第一篇：16x16LED漢字點陣總結報告
電子技術綜合設計
報告
姓名及學號：黃天琦04091550、何俊04091549、李繼越04091552、韓穩04081914 專業與班級：電氣與自動化09-9班 設計題目： 16*16LED漢字點陣顯示系統設計
時 間： 2011 ～ 2012 學年第（1）學期 指導教師：馮小龍 成 績： 日 期：
一、課題任務
基本要求：采用80C51單片機和LED點陣顯示模塊設計實現組合點陣信息顯示。
提高要求：具有顯示內容自動更新的功能以完成對任意存儲的信息內容進行完整的顯示。
二、方案比較與選擇
點陣LED顯示器的結構和原理與七段LED數碼顯示器是一樣的，均由發光二極管組成，但兩者的排列結構不同。LED點陣顯示屏是由若干個顯示單元拼接而成的。
方案一：顯示接口采用靜態驅動。但點陣式LED顯示器通常用在大面積漢字或圖形顯示的場合，因為點陣數很多，所以連接線也很多，如果采用靜態驅動的方式，連線將會很復雜，硬件的成本將增加。但軟件開銷小，而且顯示不會出現閃爍現象。
方案二：顯示接口采用動態驅動。特點與靜態驅動剛好相反，硬件成本小，但軟件成本大，顯示效果不如靜態好。
方案三：不同于方案一與二中LED只采用一種基色，方案三中的LED顯示屏中每個點陣單元又包括紅、綠、藍三種發光二極管，這三種發光二極管發出三種顏色的光混色后得到人眼所感覺到顏色，其優點為顏色豐富鮮活，能用來顯示各種文字、圖像，表現能力強。缺點為，電路結構負責，軟硬件成本高，且不好控制。
綜合以上三種方案，從成本及實現的難易程度上來衡量，最終選擇方案二。
三、電路設計
我們選用的是顯示接口采用動態驅動的只有一種基色的8×8點陣的LED顯示模塊。用來顯示單個漢字。
LED電子顯示屏原理
8×8點陣式LED顯示器原理如圖1所示
為了減少引腳且便于封裝，各種LED顯示點陣模塊都采用陣列形式排布，即在行列線的交點處接有顯示LED。因此，LED點陣顯示模塊的顯示驅動只能采用動態驅動方式，每次最多只能點亮一行LED（共陽形式LED顯示點陣模塊）或一列LED（共陰形式LED顯示點陣模塊）。由單片機通過總線操作控制來完成對每一個LED點陣顯示模塊內每個LED顯示點的亮、暗控制操作。以此類推，可實現整屏LED點陣的亮、暗控制，從而實現LED顯示屏漢字的顯示控制操作。
PINNO.9ROW1LEDLEDLEDLEDLEDLEDLEDLED14ROW2LEDLEDLEDLEDLEDLEDLEDLED8ROW3LEDLEDLEDLEDLEDLEDLEDLED12ROW4LEDLEDLEDLEDLEDLEDLEDLED1ROW5LEDLEDLEDLEDLEDLEDLEDLED7ROW6LEDLEDLEDLEDLEDLEDLEDLED2ROW7LEDLEDLEDLEDLEDLEDLEDLED5ROW8LEDLEDLEDLEDLEDLEDLEDLEDCOL1COL2COL3COL4COL5COL6COL7PINNO.13101115COL81634圖1(8×8)點陣LED顯示模塊結構原理及引腳圖
在上圖中，可以看出，每一列的LED為共陰極，每一行的LED為共陽極。若要某個LED亮則需將其所在列輸入置0，其他列的輸入置1。然后將其所在行的輸入置1，其他行的輸入置0。由于LED顯示器每次只能點亮一行或是一列，所以當有多個LED需要點亮時就要用軟件進行控制。
在此LED系統中，列從左到右為從低位到高位，行從上到下為從低位到高位。
點陣漢字顯示原理
在漢化軟件的過程中,必須解決漢字的輸出問題,即如何利用漢字的字模信息把漢字顯示或打印出來,此處僅討論漢字在屏幕上如何顯示。漢字的字模與漢字庫
顯示一個漢字,必然要用到漢字的點陣字形信息,也叫做漢字的字模,根
據漢字的不同字體,可分為宋體字模、楷體字模、黑體字模等等。根據漢字的顯示清晰度,又可分為16 ×16 點陣字模、32 ×32 點陣字模等等。漢字的字模是漢字字形的數字化。漢字字模是這樣得出來的:把漢字寫在一個同一大小網格組成的方格塊內,將方格塊分成M 行N 列共M ×N 個小格組成點陣,而將漢字離散成網點,漢字的筆畫能過某網格,則必有一個離散的點落在該網格內,該網格對應的一位二進制數為1 ,否則該網格為空,對應的一位二進制為0 ,這樣每一網格均可對應一位確定的二進制數,把所有網格對應的二進數組合起來便組成了漢字的字模。把所有的漢字字模組合起來,保存在一個文件中,便形成了一個漢字庫。
硬件電路組成及工作原理
我們采用80C51以芯片的電路來實現，主要由80C51芯片、時鐘電路、復位電路、行掃描驅動電路、數據輸入電路、4個8×8 LED點陣5部分組成，如圖2。其中，80C51為單片機。它是一種高效微控制器，為很多嵌人式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。時鐘電路由時鐘端(XTAI l及XTAL2)以及12 MHz晶振X等組成，采用片內振蕩方式。LED點陣顯示屏采用8×8共64個象素的點陣，可通過萬用表檢測發光二極管的方法測試判斷出該點陣的引腳分布，然后將四個8*8LED連成16*16的。
我們用74LS154作為行掃描，74LS373作為數據輸入，就可以得到顯示的漢字了。
圖2電路連接圖
為了符合視覺暫留要求，需要進行軟件延遲。
在wave6000環境中程序設計與調試
軟件程序主要由開始、初始化、主程序、字庫組成。其中主程序的流程圖如圖4所示。下面的程序能夠用來實現滾動顯示“歡迎光臨”四個字。
：
圖3程序流程圖
四、程序設計
ORG 0000H LJMP START ORG 0100H START: MOV B,#0F8H START1:MOV R2,#080H
MOV A,B
ADD A,#8
MOV B,A START2:MOV R0,B
MOV P2,#00H
MOV P1,#0FFH
MOV P3,#00H
MOV R1,#16
MOV DPTR,#TABLE1 MAIN:INC P1
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
SETB P3.0
CLR P3.0
INC R0
MOV A,R0
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
SETB P3.1
CLR P3.1
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
NOP
INC R0
DJNZ R1,MAIN
DJNZ R2,START2
MOV A,B
CJNE A,#240,START1
LJMP START TABLE1: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
DB 00H,03H,40H,01H,7CH,21H,0A0H,7FH
DB 0A4H,24H,0A4H,14H,28H,04H,10H,06H
DB 10H,06H,10H,06H,28H,09H,44H,19H
DB 82H,30H,40H,60H,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
DB 00H,26H,88H,7DH,98H,24H,90H,24H
DB 80H,24H,98H,24H,9EH,24H,88H,26H
DB 88H,3DH,88H,14H,48H,04H,18H,04H
DB 3EH,04H,0C4H,7FH,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
DB 80H,00H,80H,08H,84H,08H,88H,04H
DB 90H,02H,0A0H,11H,0FEH,3FH,0A0H,00H
DB 0A0H,00H,0A0H,00H,0A0H,0H,0A0H,00H
DB 90H,20H,0CH,1FH,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
DB 88H,01H,08H,11H,08H,7FH,08H,01H
DB 89H,03H,89H,0CH,49H,38H,09H,00H
DB 0C9H,7FH,49H,44H,48H,44H,48H,44H
DB 48H,44H,0C4H,7FH,02H,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
DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H
DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H
五、測試方案
將不同漢字用匯編語言編寫代碼，調用后觀察顯示結果是否與漢字本身
符合。如果符合，則正確，否則，系統存在問題。
六、總結
在此次電子課程綜合設計中，通過查資料與動手操作，培養了我們獨立思考與主動學習的能力，同時，在實踐中，我們團結合作的能力也得到了鍛煉。由于本次所實用的軟件是以前未曾接觸過的，所以開始時就學習軟件的使用。在電子課程設計中，我們思考交流，將一個個難點攻克，對于原理及其工作過程都比較清楚而深刻。同時，鞏固了單片機的知識，收獲很大。
主要參考文獻
單片機系統設計與應用實例
機械工業出版社 微機原理與應用（鄧世建）
第二篇：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
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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
廣東紡織職業技術學院
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
第三篇：Led點陣廣告牌設計
基于單片機的Led點陣廣告牌設計
目錄 LED概述.........................................................................3 1.1 LED電子顯示屏概述......................................................3 1.2 LED電子顯示屏的分類...................................................3 2 顯示原理及控制方式分析.................................................4 2.1 LED點陣模塊結構.........................................................4 2.2 LED 動態顯示原理.......................................................4 2.3 LED常見的控制方式.....................................................5 3 硬件電路設計..................................................................7 3.1 系統硬件概述..............................................................7 3.2 16×16LED點陣顯示制作..............................................8 3.2.1 16×16LED點陣的內部結構及工作原理......................8 3.2.2 用8×8LED點陣構成16×16LED點陣..........................9 3.3主控單片機的接口說明.................................................11 3.4 LED顯示驅動電路.......................................................11 4 字模生成.......................................................................13 4.1 字模簡介...................................................................13 4.1.1 LED顯示屏領域字模實現技術...................................13 4.1.2 軟件控制系統字模提取的分析與設計.........................13 4.2 字模存儲技術.............................................................14 4.3 字庫生成...................................................................14 5軟件設計........................................................................16 5.1 程序設計總體思路和結構..............................................16 5.1.1 程序設計總體思路.................................................16 5.1.2 程序流程圖...........................................................16 5.2 各模塊程序設計..........................................................17 5.2.1 系統初始化...........................................................17 5.2.2 LED動態顯示........................................................17 5.2.3 漢字顯示的原理....................................................17 6系統功能測試..................................................................19 6.1 單元模塊電路測試.......................................................19 6.2 系統整體功能測試.......................................................19 總結.................................................................................20 致謝.................................................................................21 參考文獻...........................................................................22 附錄.................................................................................23 引 言
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。
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6-24V之間，根據產品不同而異，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3-5mm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境。
（4）穩定性：10萬小時，光衰為初始的50%。
（5）響應時間：其白熾燈的響應時間為毫秒級，LED燈的響應時間為納秒級。（6）對環境污染：無有害金屬汞。
（7）顏色：改變電流可以變色，發光二極管方便地通過化學修飾方法，調整材料的能帶結構和帶隙，實現紅黃綠蘭橙多色發光。
由于LED的眾多優勢，在市場中得到了廣泛的應用，主要應用領域有：（1）、信號指示應用：信號照明是LED單色光應用比較廣泛也是比較早的一個領域，約占LED應用市場的4%左右。
（2）、顯示應用：指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等，LED用于顯示屏幕的應用約占LED應用的20%—25%，顯示屏幕可分為單色和彩色。
（3）、照明應用：便攜燈具，汽車用燈，特殊照明。由于LED尺寸小，便于動態的亮度和顏色控制，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。
LED概述
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。1.2 LED電子顯示屏的分類
按顏色分類：
單基色顯示屏:單一顏色（紅色或綠色）。
雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級灰度、可以顯示65536種顏色。
全彩色顯示屏：紅、綠、藍三基色，256級灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬種顏色。
按顯示器件分類：
LED數碼顯示屏：顯示器件為7段碼數碼管，適于制作時鐘屏、利率屏等，顯示數字的電子顯示屏。
LED點陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發光二極管組成的點陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。按使用場合分類：
室內顯示屏：發光點較小，一般Φ3mm--Φ8mm，顯示面積一般零點幾至十幾平方米。室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽光下工作，具有防風、防雨、防水功能。按發光點直徑分類：
室內屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ21mm、Φ26mm 室外屏發光的基本單元為發光筒，發光筒的原理是將一組紅、綠、藍發光二極管封在一個塑料筒內共同發光增強亮度。
顯示原理及控制方式分析
2.1 LED點陣模塊結構
八十年代以來出現了組合型LED點陣顯示器模塊，以發光二極管為像素，它用高亮度發光二極管芯陣列組合后，環氧樹脂和塑模封裝而成。這種一體化封裝的點陣LED模塊，具有高亮度、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點。LED點陣規模常見的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。
根據像素顏色的數目可分為單色、雙基色、三基色等。像素顏色不同，所顯示的文字、圖象等內容的顏色也不同。單色點陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點陣顯示內容的顏色由像素內不同顏色發光二極管點亮組合方式決定，如紅綠都亮時可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點亮時間，則可實現256或更高級灰度顯示，即可實現真彩色顯示。
圖2.1示出最常見的8×8單色LED點陣顯示器的內部電路結構和外型規格，其它型號點陣的結構與引腳可試驗獲得。
圖2.1 8×8單色LED模塊內部電路
LED點陣顯示器單塊使用時，既可代替數碼管顯示數字，也可顯示各種中西文字及符號．如5x7點陣顯示器用于顯示西文字母．5×8點陣顯示器用于顯示中西文，8x8點陣可以用于顯示簡單的中文文字，也可用于簡單圖形顯示。用多塊點陣顯示器組合則可構成大屏幕顯示器，但這類實用裝置常通過PC機或單片機控制驅動。2.2 LED 動態顯示原理
LED點陣顯示系統中各模塊的顯示方式： 有靜態和動態顯示兩種。靜態顯示原理簡單、控制方便，但硬件接線復雜，在實際應用中一般采用動態顯示方式，動態顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅動，從上到下逐次不斷地對顯示屏的各行進行選通，同時又向各列送出表示圖形或文字信息的列數據信號，反復循環以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。
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。圖2.1中，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。
現描述一下用動態掃描顯示的方式，顯示字符“B”的過程。其過程如圖2.2
圖2.2 用動態掃描顯示字符“B”的過程
2.3 LED常見的控制方式
目前常見的是并行傳輸方式（見附錄1.1），通過8位鎖存器將8位總線上的列數據進行鎖存顯示，各8位鎖存器的片選信號由譯碼器提供。此種方式的優點是傳輸速度快，對微控制器（MCU）的通信速度要求較低。但是這種方案最大的缺點是不便于隨意擴展顯示單元的數目。每增加一個16×16點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布線的時候要留有充足的地址線冗余量。再一個缺點是，每個單元的PCB隨著安放位置的不同，布線結構也不相同，不利于廠家批量生產。并行傳輸需要的芯片較多，因此市場上已經出現用FPGA,CPLD等高密度可編程邏輯器件（PLD）來取代傳統鎖存器IC的方案。成本有所下降，但可擴展性仍舊較差。因此，并行傳輸方式適用于顯示單元數目確定的條屏。
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。
一．以傳統8051單片機為控制器的LED顯示屏。因受到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。
二．以PIC單片機為控制器的LED顯示屏。因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。
三．以FPGA（復雜可編程邏輯門陣列）為控制器的LED顯示屏。FPGA以高速、并行著稱。是近年來新興的可編程邏輯器件。用他作為LED顯示屏的控制器，能夠高速的處理色階PWM信號、高速的完成動態掃描邏輯、高速的完成字符移動算法。因此被運用于雙基色、三基色的顯示系統。但是其成本較高，開發難度較大。
四．以ARM（32位RISC架構高性能微處理器）為控制器的LED顯示屏。ARM有著極高的指令效率，極高的時鐘頻率。因此其運算能力非常強大，內部資源也十分豐富，極大的簡化了硬件設計的難度，縮短了開發周期。在條屏的運用中，能用ARM來實現花樣繁多的顯示方式，以及高色階，多像素的全彩屏驅動。ARM與FPGA的組合更是功能強大，除了海量存儲技術，無線更新技術外，還能實時地顯示視頻信號。因此，以ARM為控制器的顯示屏常為視頻全彩屏。
硬件電路設計
3.1 系統硬件概述
整個電路由單片機89C51，8個74LS373，1個74HC154，1個74LS138,4個16×16的LED。該電路所設計的電子屏可顯示多個漢字，需要4個16×16 LED點陣模塊，可組成16×64的條形點陣。
AT89C51是一種帶4KB可編程可擦除只讀存儲器的低電壓，高性能微處理器，俗稱單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機為很多嵌入式控制系統提供了一種靈活性高且價廉的方案。AT89C51引腳即外觀如圖3.1所示。
圖3.1 AT89C51的管腳圖
譯碼器是組合邏輯電路的一個重要的器件，74LS138的輸出是低電平有效，故實現邏輯功能時，輸出端不可接或門及或非門，74LS138與前面不同，其有使能端，故使能端必須加以處理，否則無法實現需要的邏輯功能。發光二極管點亮只須使其正向導通即可，根據LED的公共極是陽極還是陰極分為兩類譯碼器，即針對共陽極的低電平有效的譯碼器；針對共陰極LED的高電平輸出有效的譯碼器。
74LS373是低功耗肖特基TTL8D鎖存器，內有8個相同的D型(三態同相)鎖存器，由兩個控制端(11腳G或EN；1腳OUT、CONT、OE)控制。當OE接地時，若G為高電平，74LS373接收由PPU輸出的地址信號；如果G為低電平，則將地址信號鎖存。工作原理：74LS373的輸出端O0—O7可直接與總線相連。當三態允許控制端OE為低電平時，O0—O7為正常邏輯狀態，可用來驅動負載或總線。當OE為高電平時，O0—O7呈高阻態，即不驅動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內部的邏輯操作不受影響。當鎖存允許端LE為高電平時，O隨數據D而變。當LE為低電平時，O被鎖存在已建立的數據電平。74LS373引腳即外觀如圖3.2所示
圖3.2 74LS373引腳圖
74HC154為 4 線－12 線譯碼器，當選通端（G1、G2）均為低電平時，可將地址端（ABCD）的二進制 編碼在一個對應的輸出端，以低電平譯出。若將 G1 和 G2 中的一個作為數據輸入端，由 ABCD 對輸出尋址，還可作 1 線－16 線數據分配器。工作環境溫度為0～70℃，對社會的要求非常適合。
LED,50年前人們已經了解半導體材料可產生光
線的基本知識，第一個商用二極管產生于1960年。LED是英文light emitting diode（發光二極管）的縮寫，它的基本結構是一塊電致發光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環氧7樹脂密封，即固體封裝，所以能起到保護內部芯線的
作用，所以LED的抗震性能好該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時，由單片機取出第一行需要顯示的內容經延時一段時間后再進行下一行點陣數據的顯示。需要注意的是，每次只能選通一行數據，即要通過不斷的逐行掃描來實現漢字或字符的顯示。3.2 16×16LED點陣顯示制作
3.2.1 16×16LED點陣的內部結構及工作原理
以UCDOS中文宋體字庫為例，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。即國家標準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幅圖像。事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內的任何圖形。這里我們以“高”字說明，如圖3.3所示。
圖3.3 16*16LED漢字顯示
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。一般把它拆分為上部和下部，上部由8×16點陣組成，下部也由8×16點陣組成。在本例中單片機首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的p00—p07口。方向為p00到p07 ,顯示漢字“高”時,p02點亮,由上往下排列,為p0.0 滅，p0.1 滅, p0.2 滅, p0.3 滅, p0.4 滅, p0.5 亮,p0.6滅,p0.7 滅。即二進制00000100，轉換為16進制為 04h。上半部第一列完成后，繼續掃描下半部的第一列，為了接線的方 便，我們仍設計成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃
描，從上圖可以看到，這一列全部為不亮，即為00000000，16進制則為00h。然后單片機轉向上半部第二列，仍為p01點亮，為00000100，即16進制04h.這一列完成后繼續進行下半部分的掃描，p20點亮，為二進制00000010，即16進制02h.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“高”的掃描代碼為：02h，00h，01h, 04h,0FFh,0FEh, 00h, 00h，1Fh,0F0h, 10h, 10h, 10h, 10h, 1Fh,0F0h，00h, 04h, 7Fh,0FEh, 40h, 04h, 4Fh,0E4h，48h, 24h, 48h, 24h, 4Fh,0E4h, 40h, 0Ch。
由這個原理可以看出，無論顯示何種字體或圖像，都可以用這個方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。不過現在有很多現成的漢字字模生成軟件，就不必自己去畫表格算代碼了。
3.2.2 用8×8LED點陣構成16×16LED點陣
Proteus中只有5×7和8×8等LED點陣，并沒有16×16LED點陣，而在實際應用中，要良好地顯示一個漢字，則至少需要16×16點陣。下面我們就首先介紹使用8×8點陣構建16×16點陣的方法，并構建一塊16×16LED點陣，用于本例的顯示任務。
首先，從Proteus7.1的元件庫中找到“MATRIX-8X8-RED”元器件，并將四塊該元器件放入Proteus文檔區編輯窗口中。此時需要注意,如果該元器件保持初始的位置（沒有轉動方向），我們要首先將其左轉90°，使其水平放置，那么此時它的左面8個引腳是其行線，右邊8個引腳是其列線（當然，如果你是將右轉，則右邊8個引腳是行線）。然后我們將四個元器件對應的行線和列線分別進行連接，使每一條行線引腳接一行16個LED，列線也相同。并注意要將行線和列線引出一定長度的引腳，以便下面我們使用。連接好的16×16點陣如圖3.4所示。
成如上圖的16×16點陣只是第一步，這樣分開的數塊并不能達到好的顯示效果,下面我們要將其進一步組合。組合實際上很簡單，首先選中如上圖中右側的兩塊8×8點陣，然后拖動并使其與左側的兩塊相并攏，如圖3.5所示。
圖3.4 點陣模塊組合
圖3.5
可以看到原來的連線已經自動隱藏了，至于線上的交點，我們不要去動。然后，我們再來最后一步，選中下側的兩塊點陣，并拖動使其與上側的兩塊并攏,最后的效果如圖3.6所示。看到,原來雜亂的連線現在已經幾乎全部隱藏了，一塊16×16的LED點陣做成了。需要注意，做成的LED點陣的行線為左側的16個引腳，下側的16個引腳為其列線，而且其行線為高電平有效，列線為低電平有效。然后，我們將其保存，以便以后使用。
圖3.6 3.3主控單片機的接口說明
P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數據總線復制用口，作為輸入口時，每位能吸收電流的方式驅動8個TTL邏輯門電路，對端口寫入“1可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數據存儲器或程序存儲器時，這組口線分時轉換地址（低8位）和數據總線復用，在訪問期激活內部上拉電阻。在Flash編程時，PO口接收指令節，而在程序校檢時，輸出指令字節，校檢時，要求外接上拉電阻。P1口：P1口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流I。Flash編程和程序校檢期間，P1接收低8位地址。
P2口:P2口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對端口寫“1”，通過內部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時可作輸入口，作輸入口時，因為內部存在上拉電阻，某個引腳被外部信號拉低時會輸出一個電流I。在訪問外部數據存儲器或16位地址的外部數據存儲（例如執行MOVX@DPTR指令）時，P2口送出高8位地址數據。在訪問8位地址的外部數據存儲器（如執行MOVX@RI指令）時，P2口線上的內容（也即特殊功能寄存器（SFR）區中R2寄存器的內容），在整個訪問期間不改變。Flash編程和校檢時，P2亦接收高位地址和其他控制信號。
P3口：P3口是一個帶內部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級可驅動（吸收或輸出電流）4個TTL邏輯門電路。對P3口寫入“1”時，它們被內部上拉電阻拉高并可作輸入端口，作輸入端時，被外部拉低的P3口將用上拉電阻，輸出電流I。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲器編程和程序校檢的控制信號。
RST:復位輸入，當震蕩器工作時，RST引腳出現兩個機器周期以上高電平將使單片機復位。
ALE/PROG：當訪問外部程序存儲器或數據存儲器時,ALE(地址鎖存允許）輸出脈沖用于所存地址的低8位字節。即使不訪問外部存儲器，ALE乃以時鐘振動頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號，因此它可對外輸出時鐘或用于定時目的。要注意的是:每當訪問外部數據存儲器時將跳過一個ALE脈沖。
3.4 LED顯示驅動電路 LED顯示驅動電路如圖3.7所示。
圖3.7 顯示驅動電路圖
字模生成
4.1 字模簡介
文字的字模是一組數字，但它的意義卻與數字的意義有著根本的變化，它是用數字的各
[1]位信息來記載英文或漢字的形狀。
在電腦硬件中，根本沒有漢字這個概念，也沒有英文的概念，其認識的概念只有——內碼(將ASCII表的高128個很少用到的數值以兩個為一組來表示漢字，即漢字的內碼。而剩下的低128位則留給英文字符使用，即英文的內碼)。如果你用啟動盤啟動系統后用DIR命令可能得到一串串莫名其妙的字符，但那確確實實是漢字，如果你啟動UCDOS或其他的漢字系統后，就會看到那是一個個熟悉的漢字。在硬件系統內，英文的字模信息一般固化在ROM里，即使在沒有進入系統的CMOS里，也可以讓你看到英文字符。而在DOS下，中文的字模信息一般記錄在漢字庫文件里(將制作好的字模放到一個個標準的庫中，這就是點陣字庫文件)。
4.1.1 LED顯示屏領域字模實現技術
在通過軟件實現的技術中，目前有許多字模生成軟件，軟件打開后輸入漢字，點“檢取”，十六進制數據的漢字代碼即可自動生成，把我們所需要的豎排數據復制到我們的程序中即可。在通過硬件實現字模提取的技術中，有在單片機系統中增加硬漢字庫的方法，主控器發送的漢字是其機內碼，用兩個字節來表示一個漢字。根據機內碼，顯示單元控制模塊從漢字庫中查取顯示字模，實現漢字顯示。由于帶有硬漢字庫，進行動態文字顯示時，通用智能顯示單元僅接受漢字的機內碼即可，這樣數據通訊量大大減少。因此，“動態文字顯示速度快”。4.1.2 軟件控制系統字模提取的分析與設計
而在LED顯示屏控制系統具體應用的Windows操作系統下如何提取字模信息是設計的核心。軟件控制系統在實際編輯過程中，要求各種字體、字號的文字都能被編輯、保存。所以系統在設計時，把文本區理解為由眾多的象素點構成，而把不同字體、字號的文字理解為一幅圖像。因為所開啟的文本區大小與LED顯示屏的大小對應，所以采用16×16點陣為單位，把文本區內的每個像素點都看成一個二維數組，由于系統中各種顏色都有對應的值，賦予每個不同顏色的像素點不同的對應值，再把每個點賦予一個int型的值，這樣保存下來的信息就是二進制數據。通過這樣的設計，我們不僅可以把任何字型，任何大小的文字保存下來，還可以顯示以256個像素點陣為單位的任何圖形。在軟件控制系統中實現字模的提取，也就避免了在單片機中加載硬漢字庫模塊，從而簡化了硬件模塊的設計。以下以單色屏為例，介紹系統采用字模保存的算法設計：
定義COLORREF zimo_ color為像素點的顏色，判斷某個點的顏色值。如果值為Oxffffff，說明此點為白色，賦予此點值0。由于單色屏只有紅色和不顯色兩種，所以可以簡單賦值為除白色外其余點賦值為1 CClientDC
dc(this);
CFile myfile;unsigned int zimo[192] [384]={0};unsigned char zimo_data[192][48]={0};
COLORREF zimo_color;
int row, col;
this->HideCaret();
for(row=0;row<192;row++){
for(col=0;col<384;col++){
zimo_color=do.GetPixel(col, row);
if(zimo color = =Oxffffff)
{zimo [row] [col]=0;}else
{zimo [row] [col]=1;}}} 定義unsigned int zimo[192][384]={0};//文本區像素點
以8位為一字節(因為在隨后的串行通訊中，傳輸的數據是8位的二進制數據)定義
unsigned char zimo_data[192][48]={0} 4.2 字模存儲技術
目前使用最廣泛的技術是，通過上位機軟件將待顯示的字符串轉換為對應的點陣字模數
2據，通過燒寫的方式將這些字模數據按一定的順序編址后存儲在EPROM中。在條屏顯示的2過程中按規定的方式取出EPROM中的字模數據進行處理。對于一個16×16點陣的漢字字模
2數據，需要連續32字節的EPROM空間來存儲。照此計算，若有256個需要顯示的字符，則
2至少需要32B×256=8192字節（8KB）的EPROM存儲空間。通常的單片機內部沒有集成這么22大容量的EPROM。因此這種方案，需要在單片機外部擴展大容量的EPROM，增加硬件成本。上位機程序設計由于涉及到漢字取模，取模算法的難度較大。在多字下載的時候傳輸時間也較長。諸多弊端使本設計放棄了傳統方案。而本設計創新使用了專用的點陣字庫芯片，成本僅為8元，內含各種點陣規格的GB2312、ASCII等標準字庫。專用字庫芯片采用微型SO-8封裝，使用高速同步串行SPI接口進行讀寫操作，節省了控制器的I/O。在本設計中，單片2機內部的小容量EPROM，用于存儲待顯示漢字的GB2312標準機內碼，每個全角字符的內碼
2占2字節，則在同樣需要顯示256個漢字的情況下，這種方案僅占用512字節的EPROM空間
4.3 字庫生成
因為本設計中為行掃描，列輸入，所以“魏”的自摸代碼為：
DB 49H,40H,4AH,51H,4CH,6AH,7FH,0C4H,4CH,4AH,8AH,71H,88H,42H,3FH,84H DB64H,98H,0A5H,0E0H,3EH,0BEH,24H,81H,24H,89H,7FH,81H,20H,07H,00H,00
“佳”字代碼為：
DB 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH,0E2H,02H,12H,22H,12H,22H,12H,22H DB 12H,22H,0FFH,0FEH,12H,22H,12H,22H,32H,62H,16H,26H,02H,02H,00H,00H
“鋒”字代碼為：
DB 01H,40H,02H,40H,0EH,40H,0F3H,0FEH,12H,44H,12H,48H,09H,00H,11H,28H DB 0F2H,0A8H,2AH,0A8H,25H,0FFH,2AH,0A8H,32H,0A8H,23H,28H,02H,00H,00H,00H 5軟件設計
5.1 程序設計總體思路和結構 5.1.1 程序設計總體思路
用簡短的匯編程序設計，實現LED點陣顯示內容，并使顯示的內容在屏幕上從左到右的滾動顯示。系統采用模塊化結構，包括主程序、延時程序、顯示子程序和串行口中斷程序。用AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154芯片和4個16×16LED點陣顯示器構成一個完整的16位點陣LED顯示系統。5.1.2 程序流程圖
程序主要由開始、初始化、主程序、字庫組成。其中主程序和子程序的流程圖如圖5.1所示。
圖5.1 單片機漢字顯示程序流程圖
5.2 各模塊程序設計 5.2.1 系統初始化 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH LJMP TIME0 ORG 0030H START:MOV R1,#00H MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R4,#00H MOV R5,#00H 5.2.2 LED動態顯示
顯示要求漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個個的出現。設計時可采用如下方法：首先將LED顯示屏對應的顯示緩沖區全部清零，即 LED顯示空白，然后每間隔一個“軟定時器”設定的動態顯示時間，顯示緩沖區依次加入一個漢字點陣數據并進行掃描顯示，這樣就可達到動態顯示的效果。實現LED從左向右移動顯示程序： TIME0:INC R5 CJNE R5,#3,NEXT MOV R5,#0 INC DPTR INC DPTR INC R1 CJNE R1,#144,NEXT MOV R1,#0 MOV DPTR,#TAB NEXT: MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H RETI 5.2.3 漢字顯示的原理
我們以中文宋體字庫為例，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幅圖像。事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內的任何圖形。LED點陣漢字顯示程序： MAIN: MOV P1,R2 MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A INC R3 MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A INC R3 MOV P3,R4 LCALL DELAY1MS INC R2 CJNE R2,#16,MAIN MOV R2,#0 INC R4 CJNE R4,#3,MAIN MOV R3,#0 MOV R4,#0 LJMP MAIN
6系統功能測試
6.1 單元模塊電路測試
在proteus仿真軟件中運行測試AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154等芯片和LED顯示器均能正常運行并完整的顯示出了我所要的效果。所以各個模塊功能正常。6.2 系統整體功能測試
在仿真軟件proteus中運行測試系統整體功能，一切正常。實現了漢字的左移滾動顯示，完整的顯示出了“陜西理工學院”浮動漢字。
圖6.1 單片機漢字顯示系統測試圖
總結
在本設計中我用簡短的匯編程序在LED顯示屏實現了漢字的左移滾動顯示。在設計中采用的芯片有AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154和4個16×16LED點陣顯示器。其特點：1.內容能從右向左浮動顯示。2.硬件結構簡單，應用廣泛。3.LED數碼管動態掃描顯示，工作效率高，價格低廉等。
通過本次(64×16位點陣LED)的設計，理論知識學習和實際設計的結合鍛煉了我的綜合運用所學的專業基礎知識解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設計手冊、設計規范以及電腦制圖等其他專業能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經驗得到了豐富。為后繼的學習和工作奠定的基礎。
致謝
在完成此設計過程中，我曾多次去找我的指導老師，李建忠老師，每次在遇到實驗中遇到困難或者程序看不懂的時候，我都去找李老師，不管上班下班時間，李老師每次都不厭其煩，不辭辛苦的給我細心講解指導，我才能在實驗室完成實驗，在寫論文過程中老師也給了我很大幫助，在此，我由衷的對李老師對我的指導和教育。
參考文獻
[1]李建忠編著.單片機原理及應用.西安：西安電子科技大學出版社，2002 [2]李群芳，肖看編著.單片機原理、接口及應用.北京：清華大學出版社，2005 [3]于海生編著.微型計算機控制技術.北京：清華大學出版社，2008 [4]戴梅萼，史嘉權編著.微型計算機技術及應用(第3版).北京：清華大學出版社，2008 [5]江曉安，董秀峰編著.數字電子技術(第二版).西安：西安電子科技大學出版社，2005
附錄
附錄：源程序代碼 ORG 0000H;初始化
AJMP START
ORG 000BH
LJMP TIME0
ORG 0030H START:MOV R1,#00H
MOV R2,#00H
MOV R3,#00H
MOV R4,#00H
MOV R5,#00H
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
MOV IE,#82H
SETB TR0
MOV DPTR,#TAB;================ MAIN: MOV P1,R2;單片機輸出
MOV A,R3
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
INC R3
MOV A,R3
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
INC R3
MOV P3,R4
LCALL DELAY1MS
INC R2
CJNE R2,#16,MAIN
MOV R2,#0
INC R4
CJNE R4,#4,MAIN
MOV R3,#0
MOV R4,#0
LJMP MAIN;=============== TIME0:INC R5;移動顯示
CJNE R5,#3,NEXT
MOV R5,#0
INC DPTR
INC DPTR
INC R1
CJNE R1,#144,NEXT
MOV R1,#0
MOV DPTR,#TAB NEXT: MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
RETI;================ DELAY1MS:MOV R7,#2;延時 DEL: MOV R6,#250
DJNZ R6,$
DJNZ R7,DEL
RET;================ TAB:;DB 000H,000H,01FH,0FCH,010H,000H,025H,000H,03BH,004H,000H,048H,00AH,050H,009H,060H;陜
;DB 07FH,0C0H,010H,0A0H,012H,090H,014H,088H,000H,08CH,000H,004H,000H,004H,000H,000H
DB 00H,00H,7FH,0FFH,44H,20H,5AH,10H,61H,0E1H,10H,82H,14H,84H,12H,88H
DB 10H,0B0H,0FFH,0C0H,10H,0B0H,12H,88H,34H,86H,11H,83H,00H,82H,00H,00H
DB 000H,000H,003H,000H,002H,0F8H,022H,010H,022H,050H,03FH,090H,022H,010H,022H,010H
DB 07FH,090H,044H,090H,044H,090H,004H,00CH,004H,030H,007H,0C0H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,010H,011H,010H,011H,020H,01FH,0E0H,022H,048H,000H,048H,038H,008H,027H,048H
DB 025H,048H,03FH,0F0H,04AH,090H,042H,090H,07EH,010H,000H,010H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,000H,000H,010H,000H,010H,000H,010H,008H,010H,008H,010H,008H,010H,00FH,0E0H
DB 010H,020H,010H,020H,010H,020H,000H,020H,000H,020H,000H,020H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,000H,003H,020H,00EH,020H,044H,020H,024H,020H,005H,020H,04AH,024H,02AH,0C2H
DB 00BH,07CH,01AH,040H,0E8H,040H,008H,040H,00CH,040H,008H,000H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,000H,03FH,0FCH,022H,000H,02DH,004H,033H,008H,004H,010H,018H,0A0H,00AH,0C0H
DB 052H,080H,035H,0F8H,015H,004H,011H,004H,018H,004H,000H,038H,000H,000H,000H,000H
DB 02H,00H,02H,00H,42H,00H,33H,0FEH,00H,04H,02H,08H,02H,10H,02H,00H
DB 02H,00H,0FFH,0FFH,02H,00H,02H,00H,02H,00H,06H,00H,02H,00H,00H,00H
DB 10H,10H,20H,10H,0C0H,11H,5FH,0D2H,75H,7CH,55H,50H,55H,50H,35H,50H
DB 0D5H,50H,55H,50H,75H,7FH,5FH,0D0H,40H,10H,40H,30H,00H,10H,00H,00H
DB 08H,20H,08H,0C0H,0BH,00H,0FFH,0FFH,09H,01H,08H,82H,00H,04H,3FH,0F8H
DB 20H,00H,20H,00H,20H,00H,7FH,0FCH,20H,02H,00H,02H,00H,0EH,00H,00H
DB 24H,08H,24H,10H,24H,60H,25H,80H,7FH,0FFH,0C5H,00H,44H,80H,00H,40H
DB 24H,40H,12H,40H,00H,40H,0FFH,0FFH,00H,80H,01H,80H,00H,80H,00H,00H
DB 02H,20H,0CH,20H,88H,20H,69H,20H,09H,20H,09H,22H,89H,21H,69H,7EH
DB 09H,60H,09H,0A0H,19H,20H,28H,20H,0C8H,20H,0AH,60H,0CH,20H,00H,00H
DB 00H,10H,00H,10H,00H,10H,0FFH,10H,11H,10H,11H,10H,11H,10H,11H,10H
DB 11H,10H,11H,32H,11H,11H,11H,02H,33H,0FCH,11H,00H,00H,00H,00H,00H
DB 08H,20H,08H,22H,08H,41H,0FFH,0FEH,08H,80H,08H,01H,11H,81H,11H,62H
DB 11H,14H,0FFH,08H,11H,14H,11H,64H,31H,82H,10H,03H,00H,02H,00H,00H
DB 04H,08H,04H,08H,04H,10H,04H,20H,04H,40H,04H,80H,05H,00H,0FFH,0FFH
DB 05H,00H,44H,80H,24H,40H,34H,20H,04H,10H,0CH,18H,04H,10H,00H,00H
DB 49H,40H,4AH,51H,4CH,6AH,7FH,0C4H,4CH,4AH,8AH,71H,88H,42H,3FH,84H
DB 64H,98H,0A5H,0E0H,3EH,0BEH,24H,81H,24H,89H,7FH,81H,20H,07H,00H,00H
DB 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH,0E2H,02H,12H,22H,12H,22H,12H,22H
DB 12H,22H,0FFH,0FEH,12H,22H,12H,22H,32H,62H,16H,26H,02H,02H,00H,00H
DB 01H,40H,02H,40H,0EH,40H,0F3H,0FEH,12H,44H,12H,48H,09H,00H,11H,28H
DB 0F2H,0A8H,2AH,0A8H,25H,0FFH,2AH,0A8H,32H,0A8H,23H,28H,02H,00H,00H,00H
END
第四篇：LED點陣開題報告
畢業設計（論文）開題報告
題 目 基于單片機的
led點陣顯示系統的設計
二〇一二年十二月
開題報告填表說明 1.開題報告是畢業設計（論文）過程規范管理的重要環節，是培養學生嚴謹務實工作作風的重要手段，是學生進行畢業設計（論文）的工作方案，是學生進行畢業設計（論文）工作的依據。
2.學生選定畢業設計（論文）題目后，與指導教師進行充分討論協商，對題意進行較為深入的了解，基本確定工作過程思路，并根據課題要求查閱、收集文獻資料，進行畢業實習（社會調查、現場考察、實驗室試驗等），在此基礎上進行開題報告。3.課題的目的意義，應說明對某一學科發展的意義以及某些理論研究所帶來的經濟、社會效益等。
4.文獻綜述是開題報告的重要組成部分，是在廣泛查閱國內外有關文獻資料后，對與本人所承擔課題研究有關方面已取得的成就及尚存的問題進行簡要綜述，并提出自己對一些問題的看法。
5.研究的內容，要具體寫出在哪些方面開展研究，要突出重點，實事求是，所規定的內容經過努力在規定的時間內可以完成。6.在開始工作前，學生應在指導教師幫助下確定并熟悉研究方法。7.在研究過程中如要做社會調查、實驗或在計算機上進行工作，應詳細說明使用的儀器設備、耗材及使用的時間及數量。8.課題分階段進度計劃，應按研究內容分階段落實具體時間、地點、工作內容和階段成果等，以便于有計劃地開展工作。9.開題報告應在指導教師指導下進行填寫，指導教師不能包辦代替。10.開題報告要按學生所在系規定的方式進行報告，經系主任批準后方可進行下一步的研究（或設計）工作。篇二：led點陣顯示系統開題報告
電氣與信息學院
畢業設計（論文）開題報告
《基于單片機的led點陣顯示系統設計》開題報告
一、課題的目的和意義
1、研究目的（1）運用51系列單片機控制技術，編寫程序，通過程序控制led的顯示，使led顯示能夠固定，平移，左右跑馬，垂簾等多種顯示功能，達到熟練使用c51語言進行單片機編程的目的。
（2）以89c51單片機為主要芯片，通過與譯碼器芯片、行列驅動器件及周圍輔助電路的連接，形成硬件電路，并用dxp2004繪制出電路原理圖與pcb圖。通過設計，達到熟練使用dxp繪圖的目的，同時鍛煉動手能力，并對51系列單片機熟練應用。
2、研究意義 led是取自 light emitting diode 三個字的縮寫，中文譯為“發光二極管”，顧名思義發光二極管是一種可以將電能轉化為光能的電子器件具有二極管的特性。
八十年代以來出現了組合型ied點陣顯示器，以發光二極管為像素，它用高亮度發光二極管芯陣列組合后，環氧樹脂和塑模封裝而成。具有高亮度、功耗低、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點。點陣顯示器有單色和雙色兩類，可顯示紅，黃，綠，橙等。led點陣有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16、24×24、40×40等多種。目前，在大型商場、車站、碼頭、地鐵站以及各類辦事窗口等越來越多的場所需要用led點陣顯示圖形和漢字。led行業已成為一個快速發展的新興產業，市場空間巨大，前景廣闊。隨著信息產業的高速發展，led顯示作為信息傳播的一種重要手段，已廣泛應用于室內外需要進行服務內容和服務宗旨宣傳的公眾場所，例如戶內外公共場所廣告宣傳、機場車站旅客引導信息、公交車輛報站系統、證券與銀行信息顯示、餐館報價信息豆示、高速公路可變情報板、體育場館比賽轉播、樓宇燈飾、交通信號燈、景觀照明等。顯然，led顯示已成為城市亮化、現代化和信息化社會的一個重要標志。
二、文獻綜述
發光二極管是一種可以將電能轉化為光能的電子器件具有二極管的特性。目前不同的發光二極管可以發出從紅外到藍間不同波長的光線，目前發出紫色乃至紫外光的發光二極管也已經誕生。除此之外還有在藍光 led 上涂上熒光粉將
藍光轉化成白光的白光led。
制造led的材料不同，可以產生具有不同能量的光子，借此可以控制led所發出光的波長，也就是光譜或顏色。歷史上第一個led所使用的材料是砷(as)化鎵(ga),其正向pn結壓降(vf，可以理解為點亮或工作電壓)為1.424v，發出的光線為紅外光譜。另一種常用的led材料為磷(p)化鎵(ga)，其正向pn結壓降為2.261v，發出的光線為綠光。在實際使用中，led顯示屏這種主動發光體一般采用cd／平方米作為發光強度單位，并配合觀察角度為輔助參數，其等效于屏體表面的照度單位勒克司；將此數值與屏體有效顯示面積相乘，得到整個屏體的在最佳視角上的發光強度，假設屏體中每個像素的發光強度在相應空間內恒定，則此數值可被認為也是整個屏體的光通量。一般室外led顯示屏須達到4000cd／平方米以上的亮度才可在日光下有比較理想的顯示效果。普通室內led，最大亮度在700～2000 cd／平方米左右。當多個led較緊密規則排放，其發光球面相互疊加，導致整個發光平面發光強度分布比較均勻。在計算顯示屏發光強度時，需根據led視角和led的排放密度，將廠商提供的最大點發光強度值乘以30％～90％不等，作為單管平均發光強度。
常見的led點矩陣顯示器有5*
7、5*
8、8*8等3種陣型。高度有17.78mm、30.48mm,35.56mm,50.80mm,60mm,42mm等多種。尺寸有小到只有0.7英寸的757，也有大到4英寸的4085，最常見的是約2英寸的2057、2058及2088品種。其中5*7陣型主要用于西文顯示，5*8陣型用于中西文顯示，8*8陣型主要用于中文顯示，也可用于西文顯示，這幾種陣型都可顯示圖形。l ed 已經有近30 年的歷史, 廣泛應用于指示燈, 大屏幕顯示等, 1996 年l ed 在全世界的銷售額已達幾十億美元。由于l ed 具有使用壽命長, 能經受較強的沖擊和震動, 可靠性高、工作電流小, 可與數字電路兼容等許多優點, 一直受到研究開發人員的重視。l ed 大屏幕電子顯示屏在國內外已被普遍采用。同其它顯示媒體相比, 它具有顯示內容豐富、動態范圍廣、畫面生動、無污染、壽命長、亮度高、效果好等顯著優點, 是目前性能價格比最高的顯示媒體。
三、研究（設計）內容和擬解決的關鍵問題
1、研究內容
（1）研究單片機i/o接口的擴展與led的行列驅動方式。
（2）以89c51芯片為主體，與行列驅動芯片、譯碼器及其它外圍電路結合進行電路圖設計與pcb圖繪制。
（3）研究led點陣顯示的原理，并用c51語言進行軟件編程。
（4）通信電路的設置。（5）在線調試仿真，以達到所需結果。
2、研究途徑
收集資料和文獻，系統學習led點陣顯示系統的原理，根據設計要求進行軟件編程，并進行程序調試，仿真。設計以89c51單片機為主芯片、以rs-232作為通信設備，以74hc595做為列驅動，用三極管2n5401來作為行驅動和一片8*8led點陣顯示屏來設計電路原理圖和pcb。
3、技術路線
（1）首先要了解led點矩陣的結構、種類及用途，并知道led的內部結構及工作方式，最主要的是其行列驅動。
（2）選擇合適的行列驅動芯片。（3）選擇8位高性能單片機89c51為核心控制器控制led的顯示，并設計單片機硬件和軟件系統。硬件設計采用dxp2004制作原理圖和印刷電路板，軟件設計計劃采用89c51匯編語言編程，以有效提高軟件開發和維護效率。
（4）進行在線調試與仿真，使其實現led能夠固定，平移，左右跑馬，垂簾等多種顯示功能。
4、擬解決的關鍵問題
（1）led點陣顯示系統的硬件設計： l e d 點陣顯示系統由計算機、行列驅動電路、控制電路和led點陣顯示電路構成。這是完成硬件設計所必需的。在硬件設計中，最重要的是如何選擇好需要的芯片，使電路達到最佳效果且成本最低。
（2）led點陣顯示的原理及軟件設計：本次設計的點陣led顯示系統以單片機89c 5l為基礎，加以外圍電路，實現led顯示固定、平移、左右跑馬、垂簾等多種功能。在編程過程中，最重要的是明白led點陣顯示的原理與單片機的通信原理，理清編程思路。
四、研究（設計）方案與進度計劃安排
1、研究（設計）方案：(1)主控制器的選擇方案
方案一：采用通用的51單片機at89c51作為主控制器，at89c51是一種帶4k字節閃爍可編程可擦除只讀存儲器（fperom—falsh programmable and erasable read only memory）的低電壓，高性能cmos8位微處理器。at89c2051是一種帶2k字節 閃爍可編程可擦除只讀存儲器的單片機。單片機的可擦除只讀存儲器可以反復擦除100次。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容，且價格低廉。
方案二：采用pic系列的pic17cxx單片機，其特點是速度快，所以適用于高速數字運算的應用場合中，加之它具備一個指令周期內(160ns)可以完成8×8(位)二進制乘法運算能力，所以可取代某些dsp產品。再有pic17cxx單片機具有豐富的i/o控制功能，并可外接擴展eprom和ram，使它成為目前8位單片機中性能最高的機種之一。所以很適用于高、中檔的電子設備中使用。
但在該設計中，所需存儲數據和運算速度都沒有太高要求，因此選用方案一。
（2）顯示驅動器件的選擇
方案一：采用74hc595作為列驅動，74hc595是硅結構的cmos器件，兼容低電壓ttl電路，遵守jedec標準。74hc595是具有8位移位寄存器和一個存儲器，三態輸出功能。移位寄存器和存儲器是分別的時鐘。8位串行輸入/輸出或者并行輸出移位寄存器，具有高阻關斷狀態。這使列數據的準備和列數據的顯示可以同時進行。十分適合本設計。
方案二：采用74ls154與16個三極管來做驅動。74ls154是一個4-16譯碼器，它需要單片機的四個i/o口來控制，且自身不能完成驅動，需三極管來完成驅動部分。使用74ls154不僅浪費i/o口，而且使電路變得復雜，因此，應選擇方案一。
2、進度計劃安排
五、預期結果和創新成果 led顯示能夠固定，平移，左右跑馬，垂簾等多種顯示功能，并能夠保證長時間的顯示。設計開始采用16*16的led點陣屏，在此基礎上進行擴展，擴大點陣顯示屏，使顯示屏可動態滾動顯示多個字符或圖案。篇三：基于單片機的led點陣顯示屏的合計的開題報告
衡水學院
畢業設計開題報告
題目:基于單片機的led點陣顯示屏的設計
學生姓名 : 肖霄
系 別 : 物理與電子信息系 專 業 : 電子信息工程
年 級 : 2008級
學 號 : 200840513043 指導教師 : 郭海麗
衡水學院教務處印制
畢業設計開題篇四：led點陣電子顯示屏開題報告
武漢工程大學郵電與信息工程學院2011屆畢業設計（論文）
開題報告
注：此表中的一、二、三項，由學生在教師的指導下填寫。
報告
第五篇：LED點陣屏報告
大作業報告
課程：單片機系統項目設計
題目：16X64LED點陣屏設計與制作
系 別
信息工程系
專 業
電子應用技術
學 號
123242****
學生姓名
lsxc曉
任課教師 完成日期 2014/6/22
目錄
1．設計內容及要求………………………………………………………………..3 2．設計方法…………………………………………………………………………..4 3．16X64LED點陣屏PCB板圖設計圖…………………………………………..5 4．顯示字符（漢字）程序設計……………………………………………….7 5．顯示漢字圖片…………………………………………………………………………..9 6．總結……………………………………………………………………..9
設計題目：16X64點陣屏設計與制作
設計一個16X64 LED點陣屏，并用所設計的LED點陣屏靜態或滾動顯示漢字。要求完成電路原圖、PCB板圖的設計及制作（工廠打板），器件焊接及電路調試、漢字顯示程序的編寫等工作。
2．1
8X8LED點陣的結構及顯示字符原理
利用PC上的8*8點陣漢字庫，提取后將點陣文件存入ROM，直接利用PC中漢字內碼作為單片機系統的編碼。并使用外部中斷和定時中斷，采用74LS373作為地址鎖存器。
LED陣列是將多個LED以矩陣方式排列成一個器件，其中各LED的引腳有規律的連接。我們以最常見的8×8單色LED點陣顯示器為例。8×8 LED的內部電路結構和外型規格
如圖1所示
圖1 8X8LED點陣的結構及顯示
2．2 16X16LED點陣的結構及顯示漢字原理
16×16的點陣顯示屏共有256個發光二極管（如圖2），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。
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，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。
圖2 16X16LED點陣的結構
2．3
16X64LED點陣設計
本系統采用AT89C51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。本系統場掃描驅動電路的設計可用串人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出的移位寄存器，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．使串人數據并行輸出。
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中移人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。
我們來分析一下16*16點陣行控線，列控線。級聯方法：如圖四個點陣。把00，01相同的行線相連接。把10，11相同的行線相連接。把00，10相同的列線相連接。把，11相同的列線相連接。最后，00，01的列就作為16x16點陣的列控線。00，10的行就作為16x16 點陣的行控線。同理：16*64的點陣也是一樣的，將同一行的所有行連在一起，同一列的所有列連在一起！（我們這次點陣用的是共陽型點陣，即行接陽極）
圖3 LED顯示屏接線圖 74HC595介紹：
74HC595 是一款漏極開路輸出的CMOS 移位寄存器，輸出端口為可控的三態輸出 端，亦能串行輸出控制下一級級聯芯片。10 腳 SCLR 移位寄存器清零端 直接接地,11 腳 SCK 數據輸入時鐘線 ,12 腳 RCK 輸出存儲器鎖存時鐘線,13 腳 OE 輸出使能,低電平為輸出有效,14腳SI數據線,串行輸入數據，亦能串行輸出數據到下一級級聯芯片。
ME4953介紹：
LED點陣顯示屏驅動，當每一顯示行需要的電流是比較大時，要使用行驅動管，每片4953內部有兩個行驅動管，可以驅動2個顯示行。其內部是兩個CMOS管，1、3腳VCC，2、4腳控制腳，2腳控制7、8腳的輸出，4腳控制5、6腳的輸出，只有當2腳為“0”時，7、8才會輸出，否則輸出為高阻狀態（漏極開路），只有當4腳為“0”時，5、6才會輸出，否則輸出為高阻狀態（漏極開）。
3．16X64LED點陣屏PCB板圖設計圖
圖4 16X64LED點陣屏PCB原理圖設計
圖5 16X64LED點陣屏PCB板圖
要考慮PCB 尺寸大小。PCB 尺寸過大時，印制線條長，阻抗增加，抗噪聲能力下降，成本也增加；過小，則散熱不好，且鄰近線條易受干擾。在確定PCB 尺寸后．再確定特殊元件的位置。最后，根據電路的功能單元，對電路的全部元器件進行布局。輸入輸出端用的導線應盡量避免相鄰平行。可以手動布線盡量手動布線。最好加線間地線，以免發生反饋藕合。數字、模擬元器件及其相應走線盡量遠離并限定在各自的布線區域內.。
4．顯示字符（漢字）程序設計
#include
#define uchar unsigned char #define uint unsigned int
uchar code tab1[]= {DB 00H,70H,7FH,80H,02H,10H,7FH,F8H,04H,00H,FFH,FEH,08H,10H,1FH,F8H，30H,10H,5FH,F0H,90H,10H,1FH,F0H,10H,10H,10H,10H,1FH,F0H,10H,10H};
uchar code tab2[]={DB 01H,10H,11H,10H,11H,10H,11H,10H,11H,14H,FFH,FEH,11H,10H,11H,10H，11H,10H,11H,10H,11H,F0H,11H,10H,10H,00H,10H,08H,1FH,FCH,00H,00H};
uchar code tab3[]= {DB 00H,10H,1FH,F8H,11H,10H,11H,10H,1FH,F0H,11H,10H,11H,10H,1FH,F0H，02H,80H,04H,60H,0CH,50H,34H,4EH,C4H,44H,04H,40H,08H,40H,10H,40H };
uchar code tab4[]={DB 10H,00H,10H,04H,17H,FEH,10H,20H,FCH,20H,10H,40H,30H,40H,38H,D0H，55H,48H,52H,46H,94H,42H,18H,40H,10H,40H,10H,40H,10H,40H,10H,40H };
uchar code hang[]={0x00,0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08,0x09,0x0a,0x0b,0x0c,0x0d,0X0e,0x0f};
sbit DS = P3^0;sbit SH = P3^1;sbit OE = P2^0;sbit ST = P2^1;
void CH595(uchar BT7,uchar BT6,uchar BT5,uchar BT4,uchar BT3,uchar BT2,uchar BT1,uchar BT0){ uchar i;for(i=0;i<8;i++){
DS = BT7 >>7;
BT7 <<= 1;
SH = 0;
SH = 1;
}
for(i=0;i<8;i++){
DS = BT6 >>7;
BT6 <<= 1;
SH = 0;
SH = 1;} for(i=0;i<8;i++){ DS = BT5 >>7;BT5 <<= 1;SH = 0;SH = 1;} for(i=0;i<8;i++){ DS = BT4 >>7;BT4 <<= 1;SH = 0;SH = 1;} for(i=0;i<8;i++){ DS = BT3 >>7;BT3 <<= 1;SH = 0;SH = 1;} for(i=0;i<8;i++){ DS = BT2 >>7;BT2 <<= 1;SH = 0;SH = 1;} for(i=0;i<8;i++){ DS = BT1 >>7;BT1 <<= 1;SH = 0;SH = 1;}
for(i=0;i<8;i++){
DS = BT0 >>7;
BT0 <<= 1;
SH = 0;
SH = 1;
}
//ST = 0;//ST = 1;}
void main(void){ uint i;CH595(0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff,0xff);while(1){
for(i=0;i<16;i++)
{
OE=0;
CH595(~tab4[2*i+1],~tab4[2*i],~tab3[2*i+1],~tab3[2*i],~tab2[2*i+1],~tab2[2*i],~tab1[2*i+1],~tab1[2*i]);
P1=hang[i];
ST=1;
ST=0;
OE=1;
} } }
5．顯示漢字圖片
圖6字幕顯示
6．總結：
本文設計的一個16ｘ64LED點陣漢字屏，能夠在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足，顯示文字穩定、清晰無串擾。文字顯示為靜止顯示方式。本系統具有硬件少，結構簡單，容易實現，性能穩定可靠，成本低等特點。
總結本文的研究工作，主要做了下面幾點較突出的工作。
一、通過查閱大量的相關資料，詳細了解了LED的發光原理和16X64點陣屏設計與制作原理，了解了LED的現狀和LED顯示屏與其它顯示屏相比較的優點，明確了研究目標。
二、熟練掌握了系統具體的硬件設計方案,硬件結構電路圖，語言程序設計與調試等方面的內容。加深了對C51芯片的理解和應用。
三、在此次課程設計中認識到還有好多知識缺少，以后我會繼續學習攻下難關。因此，通過查資料與動手操作，培養了我們獨立思考與主動學習的能力，在電子課程設計中，我們思考交流，將一個個難點攻克，對于原理及其工作過程都比較清楚而深刻。同時，鞏固了單片機的知識，收獲很大。
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