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1、 XXXXXXX毕 业 论 文作 者： XXXX 学 号： XXXXXXXX . 学 系： XXXXXXXXX . 专 业： XXXXXXXXXXXXXXX . 题 目： 基于单片机控制的LED点阵显示屏设计 指导者： XXXXX 讲师 2011 年 5 月 南 京word格式. 目 次 1 引言 11.1 广告屏的现状 11.2 设计任务 21.3 数学模型 21.4 方案论证 32 电路设计 62.1 电源电路 62.2 单片机系统 72.2.1 复位电路 82.3 驱动电路 82.3.1 移位寄存器74HC595 92.3.2 移位寄存器74HC164 103 系统软件设计 103.1
2、显示驱动程序 113.2 系统主程序 12结论 24致 25参考文献26毕 业 论 文 中 文 摘 要摘 要本文阐明用单片机控制单色显示屏的方法，对LED显示模块单元如何进行行列信号控制及信号传输的驱动问题进行了研究。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输出的专业电路可大大减少CPU的辅助时间，提高数据的发送速度。本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示2个16*16点阵图形，并能通过上位机软件修改显示容和显示效果等等。把图形码存储在空闲的单片机程序存储器空间。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。
3、本文从LED的显示原理入手，详细阐述了LED动态显示过程，以及硬件电路的设计.关键词 LED；单片机；显示屏；驱动；扫描毕 业 论 文 外 文 摘 要Title A LED Display System Control Base On MCU AbstractThis text clarifies to use a singlechip control monochrome manifestation to hold of method, show the mold piece how the unit carry on the row or column signal control and
4、 signal to deliver to the LED medium of drove a problem to research. Discussing a problem of singlechip in a control system how dose it processing the key data and sending out,result indicate adoption parallel communication, string data in line and synchronous the clock outputs appropriation electri
5、c circuit can reduce CPU assistant time consumedly, the exaltation data sends out speed.The LED display dynameic scan can show the way at the same time six 16*16 dot matrix chinese characters, and pc software can modify the content and effect shows,and so on. IAP used in the application of programma
6、ble technology ,the characters within the code stored in the SCM free program memory space.so that the system can be enhanced scalability,for a number of display units of the cascade.This article from the start LED display principle,elaborated on LED display dynamic process,as well as hardware circu
7、it design,computing and software algorithms.Keywords; LED; Surface Mount Assembilies; Display; Driver; Scan1 引言 LED点阵电子显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体地大型显示屏系统，随着计算机及相关的微电子、光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒体。它以其色彩鲜艳，动态围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择，在短短的十年中迅速成长为平板显示的主流产品。由于LED电子显示方式图文并茂等特点，因此被广泛地应用于军事、车站
8、、宾馆、机场、邮局、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。11 广告屏的现状随着社会文化的不断发展，人们的消费标准不断改变，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，股市交易市场，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
9、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都比传统的霓虹灯广告有明显的优势，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基色的放光管的可以显示全彩色，显示方式变化多样（文字、图形、动画、视频、电视画面等）、亮度高，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省、成本低、亮度清晰度高、寿命长等优点
10、，而且LED显示屏以其受空间限制较小，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。它以其超大的画面、超宽视觉、灵活多变的显示方式等独具一格的优势，是目前国际上使用广泛得显示系统。12设计任务 设计一个用16*32点阵LED单色图文显示屏，要求在在目测条件下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。本文重点介绍了基于
11、单片机系统的单色LED显示屏的控制电路、驱动电路的设计方法，并针对一个16*32屏的显示特点，对其软件实现的算法给出了具体的分析。13点阵模型 对于点阵型LED显示可以采用共阳极或共阴极，本系统采用共阴极，其硬件电路如图1.1所示。当行上有一正选通信号时，列选端四位数据为1的发放二极管便导通点亮。这样只需要将图形或文字的显示编码作为列信号跟对应的行信号进行逐次扫描，就可以逐行点亮点阵。只要扫描速度大于24Hz，由于扫描时间很快，人眼的视觉有暂留效应，就可以看到显示是完整地图形或文字。 LED点阵显示器单块使用时，既可代替数码显示数字，也可显示各种中西文字及符号。如5*7点阵显示器用于显示西文字
12、母，5*8点阵显示器用于显示中西文，8*8点阵可以用于显示简单地中文文字，也可用于简单图形显示。用多块点阵显示组合则可构成大屏幕显示器，但这类使用装置常通过PC机控制驱动。14方案论证 从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示效果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。16*32的点阵共有512个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果我们采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，16*32的点阵需要64个锁存器。这个数字很庞大，而且成本很昂贵，我们仅仅是16*32的8个点阵，在实际应用中
13、的显示屏往往要大得多，这样的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的同名列共用一套列驱动器。具体就是16*32的点阵来说，把所有同一列的发光管的阴极连在一起，再去驱动这一列LED，每一列先送出对应第一行发光管对应的数据并锁存，再选通第1行使其点亮一定的时间，然后熄灭；在送出第二行的数据并锁存，再选通第2行使其点亮相同的时间，然后熄灭第8行之后，又重新点亮第1行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快，由于人眼的视觉暂留现象，就能看到显示屏上稳定的图形了。采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一个列驱动器。显示数据通常存储在单片机的程序存储器中，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行方式或串行方式。采用串行传输的方法，控制电路可以只用2
