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基于51单片机的LED点阵显示屏系统设计
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2012-11-07
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学术论文,基于单面机的LED点阵显示屏的设计与实现的论文,分属于论文案例
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基于 51 单片机的 LED 点阵屏的设计与实现
摘 要
本文主要阐述了用 51 单片机控制单色 32*64 的 LED 点阵屏显示的方法,
对 LED 点阵屏如何进行行列信号控制及信号传输中的驱动问题进行了研究,并
讨论了单片机控制系统中关键的数据处理以及发送问题。结果表明采用并行数
据输入、串行数据及同步时钟传输的专用电路可大大减少 CPU 的辅助时间,提
高了数据的发送速度。并给出了通过软件控制点阵屏显示的几种方式,如静态
显示,分屏显示以及左移显示,对其软件的算法给出了具体分析。基于各种算
法我们就可以灵活的运用软件实现各种显示,并将其用于商业用途。
关键词
LED 点阵屏;单片机;驱动;扫描
The Design and Realization of LED Lattice Screen
Based On MCU-51
Abstract
This article mainly elaborates the method of using MCU-51 to control single color
32*64 LED lattice screen display, and researching how to carry on the ranks signal
control and the question of signal actuation with the LED lattice screen, and discusses
the essential data processing and the transmission question in the monolithic
integrated circuit control system. The result indicates that CPU non-cutting time can
be reduced greatly by using the allocated-use circuit with parallel data input, serial
data and synchronism clock transmission, which has raised the data transmitting
speed. This system has given several ways to control lattice screen display via
software such as the static state display, divided screen display and left shift display,
which has given the concrete analysis of software's algorithm. We can realize all kinds
of display nimbly by using software based on each algorithm, and use it in the
commercial trade .
Key words
LED lattice screen;One-chip computer;Drive;Scan
前言
1
随着社会文化的不断发展,人们的消费标准不断提高,户外灯箱
广告更是扮演着越来越重要的宣传角色,不论是汽车站,火车站,
股票交易市场,还是学校都离不开它,然而传统的霓虹灯广告牌不
论是在显示效果、耗电量还是可修改性上都无法满足当前社会的需
求,传统的霓虹灯广告亟待改进。
由于单片机技术的不断发展和高亮度 LED 发光管的出现使得大
屏幕高亮度 LED 电子广告屏成为可能,与传统的霓虹灯广告在显示
效果以及可修改性上都有着无法比拟的优势,而且单片机的日益平
民化以及 LED 技术的不断创新,使得高亮度高清晰的 LED 点阵广
告牌与传统霓虹灯广告牌的成本日益接近。另外,SMT 技术的飞速
发展,开关电源的大规模使用,使其无论在体积上还是在可靠性上
都比传统的霓虹灯广告有明显的改进,为其在特殊领域的应用奠定
了基础。
这种新兴的大屏幕显示技术成为众人目光的焦点。与传统的显
示设备相比,首先,LED 显示屏色彩丰富,3 基色的发光管可以显
示全彩色,显示方式变化多样(文字、图形、动画、视频、电视画
面等),是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术
于一体的高技术产品,可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。
其次,LED 显示屏的像素采用 LED 发光二极管,将多个发光二极管
以序列的形式构成 LED 显示阵列,这种显示屏具有耗电低、成本低、
亮度和清晰度高、寿命长等优点,而且 LED 显示屏其受空间限制较
2
小,并可以根据用户要求设计屏的大小,具有全彩色效果,视角大,
是信息传播设施划时代的产品。再次,LED 显示屏应用广泛,金融
证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面,显示效果清晰稳定,
越来越多的地方开始使用 LED 电子显示屏,有巨大的社会效益和经
济效益。它以其超大画面、超宽视觉、灵活多变的显示方式等独居
一格的优势,成为目前国际上使用广泛的显示系统。
1 概述
1.1 设计任务
本设计主要任务是设计一个实用的 32*64 LED 点阵屏的图文显
示,要求在目测条件下 LED 显示屏各点亮度均匀、充足,可显示图
形和文字,显示图形或文字稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有
静止和移入移出等显示方式。本文还重点介绍了单片机对 LED 点阵
屏的控制电路,驱动电路的设计方法,并根据 LED 点阵屏的硬件特
点, 对其软件实现的算法给出了具体的分析。从而实现了显示的字
体能够进行向左移动。
1.2 点阵屏的内部结构及扫描原理
LED 点阵屏的内部结构可以分为共阴型和共阳型
[5]
两种类型,本
系统设计采用的是共阳型的 LED 点阵屏。 其硬件电路如(图 1.1)
所示,我们只选取了一个 8*8 的 LED 矩阵做模型,当行上有一正选
通信号时,列选端四位数据为 0 的发光二极管便导通点亮。根据这
个原理,当我们需要某图形或文字时,只需要将要显示的文字或图
3
形的编码作为列信号跟对应的行信号进行逐次扫描
[1]
,就可以逐行
点亮点阵。当扫描速度大于 24Hz,由于扫描时间很快,人眼的视觉
有暂留效应
[3]
,就可以看到显示的是完整的图形或文字,这样就达
到了显示的效果。
图 1.1 8*8 共阳极 LED 点阵
例如,若要图中所示 64 个 LED 显示一个“0”字的方框,则首先在
列 1~8 上写入列编码的信号,接着应将对应的行上加选通信号,即
在行、列的信号端分别加上如(图 1.2)所示数据,这样,假设显示
4
数字为“0”时:
1 2 3 4 5 6 7 8
● ● ●
● ●
● ●
● ●
● ●
● ●
● ● ●
00 00 3E 41 41 41 3E 00
图 1.2 在点阵上所加的行信号以及列选择信号
因 此 , 形 成 的 列 代 码 为
00H,00H,3EH,41H,41H,41H,3EH,00H;只要把这些代码
分别送到相应的列线上面,即可实现“0”的数字显示。
送显示代码过程如下所示:
送第一列线代码到 P3 端口,同时置第一行线为“0”,其它行线为
“1”,延时 2ms 左右;
送第二列线代码到 P3 端口,同时置第二行线为“0”,其它行线为
“1”,延时 2ms 左右;
如此下去,直到送完最后一列代码,又从头开始送。如此循环下
去,当刷新频率足够高时(大于 24Hz),由于人眼的视觉暂留特性
便可得到一个稳定的“0”字。这就简单的描叙了一下的点亮 LED 的扫
描原理。
1.3 方案论证
1.3.1 显示方法的论证
方案一:从理论上说,不论显示图形还是文字,只要控制与组成
5
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- lyk1255212013-10-16不错,可以参考。
lg098765
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