基于AT89C51单片机的16x16LED点阵显示的课程设计报告.doc资源-CSDN文库

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单片机课程设计

16×16LED 点阵显示

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16×16LED 点阵显示的设计

[摘要]本设计使用 AT89C51 系列高速单片机作为主控制模块，利用简单的

外围电路来驱动 64×16 的点阵 LED 显示屏。利用 AT89C51 系列高速单片机本

身强大的功能，可以很方便的实现单片机与 PC 机间的数据传输与存储，并能利

用软件方便的进行显示容的多样变化，另一方面点阵显示屏广泛的应用于医院、

机场、银行等公共场所，所以本设计具有很强的现实应用性。

本 LED 显示屏能够以动态扫描的方式同时显示 4 个 16×16 点阵汉字，并能

通过上位机软件修改显示容和显示效果等等。把字符码存储在空闲的单片机程序

存储器空间，使本 LED 显示系统能掉电存储 1024 个字符。设计中采用了 SPI

接口的 GB2312 标准字库，支持所有的国标字符和 ASCII 标准字符的显示。因

为采用串行传输方式，使本系统的可扩展性得到提升，便于多个显示单元的级联。

本文从 LED 的显示原理入手，详细阐述了 LED 动态显示的过程，以与硬件

电路的设计、计算和软件的算法。

[关键词]LED 动态显示 AT89C51 点阵汉子显示仿真

引言

LED 显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、

图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。图文显示屏

可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控

制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可

显示二维、三维动画、录像、电视、VCD 节目以与现场实况。LED 显示屏显示

画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、

商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它

公共场所。

它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱

动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。当今社会在飞速发展无疑能源、健康、空

间的利用，成了人们着重关注的对象。而在这个信息传递极速的社会，LED 的

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ｘ16 的点阵需要 256/8=32 个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是 16ｘ16

的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是一

个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另

外一种称为动态扫描的显示方法。

动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现

多行（比如 16 行）的同名列共用一套驱动器。具体就 16ｘ16 的点阵来说，把

所有同 1 行的发光管的阳极连在一起，把所有同 1 列的发光管的阴极连在一起

（共阳极的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第 1

行使其燃亮一定时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第 2 行

使其燃亮一样的时间，然后熄灭；以此类推，第 16 行之后，又重新燃亮第 1 行，

反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒 24 次以上），由于人眼的视觉暂留

现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。

采用扫描方式进行显示时，每一行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个

驱动器。显示数据通常存储在单片机的存储器中，按 8 位一个字节的形式顺序排

放。显示时要把一行中各列的数据都传送到相应的列驱动器上去，这就存在一个

显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并列方式或串

行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的

硬件数目多。当列数很多时，并列传输的方案是不可取的。

采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传

往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但是，串行传输过程较长，数据按

顺序一位一位地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都以传输到位之后，这

一行的各列才能并行地进行显示。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数

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