第一篇：基于單片機的16×16點陣LED電子顯示屏的設計報告

單片機原理及應用

課程設計報告書

題

目：16×16點陣LED電子顯示屏的設計 姓

名：蔡臣 學

號：083521041 專

業：電氣工程及其自動化 指導老師：徐武雄 設計時間：2011年 5月

目

錄

1.引言...............................................1 1.1 設計意義......................................1 1.2 系統功能要求..................................1 2.方案設計..........................................1 3.硬件設計..........................................3 4.軟件設計.........................................10 5.系統調試.........................................13 6.設計總結.........................................14 7.附錄A源程序.....................................15 8.附錄B作品實物圖片...............................35 9.參考文獻.........................................36

16×16點陣LED電子顯示屏的設計

單片機原理及應用課程設計

16×16點陣LED電子顯示屏的設計

1.引 言

LED點陣顯示屏是一種簡單的漢字顯示器，具有價廉、易于控制、使用壽命長等特點，可廣泛應用于各種公共場合，如車站、碼頭、銀行、學校、火車、公共汽車顯示等。本文詳細介紹了一種低廉的16x64陣LED顯示屏的設計過程。

1.1.設計意義

1、實現LED點陣屏核心功能即漢字及字母的多樣化顯示。

2、通過本次課程設計加深對單片機課程的全面認識和掌握，對單片機課程的應用進一步的了解。

3、掌握SPI串口進行數據傳輸的應用，并學會使用外部芯片輔助項目設計。

4、鍛煉通過自學與自己探索的方式解決問題的能力。

5、通過此次課程設計將單片機軟硬件結合起來對程序進行編輯，校驗，鍛煉實踐能力和理論聯系實際的能力。

1.2.系統功能要求

設計一個室內用16×16點陣LED圖文顯示屏，要求在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應穩定、清晰無串擾。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。

2.方案設計

從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個點所在位置相對應的LED器件發光，就可以得到我們想要的顯示結果，這種同時控制各個發光點亮滅的方法稱為靜態驅動顯

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示方式。16×16的點陣共有256個發光二極管，顯然單片機沒有這么多端口，如果我們采用鎖存器來擴展端口，按8位的鎖存器來計算，16×16的點陣需要256/8=32個鎖存器。這個數字很龐大，因為我們僅僅是16×16的點陣，在實際應用中的顯示屏往往要大的多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個很龐大的數字。因此在實際應用中的顯示屏幾乎都不采用這種設計，而采用另一種稱為動態掃描的顯示方法。

動態掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以實現多行（比如16行）的同名列共用一套列驅動器。具體就16×16的點陣來說，我們把所有同一行的發光管的陽極連在一起，把所有同一列的發光管的陰極連在一起（共陽的接法），先送出對應第一行發光管亮滅的數據并鎖存，然后選通第一行使其燃亮一定的時間，然后熄滅；再送出第二行的數據并鎖存，然后選通第二行使其燃亮相同的時間，然后熄滅；?? 第十六行之后又重新燃亮第一行，這樣反復輪回。當這樣輪回的速度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現象，我們就能看到顯示屏上穩定的圖形了。

采用掃描方式進行顯示時，每行有一個行驅動器，各行的同名列共用一個列驅動器。顯示數據通常存儲在單片機的存儲器中，按8位一個字節的形式順序排放。顯示時要把一行中各列的數據都傳送到相應的列驅動器上去，這就存在一個顯示數據傳輸的問題。從控制電路到列驅動器的數據傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯然，采用并 2

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行方式時，從控制電路到列驅動器的線路數量大，相應的硬件數目多。當列數很多時，并行傳輸的方案是不可取的。

采用串行傳輸的方法，控制電路可以只用一根信號線，將列數據一位一位傳往列驅動器，在硬件方面無疑是十分經濟的。但是，串行傳輸過程較長，數據按順序一位一位地輸出給列驅動器，只有當一行的各列數據都已傳輸到位之后，這一行的各列才能并行地進行顯示。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解成列數據準備（傳輸）和列數據顯示兩個部分。對于串行傳輸方式來說，列數據準備時間可能相當長，在行掃描周期確定的情況下，留給行顯示的時間就太少了，以至影響到LED的亮度。

解決串行傳輸中列數據準備和列數據顯示的時間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數據的同時，傳送下一行的列數據。為了達到重疊處理的目的，列數據的顯示就需要具有鎖存功能。經過上述分析，可以歸納出列驅動器電路應具備的主要功能。對于列數據準備來說，它應能實現串入并出的移位功能；對于列數據顯示來說，應具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準備好的數據打入并行鎖存器進行顯示時，串并移位寄存器就可以準備下一行的列數據而不影響本行的顯示。硬件系統設計

本系統采用AT89C52單片機作控制器，整個電路主要由單片機控制及其接口電路、驅動顯示電路、電源電路等部分組成。為了簡化顯

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示屏電路，降低成本，本系統在單片機部分不加字庫存儲器。而在PC機上編輯漢字和字符顯示信息，并將其轉換為相應的點陣顯示數據，然后通過串口(采用RS－232通信標準)送給單片機存儲并進行顯示處理。圖1所示為其硬件系統原理圖。

3．1 單片機控制電路

本系統由AT89C52構成單片機最小應用系統．同時配有11．0592 MHz晶振和按鍵復位電路等。系統外擴的一片Flash存儲器29F040為數據存儲器，可用來存儲由PC機串口送來的點陣信息(通過軟件將 4

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圖像或文字轉換成與LED顯示屏的像素相對應的點陣信息)。該Flash存儲器是一種非易失性存儲器，它在供電電源關閉后仍能保持片內信息。由于29F040的容量為512 KB(該芯片內部由8個64 Kbyte的讀寫塊組成，可分塊進行讀、寫和擦除等操作)，而AT89C52只能管理64KB的數據空間，所以，需將29F040分成8頁，每頁64KB。其頁碼可由單片機的P3．2~P3．4來選擇。另外，采用MAX232可完成RS232與TTL電平的轉換，以便使PC機與單片機交換信息。3．2 16x16點陣顯示器的設計

（a）圖2是一種8x8的LED點陣單色行共陽模塊的內部結構圖，其單點工作電壓Uf為1．8 V，正向電流IF為8~10 mA。當某一行線為高電平而某一列線為低時，其行列交叉的點就被點亮；而當其某一列線為高時，其行列交叉的點為暗；當某一行線為低電平時，無論列線如何，對應這一行的點全部為暗。

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用四個8x8點陣顯示可構成16x16點陣顯示器，其連接方法如圖3所示。圖中，將(A)和(B)的8列、(C)和(D)的8列分別對應相連，同時將(A)和(C)的8行、(B)和(D)的8行分別對應相連。即可形成一個16行(每一行有16個LED)、16列(每一列也有16個LED)的16x16點陣顯示器，可將這256個點稱為一頁，這樣，顯示字符時。只要對一頁中對應的亮滅進行控制即可。

（b）LED點陣顯示器的掃描驅動

LED顯示屏驅動電路的設計應與所用控制系統相配合。驅動通常分為動態掃描型及靜態鎖存型驅動二大類。本文以動態掃描型驅動電

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路的設計為例來進行分析。動態掃描型驅動方式是指顯示屏上的16行發光二極管共用一組列驅動寄存器，然后通過行驅動管的分時工作，來使每行LED的點亮時間占總時間的1／16。只要每行的刷新速率大于50 Hz，利用人眼的視覺暫留效應，人們就可以看到一幅完整的文字或畫面。

AT89S52單片機有四個I／O口(P0、P1、P2、P3)，每個I／O口有8位，如果都采用并行輸出，顯然不能滿足要求，因此，本設計中的行掃描驅動采用并口輸出，而場掃描驅動采用串口輸出。

（1）行掃描驅動

由于16x64點陣顯示器有16行，為充分利用單片機的接口，本電路中加入了一個4-16線譯碼器74LS154，其輸入是一個16進制碼，解碼輸出為低態掃描信號，它們的管腳示意圖如圖4所示。把74LS154的G1和G2引腳接地，然后以A、B、C、D四腳為輸入端。就會形成16種不同的輸入狀態，分別為0000～1111，然后使每種狀態只控制一路輸出，即會有16路輸出。

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如果一行64點全部點亮，則通過74LS154的電流將達640 mA，而實際上，74LS154譯碼器提供不了足夠的吸收電流來同時驅動64個LED同時點亮，因此，應在74LS154每一路輸出端與16x64點陣顯示器對應的每一行之間用一個三極管來將電流信號放大，本文選用的是達林頓三極管TIP127。這樣，74LS154某一輸出腳為低電平時，對應的三極管發射極為高電平，從而使點陣顯示器的對應行也為高電平。

（b）場掃描驅動

本系統場掃描驅動電路的設計可用串入并出的通用集成電路74HC595來作為數據鎖存。74HC595是一個八位串行輸入三態并行輸

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出的移位寄存器，其管腳見圖4所示，其中SI是串行數據的輸入端，RCK是存儲寄存器的輸入時鐘，SCK是移位寄存器的輸入時鐘，Q'H是串人數據的輸出，G是對輸人數據的輸出使能控制，QA～QH為串入數據的并行輸出。從SI口輸入的數據可在移位寄存器的SCK腳上升沿的作用下輸入到74HC595中。并在RCK腳的上升沿作用下將輸入的數據鎖存在74HC595中，這樣，當G為低電平時，數據便可并行輸出。為了避免與PC機串口輸入的數據相互干擾，也可使用模擬串口P1．4~P1．7來分別輸出串行數據、移位時鐘SCK、存儲信號RCK和并行輸出的使能信號G。

為了消除電源電壓的波動及行掃描管壓降(第一行點亮的點數不同，將引起管壓降的變化，從而影響通過LED管的電流)的變化對LED顯示屏亮度的影響，設計時可采用列恒流驅動電路，可選用三極管8550和外圍元件構成列恒流驅動電路，并通過調整100 kΩ可調電阻使三極管處于放大狀態，同時將集電極電流調整為10 mA，從而使點亮對應點陣時通過LED的電流不變。

（c）掃描顯示工作過程

將8片74HC595進行級連，可共用一個移位時鐘SCK及數據鎖存信號RCK。這樣，當第一行需要顯示的數據經過8x8=64個SCK時鐘后便可將其全部移入74HC595中，此時還將產生一個數據鎖存信號RCK將數據鎖存在74HC595中，并在使能信號G的作用下，使串入數據并行輸出，從而使與各輸出位對應的場驅動管處于放大或截止狀

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態；同時由行掃描控制電路產生信號使第一行掃描管導通，相當于第一行LED的正端都接高，顯然，第一行LED管的亮滅就取決于74HC595中的鎖存信號；此外，在第一行LED管點亮的同時，再在74HC595中移入第二行需要顯示的數據，隨后將其鎖存，同時由行掃描控制電路將第一行掃描管關閉而接通第二行，使第二行LED管點亮，以此類推，當第十六行掃描過后再回到第一行，這樣，只要掃描速度足夠高，就可形成一幅完整的文字或圖像。

4軟件設計

顯示屏軟件的主要功能是向屏體提供顯示數據，并產生各種控制信號，使屏幕按設計的要求顯示。根據軟件分層次設計的原理，我們可把顯示屏的軟件系統分成兩大層：第一層是底層的顯示驅動程序，第二層是上層的系統應用程序。顯示驅動程序負責向屏體送顯示數據，并負責產生行掃描信號和其它控制信號，配合完成LED顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅動程序由定時器T0中斷程序實現。系統應用程序完成系統環境設置（初始化）、顯示效果處理等工作，由主程序來實現。

從有利于實現較復雜的算法（顯示效果處理）和有利于程序結構化考慮，顯示屏程序適宜采用C語言編寫。（1）.顯示驅動程序

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顯示驅動程序在進入中斷后首先要對定時器T0重新賦初值以保證顯示屏刷新率的穩定，1/16掃描的顯示屏的刷新率（幀頻）的計算公式如下：

刷新率（幀頻）?fosc11 式1 ?T0溢出率??161612(65536?t0)其中fosc為晶振頻率，t0為定時器T0初值（工作在16位定時器模式）。

然后顯示驅動程序查詢當前燃亮的行號，從顯示緩存區內讀取下一行的顯示數據，并通過串口發送給移位寄存器。為消除在切換行顯示數據的時候產生拖尾現象，驅動程序先要關閉顯示屏，即消隱，等顯示數據打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號，重新打開顯示。圖5為顯示程序流程圖。

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（2）.系統主程序

系統主程序開始以后首先是對系統環境初始化，包括設置串口、定時器、中斷和端口。先是顯示屏中所有的燈全亮用以驗證實驗線路的正確，然后以“卷簾出”效果向上滾動顯示“咸寧學院電子與信息工程學院零八級電氣工程及其自動化一班周俊龍！指導老師：徐武雄”的字樣，由于單片機沒有停機指令，所以我們可以設置系統程序不斷地循環執行上述顯示效果。

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5系統調試

介紹所設計的系統調試過程、在調試中遇到的問題及解決的辦法。

LED顯示屏硬件電路只要器件質量可靠，管腳焊接正確，一般無需調試即可正常工作。軟件部分需要調試的主要有顯示屏刷新頻率及顯示效果兩部分。顯示屏刷新率由定時器T0的溢出率和單片機的晶振頻率決定，1．測試儀器：

AVR Studio軟件、仿真器、萬用表 2．測試與分析：

（1）測試點陣：系統上電后，全屏點亮時無暗點，表明點陣正常，可使用。

（2）測試鍵盤：直接連接鍵盤到單個可用LED發光二極管（這里采用實驗板上發光二極管），按下每個按鍵看LED是否可亮，若亮，說明鍵盤可用。

（3）程序調試：通過AVR Studio下載程序到單片機上，逐步運行程序，并Watch相關變量的值的改變，以確定各部分程序是否正常運行并可用，直到檢測完畢。

（4）實時操作：運行已通過調試的程序，這時點陣屏自左往右滾動顯示“我愛學習零八級電氣一班蔡臣：學號083521041，指導老師：徐武雄”

至此，調試徹底通過！

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整個課程大體操作如上所述，但實際在細節上遇到較多問題，因為所做為點陣，相關實驗數據沒有，遇到的問題主要有因存在虛焊點而導致有灰點；因程序問題而導致的重影；還有一個問題是因單片機端口輸出的低電平不夠低，使得我們不能用使能端控制74HC154。詳細實驗遇到的問題及解決將在總結報告中指出。顯示效果處理程序的內容及方法非常廣泛，其調試過程在此不作具體討論，讀者可對照源程序自行分析。這個方案設計的16×16點陣LED圖文顯示屏，電路簡單，成本較低，且較容易擴展成更大的顯示屏；顯示屏各點亮度均勻、充足；顯示圖形或文字穩定、清晰無串擾；可用靜止、移入移出等多種顯示方式顯示圖形或文字。

6設計總結

本文所討論的點陣顯示屏的設計采用了單片機AT89S52作為系統的中央控制單元，并結合軟件編程，實現的點陣顯示屏靜態顯示、動態顯示，簡化了系統操作，豐富了系統功能，符合未來交通智能化、網絡化的發展方向。經過實際應用證明，本顯示屏可以作為信息顯示裝置。用于公共場所來進行信息顯示，而且具有工作穩定、字符清晰、亮度適中等特點。若所顯示的信息較為簡單，也可直接將信息代碼拷入單片機中，還可以通過外擴儲存器的方式來增加顯示的信息量。

在本次課程設計過程當中，指導老師徐武雄老師和其他老師以及同學們都給予了很大的幫助支持，徐老師嚴謹的治學態度和務實的 14

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求知精神給我留下了很深的印象，他鼓勵我孜孜不倦，銳意進取，特別是在困難的時候，他有意識地培養我獨立思考和解決問題的能力。徐老師的嚴格要求，令我以后的工作和生活當中受益匪淺。在此，對他們所給予的指導和幫助表示最衷心的感謝。

7附 錄A；源程序

源程序代碼（主要語句要有注釋）。;

;***********************************;*

*;* 咸寧學院 單片機課程設計

*;* 單個16*16點陣電子屏字符顯示器 *;* AT89S52 12MHz晶振 *;

*

2011.5.8 *;************************************* 15

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;顯示字用查字法，不占內存，字符用16*16共陽極LED點陣，;效果：向上滾動顯示19個字，再重復循環。

;R1：查表偏址寄存器，B：查表首址，R2：掃描地址（從00H~0FH）。;R3：滾動顯示時控制移動速度，單字顯示可控制靜止顯示時間。;*****************;中斷入口程序；;*****************;ORG 0000H LJMP START ORG 0003H RETI ORG 000BH LJMP INTT0 ORG 0013H RETI ORG 001BH RETI ORG 0023H RETI ORG 002BH RETI;

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;**********;初始化程序;**********;**********;主程序;**********;START: MOV 20H,#00H;始掃描標志，;01 MOV A,#0FFH;MOV P1,A MOV P2,A MOV P3,A MOV P0,A CLR P1.6;控制位

MOV TMOD,#01H;掃描用

MOV TH0,#0FCH;1ms MOV TL0,#18H MOV SCON,#00H;MOV IE,#82H;T0

清標志，00H為第16行開為一幀掃描結束標志 端口初始化 串行寄存器輸入打入輸出使用T0作16位定時器，行初值（12MHz）

串口0方式傳送顯示字節 中斷允許，總中斷允許

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MOV SP,#70H MAIN: LCALL DIS1;顯示準備，黑屏，1.5s MOV DPTR,#TAB LCALL MOVDISP;向上滾動顯示一頁（8個字）INC DPH LCALL MOVDISP;向上滾動顯示一頁（8個字）INC DPH LCALL MOVDISP;向上滾動顯示一頁（8個字）INC DPH LCALL MOVDISP;向上滾動顯示一頁（8個字）INC DPH LCALL MOVDISP;向上滾動顯示一頁（8個字）AJMP MAI;;******************;多字滾動顯示子程序;******************;每次8個字，入口時定義好DPTR;MOVDISP: MOV B,#00H;向上移動顯示，查表偏址暫存（從00開始）

DISLOOP: MOV R3,#07H;移動速度 DISMOV: MOV R2,#00H;從第0行開始 MOV R1,B

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SETB TR0;開掃描（每次一幀）WAITMOV:JBC 01H,DISMOV1;標志為1掃描一幀結束（16ms為一幀，每行1ms）

AJMP WAITMOV DISMOV1:DJNZ R3,DISMOV;一幀重復顯示（控制移動速度）

INC B;INC B MOV A,R1;R1 JZ MOVOUT AJMP DISLOOP MOVOUT:RET;;**************;單字顯示子程序;**************;顯示表中的某個字

DIS1: MOV R3,#5AH

（16ms*#=1.6s)DIS11: MOV R2,#00H;00~0Fh）

MOV DPTR,#TAB;MOV R1,#00H;

顯示下一行（每行2字）為0，8個字顯示完 移動顯示結束;

;靜止顯示時間控制一幀掃描初始值（行地址從取表首地址

查表偏址（顯示第一個字）

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SETB TR0;開掃描（每次一幀）WAIT11:JBC 01H,DIS111;為1，掃描一幀結束 AJMP WAIT11 DIS111:DJNZ R3,DIS11 RET;;*************;掃描程序;*************;1ms刷新一次，每行顯示1ms INTT0: PUSH ACC MOV TH0,#0FCH;1ms MOV TL0,#18H JBC 00H,GOEND;16 INC R1;MOV A,R1 MOVC A,@A+DPTR;CLR TI MOV SBUF,A;WAIT: JBC TI,GO;AJMP WAIT GO: DEC R1;MOV A,R1

初值重裝 行掃描標志為1，結束取行右邊字節偏址 查表 串口0方式發送 等待發送完畢 取左邊字節偏址

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MOVC A,@A+DPTR CLR TI MOV SBUF,A WAIT1: JBC TI,GO1 AJMP WAIT1 GO1: SETB P1.7;NOP;SETB 出端

NOP NOP CLR P1.6;MOV A,R2;ORL A,#0F0H;MOV R2,A;MOV A,P1;ORL A,#0FH;ANL A,R2;MOV P1,A;CLR P1.7;INC R2;INC R1

P1.6;關行顯示，準備刷新 串口寄存器數據穩定 產生上升沿，行數據達入輸恢復低電平修改顯示行地址 修改顯示行地址 修改顯示行地址 修改顯示行地址 修改顯示行地址 修改顯示行地址 修改完成 開行顯示 下一行掃描地址值 21

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INC R1;下一行數據地址 MOV A,R2 ANL A,#0FH JNZ GO2 SETB 00H;GO2: POP ACC RETI GOEND: CLR TR0 SETB 01H POP ACC RETI TAB: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H;DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,0FFH,00H;;--文字: 我--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0F9H,0BFH,0C7H,0AFH,0F7H,0B7H,0F7H,0B7H,0F7H,0BFH,00H,01H,0

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F7H,0BFH,0F7H,0B7H;DB 0F1H,0D7H,0C7H,0CFH,37H,0DFH,0F7H,0AFH,0F6H,6DH,0F7H,0F5H,0D7H,0F9H,0EFH,0FDH;;--文字: 愛--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,07H,0C0H,6FH,0EDH,0EFH,0F6H,0DFH,0C0H,01H,0DDH,0FDH,0BDH,0FFH,0C0H,03H;DB 0FBH,0FFH,0F8H,0FH,0F3H,0DFH,0F4H,0BFH,0EFH,3FH,9CH,0CFH,73H,0F1H,0CFH,0FBH;;--文字: 學--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FEH,0F7H,0EFH,73H,0F3H,37H,0F7H,6FH,80H,01H,0BFH,0FBH,70H,17H,0FFH,0BFH;DB 0FFH,7FH,80H,01H,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FDH,7FH,0FEH,0FFH;;--文字:習--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16

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DB 0FFH,0FFH,0C0H,03H,0FFH,0FBH,0F7H,0FBH,0FBH,0FBH,0FCH,0FBH,0FEH,0EBH,0FFH,9BH;DB 0FEH,7BH,0F9H,0FBH,0C7H,0FBH,0EFH,0FBH,0FFH,0FBH,0FFH,0DBH,0FFH,0EBH,0FFH,0F7H;;--文字:！--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH;DB 0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0FFH,0FFH,0EFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 零--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0E0H,07H,0FEH,0FFH,80H,01H,0BEH,0FBH,0E2H,8FH,0FEH,0FFH,0E2H,8FH,0FDH,7FH;DB 0FBH,9FH,0E5H,0E1H,1EH,0F7H,0E0H,1FH,0FFH,0BFH,0FDH,7FH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH;

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;--文字: 八--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0BFH,0FBH,9FH,0F9H,0BFH,0FBH,0BFH,0FBH,0BFH,0FBH,0BFH,0F7H,0DFH;DB 0F7H,0DFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0DFH,0F7H,0BFH,0F1H,7FH,0FBH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 電--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16--DB 0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0C0H,07H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H,0C0H,07H,0DEH,0F7H;DB 0DEH,0F7H,0DEH,0F7H,0C0H,07H,0DEH,0F7H,0FEH,0FDH,0FEH,0FDH,0FFH,01H,0FFH,0FFH;;--文字: 氣--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0F7H,0FFH,0F7H,0FFH,0E0H,01H,0EFH,0FFH,0DFH,0FFH,0B0H,07H,0FFH,0FFH,0E0H,0FH;DB

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0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0F5H,0FFH,0F5H,0FFH,0F9H,0FFH,0FDH;;--文字: 一--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FBH,80H,01H;DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 班--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FEH,0FFH,06H,81H,0DEH,0EFH,0DEH,0EFH,0DEH,0EFH,0DAH,0EFH,02H,81H,0DAH,0EFH;DB 0D6H,0EFH,0DEH,0EFH,0DEH,0EFH,0C5H,0EFH,3DH,0EFH,0FBH,01H,0F7H,0FFH,0EFH,0FFH;;--文字: 蔡--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FBH,0BFH,00H,01H,0FBH,0BFH,0EFH,0FFH,0E1H,07H,0DDH,77H,0AB

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H,0AFH,57H,0DFH;DB 0E8H,27H,0DFH,0F9H,20H,07H,0FEH,0FFH,0EEH,0DFH,0E6H,0E7H,0DAH,0F7H,0BDH,0FFH;;--文字: 臣--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0C0H,03H,0DEH,0FFH,0DEH,0FFH,0DEH,0FFH,0C0H,07H,0DFH,0F7H,0DFH,0F7H;DB 0DFH,0F7H,0C0H,07H,0DEH,0FFH,0DEH,0FFH,0DEH,0FFH,0DEH,0FFH,0C0H,01H,0FFH,0FFH;;--文字:，--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0EFH,0FFH,0DFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 學--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16

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DB 0FEH,0F7H,0EFH,73H,0F3H,37H,0F7H,6FH,80H,01H,0BFH,0FBH,70H,17H,0FFH,0BFH;DB 0FFH,7FH,80H,01H,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FDH,7FH,0FEH,0FFH;;--文字: 號--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0E0H,0FH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0E0H,0FH,0FFH,0FFH,00H,01H,0F7H,0FFH;DB 0F7H,0FFH,0E0H,0FH,0F7H,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FEH,0EFH,0FFH,5FH,0FFH,0BFH;;--文字: ：--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;DB 0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;

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;--文字: 0--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0E7H,0FFH,0DBH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH;DB 0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0DBH,0FFH,0E7H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 8--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0C3H,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0DBH,0FFH;DB 0E7H,0FFH,0DBH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0C3H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 3--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0C3H,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0FBH,0FFH,0E7H,0FFH;DB

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0FBH,0FFH,0FDH,0FFH,0FDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BBH,0FFH,0C7H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 5--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,81H,0FFH,0BFH,0FFH,0BFH,0FFH,0BFH,0FFH,0A7H,0FFH;DB 9BH,0FFH,0FDH,0FFH,0FDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BBH,0FFH,0C7H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 2--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0C3H,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0FBH,0FFH;DB 0FBH,0FFH,0F7H,0FFH,0EFH,0FFH,0DFH,0FFH,0BDH,0FFH,81H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 1--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0EFH,0FFH,8FH,0FFH,0EFH,0FFH，16×16點陣LED電子顯示屏的設計

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0EFH,0FFH,0EFH,0FFH;DB 0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,83H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 0--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0E7H,0FFH,0DBH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH;DB 0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0DBH,0FFH,0E7H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 4--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FBH,0FFH,0F3H,0FFH,0EBH,0FFH,0DBH,0FFH,0DBH,0FFH;DB 0BBH,0FFH,0BBH,0FFH,81H,0FFH,0FBH,0FFH,0FBH,0FFH,0E1H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 1--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16

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DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0EFH,0FFH,8FH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH;DB 0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,83H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字:，--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0EFH,0FFH,0DFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 指--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0EEH,0FFH,0EEH,0C7H,0EEH,3FH,0EEH,0FBH,02H,0FBH,0EEH,03H,0EBH,0FFH,0E6H,03H;DB 0CEH,0FBH,2EH,0FBH,0EEH,03H,0EEH,0FBH,0EEH,0FBH,0EEH,0FBH,0AEH,03H,0DFH,0FFH;

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;--文字: 導--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16--DB 0FFH,0FFH,0E0H,0FH,0EFH,0EFH,0E0H,0FH,0EFH,0FBH,0EFH,0FBH,0F0H,03H,0FFH,0DFH;DB 0FFH,0DFH,00H,01H,0F7H,0DFH,0FBH,0DFH,0F9H,0DFH,0FBH,0DFH,0FFH,5FH,0FFH,0BFH;;--文字: 老--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FDH,0FFH,0FDH,0F7H,80H,03H,0FDH,0F7H,0FDH,0EFH,0FDH,0DFH,00H,01H,0FEH,7FH;DB 0FDH,0FFH,0F3H,0CFH,0CBH,3FH,38H,0FFH,0FBH,0FBH,0FBH,0FBH,0FCH,03H,0FFH,0FFH;;--文字: 師--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0F7H,0FFH,0F4H,01H,0B7H,0DFH,0B7H,0DFH,0B4H,01H,0B5H,0DDH,0B5H,0DDH,0B5H,0DDH;

16×16點陣LED電子顯示屏的設計

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DB 0B5H,0DDH,0ADH,0DDH,0ADH,0D5H,0EDH,0DBH,0DFH,0DFH,0BFH,0DFH,7FH,0DFH,0FFH,0DFH;;--文字: ：--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;DB 0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 徐--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0EFH,0BFH,0E7H,0BFH,0DFH,5FH,0BEH,0E7H,6DH,0F1H,0E2H,0BH,0CFH,0BFH,9FH,0BFH;DB 58H,03H,0DFH,0BFH,0DDH,0AFH,0DCH,0B3H,0DBH,0B9H,0D7H,0BBH,0DEH,0BFH,0DFH,7FH;;--文字: 武--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16--

16×16點陣LED電子顯示屏的設計

單片機原理及應用課程設計

DB 0FFH,0BFH,0FFH,0AFH,0C0H,0B7H,0FFH,0BFH,00H,01H,0FFH,0BFH,0FBH,0BFH,0FBH,0DFH;DB 0D8H,5FH,0DBH,0DFH,0DBH,0DFH,0DBH,0EFH,0D8H,0EDH,0C7H,0F5H,1FH,0F9H,0FFH,0FDH;;--文字: 雄--;--華文行楷12;此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 DB 0EFH,5FH,0EFH,6FH,0EFH,6FH,02H,01H,0DEH,0EFH,0DCH,0EFH,0D6H,03H,0B6H,0EFH;DB 0AEH,0EFH,0AEH,03H,5EH,0EFH,0D6H,0EFH,0BAH,0EFH,02H,01H,0FAH,0FFH,0FEH,0FFH;END

8附 錄B；作品實物圖片

16×16點陣LED電子顯示屏的設計

單片機原理及應用課程設計

9參考文獻

[1] 劉欣銘,張廣斌.LED顯示屏技術綜述[J].黑龍江電力，2003, 25(4):294-296.[2] 陽進.基于單片機的LED顯示屏的漢字顯示[J].中國科技信息，2005，（12）：112.[3] Mark Nelson著.瀟湘工作室譯.串行通信開發指南[M].中國水利水電出版社，2002.[4] 王宜懷.單片機原理及其嵌入式應用教程[M].北京希望電子出版社，2002.[5] 韓潤萍,陳小萍.點陣LED顯示屏控制系統[J].微計算機信息，2003，19（10）：50-51.[6] http://www.tmdps.cn

第二篇：LED點陣顯示屏設計報告

XX大學

開發性實驗結題報告

學

院：

電子工程學院

班

級：光信

姓

名：

學

號：

班

級：光信

姓

名：

學

號：

班

級：光信

姓

名：

學

號：

2014年X月X日

1632點陣LED電子顯示屏

摘要：

本設計是一16×32點陣LED電子顯示屏的設計。

整機以美國ATMEL

公司生產的40腳單片機AT89C52為核心，介紹了以它為控制系統的LED點陣電子顯示屏的動態設計和開發過程。通過該芯片控制兩個行驅動器74HC573和四個列驅動器74HC573來驅動顯示屏顯示。該電子顯示屏可以顯示各種文字或單色圖像，全屏采用8塊8×8點陣LED顯示模塊來組成16×32點陣顯示模式。文中詳細介紹了LED點陣顯示的硬件設計思路、硬件電路各個部分的功能及原理、相應軟件的程序設計，以及使用說明等。

單片機控制系統程序采用單片機C語言進行編輯，通過編程控制各顯示點對應LED陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點的亮滅。LED顯示以其組構方式靈活、顯示穩定、功耗低、壽命長、技術成熟、成本低廉等特點得到廣泛的應用。

關鍵詞：AT89C51單片機；LED；點陣顯示；動態顯示；C語言。

一

緒論

LED顯示屏是利用發光二極管點陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕。它具有發光效率高、使用壽命長、組態靈活、色彩豐富以及對室內外環境適應能力強等優點。并廣泛的應用于公交汽車，碼頭，商店，學校和銀行等公共場合的信息發布和廣告宣傳。LED顯示屏經歷了從單色，雙色圖文顯示屏到現在的全彩色視頻顯示屏的發展過程，自20世紀八十年代開始，LED顯示屏的應用領域已經遍布交通、電信、教育、證券、廣告宣傳等各方面。

LED點陣顯示屏概述

LED點陣顯示屏的構成型式有多種，其中典型的有兩種。一種把所需展示的廣告信息燒寫固化到EPROM芯片內，能進行固定內容的多幅漢字顯示，稱為單顯示型；另一種在機內設置了字庫、程序庫，具有程序編制能力，能進行內容可變的多幅漢字顯示，稱可編程序型。

目前，國內的LED點陣顯示屏大部分是單顯示型，其顯示的內容相對較少，顯示花樣較單一。一般在產品出廠時，顯示內容就已寫入顯示屏控制系統中的EPROM芯片內，當需要更換顯示內容時就非常困難，這樣使該類型的顯示屏使用范圍受到了限制。

國內的另一種LED顯示屏——可編程序型LED顯示屏，雖然增加了顯示屏系統的編程能力，顯示內容和顯示花樣都有所增加，但也存在著更換顯示內容不便的缺點。隨著社會經濟的迅速發展，如今的廣告牌都存在著顯示內容豐富、信息量大、信息更換速度快等特點。因此傳統的LED顯示屏控制系統已經越來越不能滿足現代廣告宣傳業的需要。而利用PC機通信技術控制LED顯示屏，則具有顯示內容豐富，信息更換靈活等優點。

LED顯示屏控制技術狀況

顯示屏的控制系統包括輸入接口電路、信號控制、轉換和數字化處理電路及輸出接口電路等，涉及的具體技術很多，其關鍵技術包括串行傳輸與并行傳輸技術、動態掃描與靜態鎖存技術、自動檢測及遠程控制技術等。

二

系統總體設計方案

需要實現的功能

設計一個室內用16×32點陣LED圖文顯示屏，要求在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應穩定、清晰無串擾。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。

LED顯示特點

從理論上說，不論顯示圖形還是文字，都是控制與組成這些圖形或文字的各個點所在位置相對應的LED器件發光。通常事先把需要顯示的圖形文字轉換成點陣圖形，再按照顯示控制的要求以一定的格式形成顯示數據。對于只控制通斷的圖文顯示屏來說，每個LED發光器件占據數據中的1位（1bit），在需要該LED器件發光的數據中相應的位填1，否則填0。當然，根據控制電路的安排，相反的定義同樣是可行的。這樣依照所需顯示的圖形文字，按顯示屏的各行各列逐點填寫顯示數據，就可以構成一個顯示數據文件。

顯示圖形的數據文件，其格式相對自由，只要能夠滿足顯示控制的要求即可。文字的點陣格式比較規范，可以采用現行計算機通用的字庫字模。組成一個字的點陣，其大小也可以有16×16、24×24、32×32、48×48等不同規格。漢字的點陣結構相應的顯示數據是用16進制格式以字節為單位表示的。

用點陣方式構成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據需要任意組合和變化，只要設計好合適的數據文件，就可以得到滿意的顯示效果。因而采用點陣式圖文顯示屏顯示經常需要變化的信息，是非常有效的。點陣顯示方式適應信息變化的優點，是以點陣顯示器的價格和其復雜的控制電路為代價的。點陣顯示器在整個顯示單元的所有位置上都布置了LED器件，而像數碼管一類的顯示器件只在需要發光的七段位置上布置LED器件，其它位置是空白的。因此，點陣顯示器在相同面積情況下，價格要貴些。但是，數碼管可顯示的信息有限，只有0～9或單個的英文字符，由于組合形成的字符不多，所以其顯示數據和控制電路都比較簡單。點陣顯示器則不然，它要對點陣上全部LED進行控制，并能生成所有可能顯示的圖形文字，其顯示數據和控制電路自然要復雜得多。

設計方案論證：

3.1顯示模式方案

為了吸引觀眾增強顯示效果，可以有多種顯示模式，最簡單的顯示模式是靜態顯示。這里所說的“靜態顯示模式”不同于靜態驅動方式。與靜態顯示模式相對應，就有各種動態顯示模式，它們所顯示的圖文都是能夠動的。按照圖文運動的特點又可以分為閃爍、平移、旋轉、縮放等多種顯示模式。產生不同顯示模式的方法，并不意味著一定要重新編寫顯示數據，可以通過一定的算法從原來的顯示數據直接生成。例如，按順序調整行號，可以使顯示圖文產生上下平移；而順序調整列顯示數據的位置，就可以達到左右平移的目的；同時調整行列順序，就能得到對角線平移的效果。其它模式的數據刷新，也可找到相應的算法。不過當算法太復雜，太浪費時間的話，也可以考慮預先生成刷新數據，存儲備用。刷新的時間控制，要考慮運動圖形文字的顯示效果。刷新太慢，動感不顯著；刷新太快了，中間過程看不清。一般刷新周期可控制在幾十毫秒范圍之內。

動態掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以實現多行（比如16行）的同名列共用一套列驅動器，每行有一個行驅動器，具體就16×32的點陣來說，把所有同一行的發光管的陽極連在一起，把所有同一列的發光管的陰極連在一起（共陽的接法），由行譯碼器給出的行選通信號，從第一行開始，按順序依次對各行進行掃描(把該行與電源的一端接通)。

另一方面，根據各列鎖存的數據，確定相應的列驅動器是否將該列與電源的另一端接通。接通的列，就在該行該列燃亮相應的LED；未接通的列所對應的LED熄滅。當一行的掃描持續時間結束后，該行燃亮的LED也就熄滅；下一行又以同樣的方法進行顯示。全部各行都掃過一遍之后(一個掃描周期)，又從第一行開始下一個周期的掃描。只要一個掃描輪回的速度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現象，就不容易感覺出閃爍現象，就能看到顯示屏上穩定的圖形了。而且動態掃描方式功耗低，硬件成本低，每個LED都不是連續工作，因而還有利于延長LED的使用壽命。

3．2

數據傳輸方案

采用掃描方式進行顯示時，顯示數據通常存儲在單片機的存儲器中，按8位一個字節的形式順序排放。顯示時要把一行中各列的數據都傳送到相應的列驅動器上去，這就存在一個顯示數據傳輸方式的問題。從控制電路到列驅動器的數據傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯然，采用并行方式時，從控制電路到列驅動器的線路數量大，相應的硬件數目多。當列數很多時，并行傳輸的方案是不可取的。

采用串行傳輸的方法，控制電路可以只用一根信號線，將列數據一位一位傳往列驅動器，在硬件方面無疑是十分經濟的。但是，串行傳輸過程較長，數據要經過并行到串行和串行到并行兩次變換。首先，單片機從存儲器中讀出的8位并行數據要通過并串變換，按順序一位一位地輸出給列驅動器。與此同時，列驅動器中每一列都把當前數據傳向后一列，并從前一列接收新數據，一直到全部列數據都傳輸完為止。只有當一行的各列數據都已傳輸到位之后，這一行的各列才能并行地進行顯示。這樣，對于一行的顯示過程就可以分解列數據準備（傳輸）和列數據顯示兩個部分。對于串行傳輸方式來說，列數據準備時間可能相當長，在行掃描周期確定的情況下，留給行顯示的時間就太少了，以至影響到LED的亮度。

解決串行傳輸中列數據準備和列數據顯示的時間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數據的同時，準備下一行的列數據。為了達到重疊處理的目的，列數據的顯示就需要具有鎖存功能。

經過上述分析，可以歸納出列驅動器電路應具備的主要功能。對于列數據準備來說，它應能實現串入并出的移位功能；對于列數據顯示來說，應具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準備好的數據打入并行鎖存器進行顯示時，串并移位寄存器就可以準備下一行的列數據，而不會影響本行的顯示。圖2-1為顯示屏電路實現的結構框圖。

單片機

列驅動器

四個74HC573

兩個74HC573

列

LED顯示點陣

16x32

電源

顯示屏電路框圖

三

硬件系統設計

元器件的選擇

元件編號

規格參數

LED

16x32點陣

PCB板

20cm*20cm環氧板

U1~

U6

74HC573

U7

AT89C52

U8，U9

74HC02

R1~R33

330歐姆

C1、C2

22pF

晶振

1個

可行性分析：作品選用52做核心，相對于其他芯片52讀取也很方便，價格低廉。選取138以及02選通74HC573做行、列驅動器。之所以選取138以及02是因為用138及02選通573是因為，當138選通573時其他573被默認關閉，這給軟件編寫提供了很大便利。用573而不用595做驅動是因為對573熟悉，對以前學過的硬件有一個復習鞏固的作用。沒有用2803做驅動是因為573提供的電壓完全可以提供16x32LED燈的兩端電壓。

芯片簡介

(1)AT89C52

AT89C52是美國ATMEL公司生產的8位Flash

ROM單片機。其最突出的優點是片內ROM為Flash

ROM，可擦寫1000次以上，應用并不復雜的通用ROM寫入器就能方便的擦寫，讀取也很方便，價格低廉，具有在片程序ROM二級保密系統。因此可靈活應用于各種控制領域。AT89C52包含以下一些功能部件：

（1）一個8位CPU；

（2）一個片內振蕩器和時鐘電路；

（3）4KB

Flash

ROM；

（4）128B

內RAM；

（5）可尋址64KB的外ROM和外RAM控制電路；

（6）兩個16位定時/計數器；

（7）21個特殊功能寄存器；

（8）4個8位并行I/O口；

AT89C52單片機一般采用雙列直插DIP封裝，共40個引腳，圖3-3為其引腳排列圖。40個引腳大致可分為4類：電源、時鐘、控制各I/O引腳。

電源

Vcc——芯片電源，接+5V；GND——接地端。

時鐘

XTAL1、XTAL2——晶體振蕩電路反相輸入端和輸出端。

單片機系統外圍電路

(2)74HC573

編程時，先將使能端置1，此時輸出數據和輸入數據一致；為了將輸出的數據鎖定，防止誤操作，可將使能端清0，此時，輸出端保持原有值，不再變化。（1，使能置1；

2，數據輸入到鎖存器輸入端（輸出=輸入）；

3，使能置0（輸

出恒定=先前輸入）；（達到鎖存功能））

74HC系列的數字集成電路，當5V供電時，輸出高電平接近5V，帶負載后，能輸出4.95V左右。

從你圖上看，這里需要573輸出高電平段碼，138輸出位碼，進行動態顯示。但是圖上有錯，為了LED安全使用，在573的輸出端與7LED連接之間，應串聯300Ω電阻。

附加:

鎖存器的作用

鎖存器(Latch)是一種對脈沖電平敏感的存儲單元電路，它們可以在特定輸入脈沖電平作用下改變狀態。鎖存，就是把信號暫存以維持某種電平狀態。鎖存器的最主要作用是緩存，其次完成高速的控制其與慢速的外設的不同步問題，再其次是解決驅動的問題，最后是解決一個

I/O

口既能輸出也能輸入的問題。

（3）74HC02

74HC02

概述

74HC02是一款高速CMOS器件，74HC02遵循JEDEC標準no.7A。74HC02引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。

74HC02實現了4路2輸入或非門功能。

74HC02

特性

·

輸入電平

o

74HC02

CMOS電平

·

ESD保護

o

HBM

JESD22-A114E超過2000

V

o

MM

JESD22-A115-A超過200

V

·

可選多種封裝類型

·

溫度范圍

o

-40～+85

℃

o

-40～+125

℃

（4）74HC138

CD74HC138，CD74HC238和CD74HCT138，CD74HCT238是高速硅柵CMOS解碼器，適合內存地址解碼或數據路由應用。74HC138

作用原理于高性能的存貯譯碼或要求傳輸延遲時間短的數據傳輸系統,在高性能存貯器系統中,用這種譯碼器可以提高譯碼系統的效率。將快速賦能電路用于高速存貯器時,譯碼器的延遲時間和存貯器的賦能時間通常小于存貯器的典型存取時間,這就是說由肖特基鉗位的系統譯碼器所引起的有效系統延遲可以忽略不計。HC138

按照三位二進制輸入碼和賦能輸入條件,從8

個輸出端中譯出一個

低電平輸出。兩個低電平有效的賦能輸入端和一個高電平有效的賦能輸入端減少了擴展所需要的外接門或倒相器,擴展成24

線譯碼器不需外接門;擴展成32

線譯碼器,只需要接一個外接倒相器。在解調器應用中,賦能輸入端可用作數據輸入端。

行、列驅動電路

行、列驅動電路由集成電路74HC573構成，它具有一個8位串行輸入/輸出或者并行輸出的移位寄存器和一個8位輸出鎖存器的結構，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨立的，可以實現在顯示本行各列數據的同時，傳送下一行的列數據，即達到重疊處理的目的。

74HC系列的數字集成電路，當5V供電時，輸出高電平接近5V，帶負載后，能輸出4.95V左右。

從你圖上看，這里需要573輸出高電平段碼，138輸出位碼，進行動態顯示。但是圖上有錯，為了LED安全使用，在573的輸出端與7LED連接之間，應串聯300Ω電阻。

行由兩個573分別控制，列由四個573控制。行給高電平，列給低電平實現

點陣控制。

LED顯示屏電路

LED顯示屏是將發光二極管按行按列布置的，驅動時也就按行按列驅動。在掃描驅動方式下可以按行掃描按列控制，當然也可以按列掃描按行控制。LED顯示屏現多采用多塊8×8點陣顯示單元拼接而成。本文就是使用8塊SBM1388型號的實驗模塊組成16×32點陣，以滿足漢字顯示的要求。8×8

LED點陣是最基本的點陣顯示模塊，理解了8×8

LED點陣的工作原理就可以基本掌握LED點陣顯示技術。8×8點陣LED結構如圖3-10所示，其等效電路如圖3-11所示：

圖3-10

8×8點陣LED結構圖

從圖中（本圖的LED陣列采用共陽的接法）可以看出，8×8點陣共需要64個發光二極管組成，且每個發光二極管是放置在行線和列線的交叉點上。要實現顯示圖形或字體，只需考慮其顯示方式，通過編程控制各顯示點對應LED陽極和陰極端的電平，就可以有效的控制各顯示點的亮滅。當采用按行掃描按列控制的驅動方式時，LED顯示屏8行的同名列共用一套列驅動器。行驅動器一行的行線連接到電源的一端，列驅動器一列的列線連接到電源的另一端。應用時還應在各條行線或列線上接上限流電阻。掃描中控制電路將行線的1到

8輪流接通高電位，使連接到各該行的全部LED器件接通正電源，但具體那一個LED導通，還要看它的負電源是否接通，這就是列控制的任務了。當對應的某一列置0電平，則相應的二極管就亮；反之則不亮。例如：如果想使屏幕左上角LED點亮，左下角LED熄滅的話，在掃描到第一行時，第一列的電位就應該為低，而掃描到第八行時第一列的電位就應該為高。這樣行線上只管一行一行的輪流導通，列線上進行通斷控制，實現了行掃描列控制的驅動方式。

四

系統軟件設計

在單片機系統中，硬件是系統的基礎，軟件則是在硬件的基礎上對其合理的調配和使用，從而完成應用系統所要完成的任務。軟件的設計是設計控制系統的應用程序。其任務是在總體設計和硬件設計的基礎上，確定程序結構，分配內RAM資源，劃分功能模塊，然后進行主程序和各模塊程序的設計，最后連接起來成為一個完整的應用程序。

在進行系統總體設計時，曾經規劃過軟件結構，但由于硬件系統尚未仔細確定，軟件結構框圖十分粗糙，當硬件設計接口擴展及各功能模塊與CPU連接關系確定后，就能夠具體明確對軟件設計的要求。本設計的LED顯示屏軟件的主要功能是向屏體提供顯示數據，并產生各種控制信號，使屏幕按設計的要求顯示。根據軟件分層次設計的原理，可把顯示屏的軟件系統分成兩大層：第一層是底層的顯示驅動程序，第二層是上層的系統應用程序。顯示驅動程序負責向屏體送顯示數據，并負責產生行掃描信號和其它控制信號，配合完成LED顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅動程序由定時器T0中斷程序實現。系統應用程序完成系統環境設置（初始化）、顯示效果處理等工作，由主程序來實現。

編程思路

根據以上硬件電路和單片機控制原理，編程思路為：

a先對相關變量進行初始化。

b調用顯示程序

c裝載漢字的第一行數據，并顯示出來。

d依次顯示漢字的第二行至第十六行。

e結束

程序見附錄1

流程圖：

調用顯示程序序

掃描第1行并顯示

顯示漢字

延時

掃描第2行并顯示

依次掃描3,4….16行

結束

開始

五

調試及性能分析

一個單片機系統經過總體設計，完成了硬件和軟件設計開發。元器件安裝后，在系統的程序存儲器中寫入編制好的應用程序，系統即可運行。但編制好的程序或焊接好的線路不能按預計的那樣正常工作是常見的事，多少會出現一些硬件、軟件上的錯誤。這就需要通過調試來發現錯誤并加以改正。調試可分為硬件調試和軟件調試。在允許的條件下，根據本設計系統的需求性首先采用在PC機上用模擬開發軟件進行檢測和調試，然后進行硬件的組裝與調試。

軟件調試

軟件調試采用脫機調試的方法，即完全用仿真器軟件在PC機上對目標電路原理圖和程序進行檢測和調試。調試過程中單片機相應輸入端由通用鍵盤和鼠標設定，運行狀態、各寄存器狀態、端口狀態等都可以在CRT指定的窗口區域顯示出來，以確定程序運行有無錯誤。調試可按下列步驟進行：

目標程序糾錯

該階段工作通常在目標程序編輯時就完成。一般來說，仿真器軟件能給用戶輸入的程序指令糾錯，包括書寫格式、標號未定義或多重定義、轉移地址溢出等錯誤。

整體程序綜合調試

即把各子程序整體連起來進入到綜合電路調試，看是否能實現預計的功能顯示。在這階段若發生故障，可以考慮各子程序在運行時是否破壞現場，數據緩沖單元是否發生沖突，標志位的建立和清除在設計上是否失誤，堆棧是否溢出，輸入輸出狀態是否正常等。

硬件調試

單片機應用系統的硬件調試和軟件調試是分不開的，許多硬件故障在軟件調試時才能發現，但通常要先排除系統中明顯的硬件故障。調試工作可以分為四步：

目測檢查

根據硬件邏輯設計圖，仔細檢查樣機線路是否連接正確，并核對元器件的型號、規格和安裝是否符合要求，必要時可用萬用表檢測線路通斷情況。

電源調試

樣機的第一次通電測試很重要，若樣機中存在電源故障，則加電后將造成器件損壞。調試的方法有兩種：一種是斷開樣機穩壓電源的輸出端檢查空載時電源工作情況；另一種是拔下樣機上的主要集成芯片，檢查電源的負載能力（用假負載）。確保電源無故障并性能符合設計要求。

通電檢查

在確保電源良好前提下，接通電源。最好在電源與其余電路之間串接一個電流表。若接通后電流很大，必須立即切斷電源。電源大得超出正常范圍，說明電路中有短路或故障。通電檢查的主要目的是看系統是否存在短路或由元器件損壞、裝配錯誤引起的電流異常。

檢查相應芯片的邏輯關系

加電后檢查各芯片插座上相關引腳的電位，仔細測量相應的輸入輸出電平是否正常。單片機系統大都是數字邏輯電路，使用電平檢查法可首先查出邏輯設計是否正確，選用器件和連接關系是否符合要求等。

根據實踐證明，這個方案設計的16×32點陣LED圖文顯示屏，結構合理，成本較低，且較容易擴展成更大的顯示屏；顯示屏各點亮度均勻、充足；顯示圖形或文字穩定、清晰無串擾；可用靜止、移入移出等多種顯示方式顯示圖形或文字。

心得：

以上僅對LED顯示屏的結構和驅動、顯示電路原理作一詳細介紹和分析。LED點陣的應用很廣，對于不同的應用環境和應用要求，可以有各種各樣的應用方式，在這里就不做詳盡敘述。由于自己知識水平的局限和時間的倉促，設計中或還存在著一些不足，我真誠的接受老師們的批評和指正。

從課題選擇、方案論證到具體設計，每一步對我來說無疑是巨大的嘗試和挑戰，我不斷地給自己提出新的問題，然后去論證、推翻，不懂就請教學長，再接著提出新的問題，在這個往復的過程中，我這篇稚嫩的設計日趨完善。每一次改進我都收獲良多，雖然我的設計作品不是很成熟，而且借鑒了前人的很多資料，但我仍然心里有一種莫大的幸福感，因為我實實在在地走過了一個完整的設計所應該走的每一個過程，并且享受了每一個過程，更重要的是這個設計中我加入了自己鮮活的思想，而且在調試中積累了很多經驗。

在做這次的設計過程中使我學到了很多，加深了對數子電路的理解，驗證了所學理論知識，提高了基本的解決實際問題的能力，并增加了對電子設計方面的興趣。更重要的是我體會到不論做什么事都要真真正正用心去做，才會使自己更好的成長，沒有學習就不可能有實踐的能力，實踐才是最終的目的，沒有實踐就不會有自己的突破和創新，希望這次的經歷能讓我在以后的工作和生活中不斷成長與進步。

在這里要特別感謝我們的學長，謝謝他們的悉心指導！

參考文獻：馬家辰.MCS-51單片機原理及接口技術.哈爾濱工業大學出版社，1997

胡漢才.單片機原理與應用.清華大學出版社

邱麗芳.單片機原理與應用

[M].北京:人民郵電出版社,2007

附錄1

#include

#define

uchar

unsigned

char

#define

uint

unsigned

int

uchar

code

atable[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}

;

uchar

code

btable[]={0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80};

void

delay(uint

i)

//延時1ms

{

uint

x,y;

for(x=i;x>0;x--)

for(y=115;y>0;y--);

}

void

clear()

//清屏

{

P2=0xa0;P0=0xff;

P2=0xc0;P0=0xff;

P2=0x00;P0=0xff;

P2=0x20;P0=0xff;

P2=0x40;P0=0xff;

P2=0x60;P0=0xff;

}

void

main(void)

{

uint

x;

clear();

WR

=

0;

while(1)

{

P2=0xa0;

P0=atable[0];

P2=0xe0;

P0=btable[0];

P2=0x60;

P0=0xf7;

P2=0x40;

P0=0x7f;

P2=0xc0;

P0=0xff;

P2=0x00;

P0=0xff;

delay(2);

//掃描第1行

P2=0xa0;

P0=atable[1];

P2=0xe0;

P0=btable[1];

P2=0x60;

P0=0xfb;

P2=0x40;

P0=0x07;

P2=0xc0;

P0=0xfe;

P2=0x00;

P0=0xff;

delay(2);

//2

P2=0xa0;

P0=atable[2];

P2=0xe0;

P0=btable[2];

P2=0x60;

P0=0xfd;

P2=0x40;

P0=0x7f;

P2=0xc0;

P0=0xff;

P2=0x00;

P0=0xff;

delay(2);

//3

P2=0xa0;

P0=atable[3];

P2=0xe0;

P0=btable[3];

P2=0x60;

P0=0xfe;

P2=0x40;

P0=0x7f;

P2=0xc0;

P0=0xff;

P2=0x00;

P0=0xff;

delay(2);

//4

P2=0xa0;

P0=atable[4];

P2=0xe0;

P0=btable[4];

P2=0x60;

P0=0xff;

P2=0x40;

P0=0x07;

P2=0xc0;

P0=0x01;

P2=0x00;

P0=0xff;

delay(2);

//5

P2=0xa0;

P0=atable[5];

P2=0xe0;

P0=btable[5];

P2=0x60;

P0=0xff;

P2=0x40;

P0=0x7f;

P2=0xc0;

P0=0x7f;

P2=0x00;

P0=0xff;

delay(2);

//6

P2=0xa0;

P0=atable[6];

P2=0xe0;

P0=btable[6];

P2=0x60;

P0=0xff;

P2=0x40;

P0=0x7f;

P2=0xc0;

P0=0xbf;

P2=0x00;

P0=0x93;

delay(2);

//7

P2=0xa0;

P0=atable[7];

P2=0xe0;

P0=btable[7];

P2=0x60;

P0=0x80;

P2=0x40;

P0=0x07;

P2=0xc0;

P0=0xbf;

P2=0x00;

P0=0x6d;

delay(2);

//8

P2=0xa0;

P0=atable[8];

P2=0xe0;

P0=btable[8];

P2=0x60;

P0=0xbf;

P2=0x40;

P0=0xff;

P2=0xc0;

P0=0xbf;

P2=0x00;

P0=0x7d;

delay(2);

//9

P2=0xa0;

P0=atable[9];

P2=0xe0;

P0=btable[9];

P2=0x60;

P0=0xbf;

P2=0x40;

P0=0xff;

P2=0xc0;

P0=0xbf;

P2=0x00;

P0=0xbb;

delay(2);

//10

P2=0xa0;

P0=atable[10];

P2=0xe0;

P0=btable[10];

P2=0x60;

P0=0x80;

P2=0x40;

P0=0x27;

P2=0xc0;

P0=0xbf;

P2=0x00;

P0=0xd7;

delay(2);

//11

P2=0xa0;

P0=atable[11];

P2=0xe0;

P0=btable[11];

P2=0x60;

P0=0xfe;

P2=0x40;

P0=0xdb;

P2=0xc0;

P0=0xbe;

P2=0x00;

P0=0xef;

delay(2);

//12

P2=0xa0;

P0=atable[12];

P2=0xe0;

P0=btable[12];

P2=0x60;

P0=0xfe;

P2=0x40;

P0=0xfb;

P2=0xc0;

P0=0xbe;

P2=0x00;

P0=0xff;

delay(2);

//13

P2=0xa0;

P0=atable[13];

P2=0xe0;

P0=btable[13];

P2=0x60;

P0=0x80;

P2=0x40;

P0=0x77;

P2=0xc0;

P0=0xbf;

P2=0x00;

P0=0xff;

delay(2);

//14

P2=0xa0;

P0=atable[14];

P2=0xe0;

P0=btable[14];

P2=0x60;

P0=0xff;

P2=0x40;

P0=0xaf;

P2=0xc0;

P0=0xbf;

P2=0x00;

P0=0xff;

delay(2);

//15

P2=0xa0;

P0=atable[15];

P2=0xe0;

P0=btable[15];

P2=0x60;

P0=0xff;

P2=0x40;

P0=0xdf;

P2=0xc0;

P0=0xbf;

P2=0x00;

P0=0xff;

delay(2);

//16

}

}

第三篇：基于單片機的LED點陣廣告牌設計

基于單片機的LED點陣廣告牌設計

摘要：單片機作為LED主控制模塊，利用簡單的外圍電路來驅動64×16的點陣LED顯示屏。利用多個系列高速單片機本身強大的功能，可以很方便的實現單片機與PC機間的數據傳輸及存儲，并能利用軟件方便的進行顯示內容的多樣變化，點陣顯示屏廣泛的應用于醫院、機場、銀行等公共場所，所以LED顯示屏具有很強的現實應用性。

關鍵詞：動態顯示；單片機；點陣字庫

中圖分類號：TN312.8；TP368.1文獻標識碼：A文章編號：1674-7712(2014)08-0000-01

LED（Light Emitting Diode），發光二極管，簡稱LED，是一種能夠將電能轉化為可見光的固態的半導體器件，它可以直接把電轉化為光。LED的心臟是一個半導體的晶片，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氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區，在P區里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發出能量，這就是LED發光的原理。多個LED發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點陣中各發光器件的通斷（發光或熄滅），而不控制LED的發光強弱。LED點陣的漢字顯示方式是先根據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新的漢字編碼組成語句，再由MCU根據新編碼提取相應的點陣進行漢字顯示。

一、LED電子顯示屏概況

LED電子顯示屏是由幾百到幾十萬個半導體發光二極管構成的像素點，按矩陣均勻排列組成。利用不同的半導體材料可以制造不同色彩的LED像素點。目前應用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍色和純綠色LED的開發已經達到了實用階段。LED顯示屏是一種通過控制半導體發光二極管的亮度的方式，來顯示文字、圖形、圖像、動畫、行情、視頻、錄像信號等各種信息的顯示屏幕。

LED顯示屏分為圖文顯示屏和條幅顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計算機同步顯示漢字、英文文本和圖形，而條幅顯示屏則適用于小容量的字符信息顯示。LED顯示屏因為其像素單元是主動發光的，具有亮度高，視角廣、工作電壓低、功耗小、壽命長、耐沖擊和性能穩定等優點。因而被廣泛應用于車站、碼頭、機場、商場、醫院、賓館、銀行、證券市場、建筑市場、拍賣行、工業企業管理和其它公共場所。LED顯示屏的發展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高氣候耐受性、更高的發光密度、更高的發光均勻性，可靠性、全色化方向發展。

二、點陣式LED漢字廣告屏顯示原理及單片機應用

點陣式LED漢字廣告屏絕大部分是采用動態掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續的幾幀畫面高速的循環顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來就是一個完整的，相對靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機。在電子領域中，因為這種動態掃描顯示方式極大的縮減了發光單元的信號線數量，因此在LED顯示技術中被廣泛使用。以8×8點陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。廣告牌設計過程中使用的紅色水平線Y0、Y1??Y7叫做行線，接內部發光二極管的陽極，每一行8個LED的陽極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍色豎直線X0、X1??X7叫做列線，接內部每列8個LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。

在這種形式的LED點陣模塊中，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）。則行線和列線的交叉點處的LED就會有電流流過而發光。比如，Y7為1，X0為0，則右下角的LED點亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個LED全點亮。隨著廣告屏顯示內容的多媒體化，對控制器傳輸速度，運算能力的要求越來越高。因此控制器的種類也在不斷發展以適應要求，從最初的8051單片機，到PIC單片機，又到FPGA，直到現在的ARM處理器。不同功能檔次的廣告屏對應著不同的處理器。

單片機運算速度及通信速率的限制，LED動態顯示的刷新率不可能做得太高。對顯示效果和移動算法的處理也比較吃力，在實際顯示效果上有比較明顯的閃爍感。除此之外，傳統8051單片機的內部資源貧乏，僅128字節的數據存儲器，幾K字節的程序存儲器，無E2PROM，SPI。這就需要對單片機擴展外設，無疑增加了硬件成本。因此，8051控制的條屏只能用于顯示內容及其簡單，不需要經常更改顯示內容的場合。

因為PIC單片機是RISC架構的工業專用單片機，處理指令的速度有所增加，抗干擾能力優秀，型號種類繁多。作為條屏的控制器，可以明顯的改善顯示效果，同時PIC單片機內部的資源較豐富，可節省外部電路設計難度，同時降低了硬件成本。因此，以PIC單片機為控制器的條屏目前仍是單色條屏市場的主流。

參考文獻：

[1]李建忠.單片機原理及應用[M].西安:西安電子科技大學出版社,2002.[2]李群芳,肖看.單片機原理?接口及應用[M].北京:清華大學出版社,2005.[3]于海生.微型計算機控制技術[M].北京:清華大學出版社,2008.[4]戴梅萼,史嘉權.微型計算機技術及應用(第3版)[M].北京:清華大學出版社,2008.[5]江曉安,董秀峰.數字電子技術(第二版)[M].西安:西安電子科技大學出版社,2005.[作者簡介]周麗萍（1979.09-），女，學士學位，科員，工程師，研究方向：電子通信技術、led顯示屏研發。

第四篇：單片機實習報告 LED點陣漢字顯示

廣東紡織職業技術學院

廣東紡織職業技術學院 單片機與接口技術實習報告

題目 16*16 LED點陣漢字顯示

院（系）

機電工程系

專

業

學生姓名

指導教師

起始日期： 2009年12月16日

廣東紡織職業技術學院

單片機與接口技術實習計劃及任務書

一、實習任務

《單片機與接口技術》實訓課是理論課程的實踐教學環節，它是機電技術專業的主要實踐技能課程。課程內容包括單片機軟件編程與仿真和調試。單片機硬件設計安裝與調試，單片機應用系統綜合設計，安裝與調試等。實訓課程的基本任務是：使學生在掌握單片機基礎知識的基礎上，掌握單片機軟硬件的設計、開發、調試能力。具有較好的單片機實際應用能力。為今后從事生產一線的技術工作以及進一步提高科學技術水平打下堅實的基礎。同時，結合本課程的特點，逐步培養學生觀察分析問題和動手解決問題的能力。

二、項目設計

漢字顯示屏廣泛應用于汽車報站器，廣告屏等。在本實訓中，漢字顯示屏采用了16*16的點陣模塊；漢字顯示的原理以在UCDOS中文宋體字庫為例，每一字由16行16列的點陣組成顯示。即國際漢字庫中的每一字均由256點陣來表示。我們可以把每一個點理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。所以在這個漢字屏上不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內的任何圖形。

項目要求在16*16的點陣模塊上實現一組可移動的漢字或一副簡圖。

三、報告及方案

1、了解、熟悉單片機開發的特點、方法及趨勢。

2、熟悉軟件編制、調試的方法、流程。

3、理解單片機控制的原理和特點。

4、養成良好的設計習慣、培養正確的思路和工作態度。

5、熟練運用單片機開發軟件——Keill。

四、原理介紹

廣東紡織職業技術學院

1、電路原理圖如圖所示

廣東紡織職業技術學院

2、電路工作原理分析：

漢字顯示在UCDOS中文宋體字庫中，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。即國標漢字庫中的每一個字均由256點陣來表示。我們可以把每一個點理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一副圖像。所以在這個漢字屏上不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內的任何圖形。我是顯示漢字“施”，掃描原理如下：在UCDOS中文宋體字庫中，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。如果用8位的AT89C51單片機控制，由于單片機的總線為8位，一個字需要拆分為2個部分，一般我們拆分為上部和下部，上部由8*16點陣組成，下部也由8*16點陣組成。

單片機首先顯的是左上角的的第一列的上列的上半部分，即第0 列的p00---p07口。方向為p00到p07，顯示漢字“施”時，由上而下排列，為P0.0滅，P0.1滅，P0.3亮，P0.4滅，P0.5滅，P0.6滅，P0.7亮。即二進關系00100011, 轉換為16進制國23H。上半部第一列完成后，繼續掃描下半部的第一列，為了接線方便，我們使用仍設計成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃描，從右圖可以看到，這一列為，P2.7亮，P2.6亮，P2.5滅，P2.4滅，P2.3滅，P2.4滅，P2.3亮，P2.2亮，即為1100001，16進制為0C3H.然后單片機轉向上半部每二列，仍為00100010，即22H，16進制為22H，這一列完成后繼續進行下半部分，二進制為01000001，即16進制41H。依照這個方法，繼續進行下面的掃描，一共掃描32個8位，可以得出漢字“施”。

3、顯示原理圖

1）靜態顯示原理圖 2）靜態顯示程序編寫

3）靜態顯示工作原理分析

靜態顯示方式下，所有LED顯示器的COM公共極接地（共陰極顯示器）或接電源（共陽極顯示器），顯示器的8個段與并行輸出端口的輸出端相連。所謂靜態顯示，就是每一個顯示器各筆畫段都要獨占具有鎖存功能的輸出口線，CPU把欲顯示的字形代碼送到輸出口上，就可以使顯示屏顯示出所需的數字或符號。此后，即使CPU不再去訪問它，顯示的內容也不會消失（因為各筆畫段接口具有鎖存功能）。

靜態顯示法的優點是，顯示程序十分簡單，顯示亮度大，由于CPU不必經常掃描顯示器，所以節約了CPU的工作時間。但靜態顯示也有其缺點，主要是占用的I/O口線較多，硬件成本也較高。所以，靜態顯示法常用在顯示器數目較少的應用系統中。

五、心得體會

時間如白駒過隙，一晃一個星期就過去了，在這個星期里，我們迎來了單片機與接口技術的實習。此次我們實習的內容是了解矩陣LED顯示的基本原理和功能，掌握16*16矩陣LED和單片機的硬件和軟件接口設計方法以及完成驅動程序的編程。

這次實習的要求是在16*16的點陣模塊上實現一組可移動的漢字或一幅簡圖，因為這前我們在課堂上還沒有學習到這個程度，所以在開始實習的時候老師就為我們講解了一下，在顯示一個點的基礎上顯示不同的點，從而組成漢字或簡圖。在認真聽了老師對實驗的講解后，廣東紡織職業技術學院

我們就開始畫點陣圖，編寫自己的程序。

這次實習，我們是以小組為單位的。在編寫程序時，我卻忘了點陣圖里面每個點的表示方法，后來通過同學的幫忙，我終于編寫出靜態“施”的程序。

在實驗室中，老師先教我們接線，怎樣檢查線的好壞，因為這關系到后面編寫的程序能否顯示。當這些準備工作都做好時，我就把我要顯示的“施”字的程序打到電腦上，但卻發現程序有錯誤，經過反復的檢查才發現原來有一步程序中的00H，打成了ooH。程序沒問題時，就操作保存——復位——顯示，在顯示屏上，清晰鮮艷的“施”字宣告我靜態顯示實驗成功了。接下來，就開始我們的動態顯示的編程，這就需要我們去查找相關的資料了。經過了我們的努力和請教老師，我們終于把動態的程序編出來了，看著顯示屏上從左到右，不斷循環走過的“施”字，一種成就感油然而生。

在這次實習過程中，我發現了自己的不足之處，對以前所學過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。但我們通過查閱大量有關資料，并在小組中互相討論，交流經驗和自學，若遇到實在搞不明白的問題就會及時請教老師，使自己學到了不少知識，也經歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。其次，在這次實習中，我們運用到了其它所學的專業課知識，如：電子CAD，這讓我明白各個學科都不可能獨立的，知識是相通的，這是我這次實習的又一收獲。

另外，這次實習讓我感到了團隊合作的重要性。在團隊中，我們互幫互助，對整個實習來說，這是至關重要的。還有要感謝指導老師在我們遇到困難時，給予我們的建議與鼓勵。

一個星期的實習雖然結束了，但是從中學到的知識會讓我受益終身。發現、提出、分析、解決問題和實踐能力的提高都會受益于我在以后的學習、工作和生活中。

附件一：動態點陣信息圖 2

5

廣東紡織職業技術學院 8 1113 14

6

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附件二：動態顯示程序編寫

ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START: MOV P0,#00H MOV P3,#00H L1: MOV P1,#00H MOV R4,#250 MOV R5,#13 MOV DPTR,#TAB1 L2: LCALL DISPLAY MOV A,DPL ADD A,#32 MOV DPL,A MOV A,DPH ADDC A,#0 MOV DPH,A DJNZ R5,L2 AJMP L1 DISPLAY: MOV R3,#16 MOV R1,#00H MOV R2,#00H L3: MOV A,R1 MOV P1,A MOV A,R2 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A INC R2 MOV A,R2 MOVC A,@A+DPTR MOV P3,A INC R1 INC R2 DJNZ R3,L3 DJNZ R4,DISPLAY

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RET TAB1: DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB2: DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB3: DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB4 : DB F2H,00H,27H,FFH,22H,01H,22H,01H DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB5: DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB6: DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H DB F2H,00H,27H,0FFH,22H,01H,22H,01H DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB7: DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H TAB8: DB 20H,0FH,20H,F0H,0AFH,00H,79H,00H DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H DB F2H,00H,27H,0FFH,22H,01H,22H,01H DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H TAB9: DB 00H,00H,00H,00H,20H,0FH,20H,F0H, DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H TAB10: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 20H,0FH,20H,F0H,0AFH,00H,79H,00H DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H DB F2H,00H,27H,0FFH,22H,01H,22H,01H TAB11: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,20H,0FH,20H,F0H DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H

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DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH TAB12: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 20H,0FH,20H,F0H, 0AFH,00H,79H,00H DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H TAB13: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,20H,0FH,20H,F0H DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H TAB14: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 20H,0FH,20H,F0H,0AFH,00H,79H,00H TAB15: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,0AFH,00H,79H,00H TAB16: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H

END

第五篇：LED電子顯示屏申請書

申 請 書

尊敬的縣政府采購辦：

為了繁榮、美化、創造和諧校園文化環境，提升我校宣傳內容的效率，厲行節約，同時為了提升學校辦學品位，我校急需安裝LED顯示屏一套，安裝在我校新教學樓正面位置，長10M,寬0.9M,整套設備價格預計壹萬叁仟元（13000元）。我們相信這一項創新的科技，為我校增添科技含量，增添光彩，為我校建立了良好的校園文化，將會為學校帶來前所未有的宣傳效率，方便師生，是一項重大的舉措，更為我縣教育均衡發展順利通過驗收添光加彩。

因時間緊迫，特向縣政府采購辦申請自行采購學校LED顯示屏一套，我校將按政府自行采購程序，多家詢價，確保質量進行采購安裝，望給予批準為謝！

特此申請！

X X 小 學

2015年4月29日