【導讀】摘要：本文介紹了一款以單片機AT89S51為控制器的LED點陣顯示屏系統(tǒng)的設計。顯示屏幕的尺寸以達到增加顯示內(nèi)容的目的。系統(tǒng)采用PC機作為上位機，上位機。PC機與單片機之間的通信采用RS—232C通信標準來實現(xiàn)。除此之外，該系統(tǒng)只占用了單片機少量的I/O口和內(nèi)存，為系統(tǒng)留下了功。制造不同色彩的LED像素點。綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達到了實用階段。LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更。商場購物中心等服務領域的業(yè)務宣傳及信息顯示。均由國內(nèi)代表企業(yè)中標。技術水平相對領先,我國LED顯示屏產(chǎn)業(yè)在規(guī)模發(fā)展的同。科技隊伍，在全國LED顯示屏行業(yè)的從業(yè)人數(shù)6000人中，科技人員有2800多人，LED顯示屏產(chǎn)業(yè)正成為我國電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成部分，也是平板顯。高亮度、全彩化藍色及純綠色LED產(chǎn)品自出現(xiàn)以來，成本逐年快速降低，全彩色LED顯示屏的廣泛應用會是LED顯示。未來LED顯示屏會向著標準化、規(guī)范化，產(chǎn)品結構多樣化的方向發(fā)展[2]。

　　

【正文】 合調(diào)試的具體方法如下： （ 1）編寫一個逐點掃描的顯示程序，再結合硬件電路運行。這樣做的目的在于檢測各器件是否能夠正常運行和顯示屏的各個 LED 燈是否有損壞。結果顯示顯示屏中只有邊角出有一個 LED 燈被燒壞，其他器件邏輯功能運行正常。 （ 2）將靜態(tài)顯示子程序與各種動態(tài)顯示程序結 合硬件電路進行調(diào)試。系統(tǒng)運行時顯示如圖 51 所示，顯示圖像比較清晰，各動態(tài)顯示效果也能夠?qū)崿F(xiàn)。但顯示存在兩個問題。一是發(fā)光點的下方會出現(xiàn)一個很微弱的亮點，影響了整體的顯示效果。二是同一列的 LED 燈被點亮的數(shù)量與其亮度出反比，即如果同一列的燈都被點亮則亮度比只點亮幾個時要暗一點。 （ 3）將串口通信，顯示，硬件聯(lián)合調(diào)試。按照設定的通信協(xié)議，先由 PC 機向單片機發(fā)送起始控制字 s，接著再發(fā)送 32 比特的顯示數(shù)據(jù)，最后發(fā)送控制顯示方式的顯示控制字。再發(fā)送不同的顯示數(shù)據(jù)和顯示控制字，觀察各種顯示方式的運行情況和各種顯示方式 之間的切換情況。結果是顯示屏執(zhí)行顯示控制指令，顯示所發(fā)送的內(nèi)容。 調(diào)試結果分析 對調(diào)試中出現(xiàn)的問題進行了分析，得出以下原因和修改辦法。 （ 1）硬件的工作表現(xiàn)出不穩(wěn)定，主要是表現(xiàn)在 LED 顯示屏的驅(qū)動電路部分和單片 基于單片機點陣電子顯示屏設計 30 機系統(tǒng)部分。具體表現(xiàn)為單片機接負載后電壓被拉低值 左右，無法滿足譯碼電路的輸入要求。顯示時會有一些行驅(qū)動的輸出不夠設計指標 ，導致所驅(qū)動的那一行在顯示屏上表現(xiàn)為選定的點不能夠很好區(qū)分，圖像出現(xiàn)模糊。分析造成這一現(xiàn)象的原因為，焊接時三極管 8550 遭到了高溫損壞以致工作不穩(wěn)定和焊接的電路不 夠牢靠，還有就是 8550 的 e 端所接電壓過高。修改辦法為將單片機輸出端口外接 5K 的上拉電阻，替換損壞三極管。 （ 2）虛點的產(chǎn)生與軟件和三極管電壓有關。修改辦法是將軟件中的延時時間調(diào)至恰當值，將 8550 的 e 端電壓降至 3V 左右。 經(jīng)過調(diào)試和修改，系統(tǒng)實現(xiàn)了題目所要求的中英文顯示，動態(tài)顯示及上位機通信與控制的要求。 結論 經(jīng)過一段時間的工作，終于完成了基于 51 單片機的 LED 顯示系統(tǒng)的設計，項目所要求的功能 基本 達到。通過這次設計收獲頗多，不僅是所作題目 涉及到的軟硬件知識還有更為重要的實際經(jīng)驗和過程中所發(fā)現(xiàn)的問題。 接手題目之后從互聯(lián)網(wǎng)上對 LED 進行了詳細的資料收集，從技術和產(chǎn)業(yè)的兩方面對 LED 進行了了解。通過了解我認識到 LED 是一門當今應用非常廣泛的技術，整個產(chǎn)業(yè)每年都會有巨大的產(chǎn)值而且技術還在不斷發(fā)展和創(chuàng)新 [20]。 從設計之初就確定了參照大屏幕顯示屏的實現(xiàn)方法和實際情況設計一款小屏幕的 LED 點陣顯示屏。在查閱了大量的大屏幕顯示屏資料后確定了題目的設計方案。整個設計采用 AT89S51 做核心控制器， 74LS164 和 74LS373 組成譯碼電路，三極管 8550 和 ULN2803 做行和列驅(qū)動。在實現(xiàn)這一設計的過程中所遇到的問題和困難給我留下了寶貴的經(jīng)驗和深刻教訓。這些經(jīng)驗和教訓是： （ 1）設計之前應該進行大量的資料收集和分析，確定一個清晰的設計思路； 基于單片機點陣電子顯示屏設計 31 （ 2） 器件選擇時要詳細閱讀器件使用手冊，不但要考慮器件的功能實現(xiàn)還要考慮器件在整個系統(tǒng)中的兼容性； （ 3） 硬件的系統(tǒng)的建立必須合理和穩(wěn)定，實物建立之前最好進行仿真這樣才能為軟件提供一個可靠的試驗平臺； （ 4）軟件的編寫不但要實現(xiàn)功能還要不斷的優(yōu)化、簡練、易讀。 隨著課題的進行，對 LED 的了解也越來越深入。認為 LED 技 術也會進一步發(fā)展， LED 應用將會更加廣泛?？梢栽O想利用 LED 的高穩(wěn)定性和低能耗，再與無線通信技術相結合在沙漠深處或者人跡罕至的雪山之顛樹立一塊依靠太陽能充電，通過無線傳輸方式更改顯示內(nèi)容的信息板為登山者提供指示和天氣信息，為沙漠迷路的人指引方向。 設計結束了，但學習還在繼續(xù)。我相信通過此次設計所得到的知識、心得、經(jīng)驗乃至感受都會讓我在以后的日子里受益匪淺。 參考文獻 [1] 關積珍 . [J].世界電子元器件， 2020, (02)： 277301. [2] 關積珍 ,陸家和 . 我國 LED 顯示屏技術和產(chǎn)業(yè)發(fā)展及展望 .現(xiàn)代顯示 ， 2020， (02)： 3437. [3] Jeyamkondan S， Jayas D S， Holly R dot matrix LED has 4mm profile. Electronics Weekly， 11/26/2020 Issue 2125， 3636， 1/9p， 1c； (AN 11842020). [4] 繆思恩 . LED 大屏幕顯示電路設計 [J].電子技術應用， 1996， (08)： 5677. [5] Dave Jackson. 關于 DSP 芯片的問與答 .今日電子 ， 1998， (12)： 17. [6] 盧彌堅 .主從分布式 LED 大屏幕顯示系統(tǒng) [J].電腦與信息技術 ， 1997， (04)： 613. [7] 高勝東 ， 梁采 ， 張宏富 .一種 LED 大屏幕顯示系統(tǒng) [J].成都氣象學院學報 ， 1998， (03)： 108120. [8] 張全福 .匯編語言程序設計實驗教學改革與探索 .教學研究， 2020， (06)： 35. [9] 文哲雄 .用單片機控制 LED 顯示屏 [D].佛山：佛山科學技術學院， 1995. [10] 彭寧，只佩華 .單片機對 LED 大屏幕顯示的控制系統(tǒng) [J].河北大學學報 (自然科學版 )， 1993，13(3)： 8689. [ 11] 陳玉華，王銘霞 . LED 大屏幕顯示電路的設計 [J].大連海事大學學報， 1997， (03)： 5556. [12] 鄭剛，李宇成 .LED 大屏幕顯示系統(tǒng)的設計 [J].北方工業(yè)大學學報， 2020，（ 03）： 4347. 基于單片機點陣電子顯示屏設計 32 [13] 李元生 . LED 光柱專用驅(qū)動器 [J]. 家庭電子， 2020， (04)： 17. [14] 王亭，李瑞濤，宋召清 .在 Windows 下 PC 機和單片機的串行通信 [J].微型機與應用， 2020(1)：2527. [15] 陳新忠 .基于 RS232 總線的單片機多機通信軟件設計 [J].現(xiàn)代電子技術， 2020， (03) ： 5678. [16] 喬世杰 .小波圖像編碼中的對稱邊界延拓法 [J].中國圖像圖形學報， 2020， 5(9)： 725729. [17] 李桂平 .LED 屏幕顯示器的設計 [J].零陵 師范學院學報， 2020， (9)： 367380. 附錄 1： 硬件原理圖 基于單片機點陣電子顯示屏設計 33 12330pFC630pFC5VCC1KR271KR251KR26MR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7U3 SN74LS164NMR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7U2 SN74LS164NMR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7U5 SN74LS164NMR9CLK8A1B2Q03Q14Q25Q36Q410Q511Q612Q713VCC14GND7U4 SN74LS164NIN11IN22IN33IN44IN55IN66IN77IN88OUT118OUT316OUT415OUT514OUT613OUT712OUT811OUT217COM D10GND9U8 ULN2803AIN11IN22IN33IN44IN55IN66IN77IN88OUT118OUT316OUT415OUT514OUT613OUT712OUT811OUT217COM D10GND9U9 ULN2803AD27O15O39GND10O515D38O412O719D03D718D514O02D413D14VCC20D617OE1O26LE11O616U6 SN74LS373DWD27O15O39GND10O515D38O412O719D03D718D514O02D413D14VCC20D617OE1O26LE11O616U7 SN74LS373DW5KR8 Res25KR7 Res25KR6 Res25KR5 Res25KR4 Res25KR3 Res25KR2 Res25KR1 Res21KR10Res21KR11Res21KR12Res21KR13Res21KR14Res21KR16Res21KR9Res21KR15Res21KR21Res21KR20Res21KR22Res21KR19Res21KR23Res21KR24Res21KR18Res21KR17Res2C1+1VDD2C13C2+4C25VEE6T2OUT7R2IN8R2OUT9T2IN10T1IN11R1OUT12R1IN13T1OUT14GND15VCC16U1 MAX232CPE100pFC4 Cap100pFC2 Cap100pFC1 Cap100pFC3 Cap1234567891110J1 D Connector 94 SWPB12 SWPB35 SWPB2685507 85508 85509 855010 855011 855012 855013 8550 14 8550 15 855016 855017 855018855019 855020 855021 8550p1p1p3p3123456789101112131415161718192021 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40AT89S51* s5150KRes TapLED+LED－ 基于單片機點陣電子顯示屏