職 稱 ： 完成日期： LED 點(diǎn)陣電子顯示屏的 應(yīng)用 設(shè)計(jì) [摘 要 ] 本設(shè)計(jì)使用 STC89C52 系列 單片機(jī)作為主控制模塊，利用簡(jiǎn)單的外圍電路來(lái)驅(qū)動(dòng) 3216 的點(diǎn)陣 LED 顯示屏。 本文從 LED 的顯示原理入手，詳細(xì)闡述了 LED 動(dòng)態(tài)顯示的過(guò)程，以及硬件電路的設(shè)計(jì)、計(jì)算和軟件的算法。而藍(lán)色和純綠色 LED 的開(kāi)發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。 LED 顯示屏因?yàn)槠湎袼貑卧侵鲃?dòng)發(fā)光的，具有亮度高，視角廣、工作電壓低、功耗小、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。 雙基色顯示屏：紅和綠雙基色， 256 級(jí)灰度、可以顯示 65536 種顏色。 按使用場(chǎng)合分類 室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點(diǎn)較小，一般 Φ3mmΦ8mm，顯示面積一般零點(diǎn)幾至十幾平方米。 1． 4 設(shè)計(jì)任務(wù) 本設(shè)計(jì)的任務(wù)就是完成一個(gè)可以隨意擴(kuò)展顯示單元數(shù)目的單色動(dòng)態(tài)條幅屏。 根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙基色、三基色等。 圖 88 單色 LED 模塊內(nèi)部電路 LED 點(diǎn)陣顯示器 單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號(hào)．如 5x7 點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母． 58 點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文， 8x8 點(diǎn)陣 可以 用于顯示 簡(jiǎn)單的 中文文字，也可用于 簡(jiǎn)單 圖形顯示。 點(diǎn)陣式 LED 漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺(jué)暫留特性。 以 88 點(diǎn)陣模塊為例，說(shuō)明一下其使用方法及控制過(guò)程。 在這種形式的 LED 點(diǎn)陣模塊中，若在某行線上施加高電平（用 “1”表示），在某列線上施加低電平（用 “0”表示）。 現(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符 “B”的過(guò)程。 （ 1）． Y=0x01,X=0xFF，如圖 第一幀； （ 2）． Y=0x02,X=0x87，如圖 第二幀； （ 3）． Y=0x04,X=0xBB，如圖 第三幀； （ 4）． Y=0x08,X=0xBB，如圖 第四幀； （ 5）． Y=0x10,X=0x87，如圖 第五幀； （ 6）． Y=0x20,X=0xBB，如圖 第六幀； （ 7）． Y=0x40,X=0xBB，如圖 第七幀； （ 8）． Y=0x80,X=0x87，如圖 第八幀； （ 9）．跳到第（ 1）步循環(huán)。只不過(guò)實(shí)際運(yùn)用的時(shí)候，列線和行線通常不止 8 位，還要根據(jù)列線和行線的數(shù)量來(lái)決定是用行線或列線來(lái)做掃描線?？梢?jiàn)，用行線做掃描線，因?yàn)槠浒l(fā)光周期的占空比較大，其 視覺(jué)亮度是用列線做掃描線的 6 倍。比如先將掃描線全部設(shè)置為無(wú)效電平，送下一行的列數(shù)據(jù)后再選通掃描線，避免出現(xiàn)尾影。每增加一個(gè) 1616 點(diǎn)陣的全角漢字顯示單元，就需要在之前的電路上多增加兩根地址線，這就要求在 PCB 布線的時(shí)候要留有充足的地址線冗余量。因此，并行傳輸方式適用于顯示單元數(shù)目確定的條屏。 一．以傳統(tǒng) 8051 單片機(jī)為控制器的 LED 顯示屏。這就需要對(duì)單片機(jī)擴(kuò)展外設(shè)，無(wú)疑增加了硬件成本。作為條屏的控制器，可以明顯的改善顯示效果，同時(shí) PIC 單片機(jī)內(nèi)部的資源較豐富，可節(jié)省外部電路設(shè)計(jì)難度，同時(shí)降低了硬件成本。是近年來(lái)新興的可 編程邏輯器件。 四．以 ARM（ 32 位 RISC 架構(gòu)高性能微處理器）為控制器的 LED 顯示屏。 ARM 與 FPGA 的組合更是功能強(qiáng)大 ，除了海量存儲(chǔ)技術(shù)，無(wú)線更新技術(shù)外，還能實(shí)時(shí)地顯示視頻信號(hào)。這樣每個(gè) 1616 漢字能夠獲得 ，因此在 10 米處仍能清晰閱讀。因此本設(shè)計(jì)采用軟件算法實(shí)現(xiàn)左滾屏、定格顯示等常見(jiàn)滾屏方式。因此摒棄了傳統(tǒng)的并行傳輸方式，而采用獨(dú)特的串行鎖存技術(shù)，通過(guò)控制五根總線就能實(shí)現(xiàn)各顯示單元之間的列數(shù)據(jù)鎖存。所以對(duì)微控制器單元的處理速度要求較高，可供選擇的有 ARM7 和高速 8 位單片機(jī)。于是最佳選擇為 STC89C52 系列單片機(jī)， 其最高時(shí)鐘能到 24MHz，且有較豐富的接口及存儲(chǔ)器資源，價(jià)格極其低廉，零售價(jià)僅為 元 /片。因此本設(shè)計(jì)采用 PC 機(jī)串口來(lái)作為下載接口， PC 機(jī)串口為 RS232C 標(biāo)準(zhǔn)，其特點(diǎn)是共模傳輸，因此通信電纜可以是成本低廉的普通雙絞線，同軸屏蔽線等。所有顯示單元的列掃描驅(qū)動(dòng)電路 列掃描驅(qū)動(dòng)電路 電 源 LED 點(diǎn)陣 LED 點(diǎn)陣 行掃描驅(qū)動(dòng)電路 PC機(jī) MAX232 STC89C52中央微控制器 時(shí)鐘芯片 16 根行線均連接到公共的行掃描驅(qū)動(dòng)電路。用通用 I/O 口模擬同步串行接口以實(shí)現(xiàn)和列數(shù)據(jù)鎖存器（移位鎖存器）之間的單向通信。 3． 6． 2 工作原理 首先需要用 PC 機(jī)通過(guò)串口將編譯好的 HEX 文件下載到單片機(jī)內(nèi)，接通電源后，單片機(jī)將不斷的對(duì)每個(gè)引腳進(jìn)行掃描。