LED点阵书写显示屏

LED点阵显示屏的设计

宝华

摘要

本设计是基于16 ×16 点阵 LED 电子显示屏的设计。设计以

STC15w4k32s4 为核心，介绍了以它为控制系统的LED 点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。本设计主要模块组成：主控CPU模块、按键输入模块，光笔检测电路，LCD信息显示器，16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块。设计中16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块中，CPU输出信号先经74HC245进行锁存，再输出信号经由38译码器74HC138译码选通

APM4953驱动行，由移位寄存器74HC595作为列驱动，单片机控制系统程序采用C语言进行模块化编程，控制各显示点对应 LED 阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。文中详细介绍了 LED 点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强。

关键词： STC14w4k32s4单片机； LED ；点阵书写显示；动态显示； C语言。

第一章前言

1.1系统背景

1.1.1设计意义

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。

1．1.2 功能实现

（1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。

（2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s能划过并点亮20点LED。

（3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。

（4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。

（5）自定义显示字符。

1．2 系统概述

1.2.1 主控CPU的选择与比较

1、STM 32(STM32F103VCT6)：具有多功能定时器，低功耗，速度高，256KHz嵌入式闪存寄存器，稳定性强等特点，具有最高72MHz的CPU工作

频率和很强的控制和运算能力，能够实现点阵屏的高速扫描的一些复杂的控制和运算功能。但相比于STC89C58其功能实现复杂。

2、CPLD(EPM240T100C5)：具有丰富的I/O口、部逻辑和连线资源、运行速度快、能够显示大量的信息，但CPLD实现运算功能复杂，在该系统中，需要显示的信息量较少，但是控制和运算功能较多，用CPLD实现一些运算功能复杂。

3、STC15w1k32s4：CPU采用低成本、多功能的STC15W4K32S4单片机。STC15W4K32S4是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，置4KB EEPROM，MAX810复位电路，含可调节晶振电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。该单片机性价比很高，且相对容易控制，基本能够实现所需功能。

经比较，选择STC15w4k32s4作为主控芯片。

1.2.2光笔检测的选择与比较

1、光敏电阻：光谱响应围宽，体积小，但灵敏度低，响应速度慢，受温度影响大，很难确定点亮点坐标。

2、光敏二极管（2CU2B）：光电流小，响应时间短，使用于要求光电流与照度成线性关系或要求工作频率高的电路，但其灵敏度较低，光电流较小，不易判断所在处LED在点阵屏中的坐标。

3、光敏三极管（3DU35C）：光电流大，响应时间短，且其灵敏度非常高，易判断所在处LED在点阵屏中的坐标。

经比较，选择光敏三极管作为光笔检测敏感器件。

1.2.3 LCD显示屏的选择

考虑到有系统低功耗的要求，采用价格低廉的1602液晶作为显示。LCD功耗比较低，不需要循环扫描，且信息量大，能灵活多变的显示多种信息。

1.2.4 键盘输入模块的选择

键盘采用4×4标准矩阵键盘，用8个I/O口控制16个键，4个I/O 口接4行，另外4个接4列，通过行列扫描获得按键值。

1.2.5 16×16点阵屏模块的选择

由4块8×8单色LED点阵(红色)模块组合成16×16的LED点阵屏。用红外光电三极管自制光笔。在检测时依次点亮红色LED，当点亮到某个LED时，如果此时光笔放在该LED时，这时红外光电三极管的阻值会发生变化，通过相应的检测电路可以得出一个高低电平的变化，单片机检测到信号变化时就可以判断光笔的当前位置。

该方案简单易行，对光笔位置判断的灵敏度较高，抗外界干扰能力强。采用红色点阵和红外光电三极管能够有效地减少环境可见光对光笔中光电三极管的干扰。

第二章硬件电路设计

本设计主要模块组成：主控CPU 模块、按键输入模块，光笔检测电路，LCD 信息显示器，16 ×16 点阵 LED 点阵显示与驱动模块。使用具有价廉易购的STC15W4K32S4单片机编程控制，通过修改程序可方便实现系统升级。系统的框图结构如下：

图1 系统原理框图

系统主要部件包括8×8的LED 点阵屏、STC15W4K32S4单片机、方向可控的八路缓冲器74HC245、38译码器74HC138、P 沟道的增强型场效应管APM4953、移位寄存器74HC595、液晶显示器1602，双电压比较器LM393，光敏三极管3DU5C 。辅助元件包括电阻、电容、晶振、电源、按键等。

2．1 系统各器件简介

2.1.1 STC15W4K32S4单片机

STC15W4K32S4单片机是宏晶科技

推出的新一代高速/低功耗/超强抗干

扰的单片机，指令代码完全兼容传统

8051单片机，12时钟/机器周期和6

时钟/机器周期可以任意选择。 LCD 信息显示器

按键输入模块16×16点阵LED

显示与驱动模块

光笔检测电路主控CPU

模

块

图STC15W4K32S4引脚图

STC15W4K32S4引脚功能说明

VCC（40引脚）：电源电压

VSS（20引脚）：接地

P0端口（P0.0～P0.7，39～32引脚）：P0口是一个漏极开路的8位双向I/O口。作为输出端口，每个引脚能驱动8个TTL负载，对端口P0写入“1”时，可以作为高阻抗输入。在访问外部程序和数据存储器时，P0口也可以提供低8位地址和8位数据的复用总线。此时，P0口部上拉电阻有效。在Flash ROM编程时，P0端口接收指令字节；而在校验程序时，则输出指令字节。验证时，要求外接上拉电阻。

P1端口（P1.0～P1.7，1～8引脚）：P1口是一个带部上拉电阻的8位双向I/O口。P1的输出缓冲器可驱动（吸收或者输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过部的上拉电阻把端口拉到高电位，这是可用作输入口。P1口作输入口使用时，因为有部上拉电阻，那些被外部拉低的引脚会输出一个电流（）。

P2端口（P2.0～P2.7，21～28引脚）：P2口是一个带部上拉电阻的8位双向I/O端口。P2的输出缓冲器可以驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过部的上拉电阻把端口拉到高电平，这时可用作输入口。P2作为输入口使用时，因为有部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输出一个电流（）。在对Flash ROM编程和程序校验期间，P2也接收高位地址和一些控制信号。

P3端口（P3.0～P3.7，10～17引脚）：P3是一个带部上拉电阻的8位双向I/O端口。P3的输出缓冲器可驱动（吸收或输出电流方式）4个TTL输入。对端口写入1时，通过部的上拉电阻把端口拉到高电位，这时可用作输入口。P3做输入口使用时，因为有部的上拉电阻，那些被外部信号拉低的引脚会输入一个电流（）。

在对Flash ROM编程或程序校验时，P3还接收一些控制信号。

P3口除作为一般I/O口外，还有其他一些复用功能，如下表所示： P3口引脚复用功能

LED点阵书写显示屏设计方案

LED点阵书写显示屏设计方案第一章设计任务及要求 1.1、任务设计并制作一个基于32x32点阵LED模块的书写显示屏，其系统结构如图1所示。在控制器的管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态(如下图中光笔接触处的深色LED点已被点亮)，从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。图1.1 LED点阵书写显示屏系统结构示意图 1.2、要求 (1)在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值(左上角定为行列坐标原点)。 (2)在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s能划过并点亮40点LED。 (3)在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示(即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮)。 (4)在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。

第二章系统整体框架系统整体框架图如图一所示，分为控制模块、显示模块、光笔模块、LED点阵模块和辅助模块(包括键盘、数据存储等)。图2.1 系统整体框架图

第三章方案论证与比较 3.1、控制模块在数字信号处理中，常用的控制器有FPGA、DSP及嵌入式51单片机。 FPGA可以直接用硬件扫描、编码、解码、纠错，速度快、稳定性高，但其价格昂贵，很多的功能在本设计难以使用到。 DSP都有较快的数据处理速度，能实时地、快速地监测信号量的变化，但其受采样频率的限制，处理频率围有限。 AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案,具有硬件的设计十分简单，软件开发周期短等特点。考虑到价格、功耗及系统的要求，最终选用AT89S52单片机为控制系统。 3.2、光笔模块光笔设计的关键是选择合适的传感器件，只有具有很高的灵敏度和一定的响应时间的传感器才能完成系统的要求及功能。方案一：采用核心部件为光敏电阻制成的光笔检测系统。光敏电阻是将光能转换为电能的一种传感器件，它是构成光电式传感器的主要部件。光敏电阻结构简单、使用方便、价格便宜，但其响应时间长，不易检测。方案二：采用光敏二极管，与光敏电阻相比有较好的高频特性，具有较好的可靠性，功耗低，且同样价格低廉，使用方便。比较两种器件，系统设计中选用光敏二极管制作光笔模块。 3.3、LED点阵模块 LED点阵的显示方式有以下几种： 1)在LED点阵上贴上一层触摸屏，形成压膜式LED点阵。把触摸屏的信息通过微处理器处理来控制LED点阵显示。这种显示方式准确，反应速度快，光笔制作简单，但造价高。 2)用普通的LED点阵，在LED点阵的边上加上红外线传感接收器，构成32×32的

LED点阵显示屏实验报告解析

16?16点阵LED电子显示屏的设计摘要：文章介绍了基于单片机AT89C51的16?16点阵LED电子显示屏的设计。分别阐述了显示屏显示的基本原理，硬件设计、控制方法及其程序的实现。经过调试和分析，设计的结果能够实现对汉字的静态和动态显示，动态显示的内容有多种方式，同时又可通过上位机更新显示的内容。关键字：AT89C51；16?16点阵；LED；显示屏一绪论 LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。并广泛的应用于公交汽车，码头，商店，学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传。LED显示屏经历了从单色，双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，自20世纪八十年代开始，LED显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教育、证券、广告宣传等各方面。 1 LED点阵显示屏概述 LED点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展示的广告信息烧写固化到EPROM芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。目前，国内的LED点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样较单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的EPROM芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用范围受到了限制。国内的另一种LED显示屏——可编程序型LED显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的LED显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用PC机通信技术控制LED显示屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点。 2 LED显示屏控制技术状况显示屏的控制系统包括输入接口电路、信号控制、转换和数字化处理电路及输出接口电路等，涉及的具体技术很多，其关键技术包括串行传输与并行传输技术、动态扫描与静态锁存技术、自动检测及远程控制技术等。

LED点阵书写显示屏资料大全

论文一第一章绪论 1.1课题来源本课题来源于全国大学生电子设计竞赛LED点阵书写显示屏，它是一种控制半导体发光二极管的显示装置，其主要功能是实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示。 1.2设计任务及要求设计并制作一个基于32×32点阵LED模块的书写显示屏，其系统结构如图1-1所示。在控制器的管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED 点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态，从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。图1-1 LED点阵书写显示屏系统结构示意图设计的最终要求是：在点亮功能下当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该LED；在划亮功能下当光笔快速划过时，能同步点亮划过的各LED，其速度要求2S内能划过并点亮40点LED；在反显功能下能对屏上显示的信息实现反向显示；在屏幕擦除功能下能实现对屏上所显示信息整屏擦除；在笔画擦除功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画；在连写多字功能下，能结合自选的擦除方式，在30S内以划亮方式写出四个汉字且存入机内；在对象拖移功能下，能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移，先用光笔以划亮方式在屏上圈定欲拖移显示对象，再用光笔将该对象拖移到屏上另一位置；当光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度；当光笔连续未接触屏面的时间超过1-5MIN

时，自动关闭屏上显示，并使系统进入休眠模式。

H题--LED点阵书写显示屏——【全国大学生电子设计大赛】

2009年全国大学生电子设计竞赛试题参赛注意事项（1）2009年9月2日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题；高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。（3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。（4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。（5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。（6）2009年9月5日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 LED点阵书写显示屏（H题）【高职高专组】一、任务设计并制作一个基于32×32点阵LED模块的书写显示屏，其系统结构如图1所示。在控制器的管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态（如图1中光笔接触处的深色LED点已被点亮），从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。 1

1 图1 LED 点阵书写显示屏系统结构示意图二、要求 1．基本要求（1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED 时，能即时点亮该点LED ，并在控制器上同步显示该点LED 的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。（2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED ，其速度要求2s 内能划过并点亮40点LED 。（3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。（4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。 2．发挥部分（1）在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画。（2）在“连写多字”功能下，能结合自选的擦除方式，在30s 内在屏上以“划亮”控制器 32×32 LED 点阵模块光笔

EDA(LED点阵显示屏控制系统设计)

《EDA技术与应用》课程设计报告题目： LED点阵显示屏控制系统设计院（系）：机电与自动化学院专业班级：自动化学生姓名：学号： 2014 指导教师： 2017年6月 19日至2017年 6 月23 日 *******

《EDA技术及应用》课程设计任务书

摘要：我国经济正处于发展的高峰期，也需要广大的公共场合信息公示平台，而利用LED点阵滚动显示正好符合情况，且这种方式已经成为信息传递的一种重要手段。因此，在日常生活中，点阵随处可见。通过多种控制手段，点阵还可以实现各种文字甚至图案的动态显示。在不同的应用场合，点阵的设计要求也是不同的。传统思路一般是应用单片机实现点阵控制，但该方法有一定的局限性。该次课程设计主要研究利用VHDL语言编程来设计汉字的显示。首先描述相应的设计电路；然后叙述在16*16矩阵显示汉字的原理；最后给出描述功能的VHDL设计语言。并通过编程、调试、仿真、下载正确实现汉字滚动、扫描显示结果。关键词： LED点阵；FPGA；VHDL语言；汉字滚动显示。

目录 1．实验要求及总体方案 (1) 1.1 实验要求 (1) 1.2 扫描显示 (1) 1.3 滚动显示 (1) 2．LED点阵显示原理 (1) 2.1 LED点阵原理 (1) 2.2汉字取模 (2) 3．扫描显示 (3) 3.1 设计基本原理 (3) 3.2计数器设计 (3) 3.3 列驱动设计 (4) 3.4 行驱动设计 (4) 4.仿真图原理图及实物图 (4) 4.1仿真图 (4) 4.2原理图 (5) 4.3实物图 (6) 5.程序 (7) 参考文献： (10)

LED点阵手写显示屏

LED点阵书写显示屏所在院系：电气与控制工程学院作者：李向杰、刘赟超、符祝辉日期：2015年07月25日

摘要本系统以MSP40F149为核心，设计并制作了一个基于32×32LED点阵显示模块书写显示屏。该点阵可以实现扫描微亮及显示点亮两种工作方式，在扫描微亮的状态下，通过自制光电笔扫描和按键切换可实现“点亮、划亮、擦除、反显”等书写功能和“显示点亮坐标”等显示功能。硬件设计方案使用74H595来驱动LED点阵显示，通过1602液晶来显示坐标。作品技术要求不高但对扫描速度和硬件系统的搭建有较高的要求。关键词：MSP430F149；74H595；光电三极管；LED点阵

1 系统方案设计 1.1 系统总方案设计整个系统由MSP430F149微控制器作为系统的核心控制芯片，32*32LED点阵起到了各种形式显示的作用，通过光电三极管和LM293比较器构成光电检测电路，1602液晶显示在进行点扫描时对点坐标的显示、光敏电阻感光电路的模块组成。系统结构如图1-1所示。图 1-1 系统结构图 2 系统方案论证 2.1主控制器选择论证方案一：STC89C51单片机是8位单片机。其指令是采用的称为“cisc”的复杂指令集，共具有111条指令。其电源电压为5伏，有两种低功耗模式，待机方式和掉电方式。正常情况下消耗的电流为24mA,在待机状态下其耗电电流仍为3mA，为了保存RAM中的数据，还需提供约50mA的电流。再者，虽然其具有不少开发工具，但如何在线编程还是一很大问题。方案二：CPLD(EPM240T100C5)：具有丰富的I/O口、内部逻辑和连线资源、运行速度快、能够显示大量的信息，但CPLD实现运算功能复杂，在该系统中，需要显示的信息量较少，但是控制和运算功能较多，用CPLD实现一些运算功能复杂。方案三：MSP430系列的单片机电源电压采用1,8-3.6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅0.1uA，IO口漏电流最大仅为50nA。另外，其采用矢量中断，支持十多个中断源，并可以任意嵌套。独特的时钟系统设计使其具有5种低功耗模式可供选择。基于以上所述，我们选用MSP430F149型单片机。 2.2 光电检测笔选择论证

基于C8051的LED点阵书写显示屏设计

基于C8051的LED点阵书写显示屏设计本系统以高速单片机C8051F020片上系统为控制核心，设计方案采用了单片机的IO口控制4-16线译码器74HC154从而达到控制32×32LED点阵的行和列、光笔定位点阵的行与列的坐标、采用单片机的PWM波控制点阵的光亮度等等。实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、轮流显示英文字母和“电子设计”、两点划线、两点画圆、亮度调节、抗锯齿平滑处理等书写显示功能，并且通过按键可以实现不同功能之间的切换。标签：LED点阵；片上系统；74HC154；PWM波 1 引言随着科技的日益发展，用户对一些电子产品提出更高的需求。比如先前的点阵屏只能显示一些时钟和广告字符等信息，但是现在人们需要该类产品能够自己通过画笔写入信息，并一直显示在LED屏上，针对这一应用，我们设计了一款以高速单片机C8051F020为核心的LED点阵屏电路板，并且系统经过各项指标测试后完全满足系统设计要求。 2 系统总体方案设计本次设计的系统总体框架图如1图所示。根据设计要求，包括有主控电路模块，按键电路、LED32×32点阵模块、光笔电路。通过单片机选通相关的译码器，通过选通8550使之与2.5V电压导通。使点阵显示屏处于微亮状态，然后用光电笔进行光信号检测，这样就可以检测到光信号，并进行高亮，这就可以实现写状态。并且可以通过按键实现功能的切换，实现全亮，反显，擦除等等功能。 2.1 32×32 LED点阵的驱动控制电路：将两片74HC154串联使用，实现32×32 LED点阵的行驱动，这样就构成一个5-32译码器电路来进行行驱动，译码器输出的输出信号通过单片机的输出总线来控制。列的微亮扫描点亮也是采用两片74HC154串联的方式，我们采用四个片选分别对LED屏的亮度进行单独控制，设计的电路用快速三极管开关电路，分别采用2.8V电源和5V电源对微亮扫描以及点亮扫面来供电。设计采用的显示屏为1024个，显示方式为循环亮，因此我们在设计电路时取100R的限流电阻为了提高显示亮度。如图2所示为驱动电路。微亮扫描工作时流过的电流：（2.8-1.8）/100=10.00mA 点亮点阵工作状态下流过的电流：（5-1.8）/100=32.00mA 由计算可知，流过LED电流尽管较大，但在整个运行时间段内占空比很小，因此不会影响LED灯的正常使用。

第7题 LED点阵书写显示屏

青岛大学电工电子实验教学中心全国大学生电子设计竞赛 LED点阵书写显示屏 (H题) 殷凯李健李文超 2015年5月26日

LED点阵书写显示屏(H题) 摘要本设计基于16位超低功耗单片机MSP430G2553，使用74HC595串行驱动一块16×16的LED点阵屏，由单片机控制LED点阵屏逐行逐点进行扫描，通过光敏三极管构成的光笔将LED点阵屏上扫描产生的光信号转化为电信号，并将其送入单片机自带的ADC10模块进行模数转换，根据设定的阈值电压可以判断光笔的接触点坐标，并实现“点亮、擦除、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等功能，此外还可以使用上位机显示并控制LED点阵屏的运行状态，本设计具有功耗低、使用简单、可靠性高等特点。关键词 MSP430 LED点阵光敏三极管 74HC595 Abstract The design of ultra low power 16 bit microcontroller based on MSP430G2553, using the 74HC595 serial driver a 16 x 16 LED dot matrix screen, controlled by the microcontroller LED dot matrix screen line point by point scanning, a light pen through the phototransistor will have a scan LED dot matrix screen light signals into electrical signals, and sends it to ADC10 SCM module for analog-to-digital conversion, the threshold voltage can be judged according to the contact point of the light pen coordinate, and the realization of "light, erase, strike, anti significant, erase screen, erase, write more words, strokes object dragging" function, also can use the computer to display and control the running state of LED dot matrix screen, has the characteristics of low power consumption, high reliability, easy to use this design. Keywords MSP430 LED Dot Matrix Photosensitive Transistor 74HC595

基于单片机STC11F32的LED点阵书写显示屏的设计

2011年10月第22卷第5期照明工程学报 ZHAOMING GONGCHENG XUEBAO Oct．2011Vol.22No.5 基于单片机STC11F32的LED 点阵书写显示屏的设计王海燕高之圣徐江海（淮安信息职业技术学院，江苏淮安 223003）摘要：本系统以高速单片机STC11F32为核心，设计并制作了一个基于32?32点阵LED 书写显示屏。能够实现扫描微亮和显示点亮两种工作模式，通过自制光笔实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能，同时该显示屏还具有坐标显示，能够根据环境光强弱的变化，自动调节显示屏上的亮度，系统还具有休眠功能。关键词：STC11F32；LED 点阵；光笔 Design of LED Lattic Writing Display Screen Based on Chip Microcomputer STC11F32 Wang Haiyan Gao Zhisheng Xu Jianghai （Huaian College of Information Technology ，Jiangsu Huaian 223003） Abstract This system founded on STC11F32，designed and produced a 32?32lattice LED writing displays．It can realize two work modes of scanning WeiLiang and display with the light pen by “light ，scratched ，reverse ，completed erase ，stroke erase ，object drag ”and so on．This screen also shows the coordinate．It can adjust the screen brightness automatically according to the change of the environment light．Besides ，the system has the sleep mode． Key words ：STC11F32；LED Dot-Matrix ；lightpen 1引言 LED 点阵电子显示屏制作简单，安装方便，被广泛应用于各种公共场合，但是这种电子显示屏只能做单一的“显示”作用，显示内容的更改、擦除等功能的实现都要在上位机上实现。能否用LED 点阵显示屏实现“书写”功能，本文基于这一想法，设计并制作一个基于32?32点阵LED 模块的书写显示屏，基本结构如图1。主要采用STC11F32单片机为主控制器，通过图1 LED 点阵书写显示屏系统结构示意图自制光笔在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。

LED点阵书写显示屏解读

LED电点阵书写屏设计 LED点阵显示屏的设计陈宝华 20144053020 摘要本设计是基于16 ×16 点阵 LED 电子显示屏的设计。设计以STC15w4k32s4 为核心，介绍了以它为控制系统的LED 点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。本设计主要模块组成：主控CPU模块、按键输入模块，光笔检测电路，LCD信息显示器，16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块。设计中16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块中，CPU输出信号先经74HC245进行锁存，再输出信号经由38译码器74HC138译码选通 APM4953驱动行，由移位寄存器74HC595作为列驱动，单片机控制系统程序采用C语言进行模块化编程，控制各显示点对应 LED 阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。文中详细介绍了 LED 点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强。关键词： STC14w4k32s4单片机； LED ；点阵书写显示；动态显示； C语言。

第一章前言 1.1系统背景 1.1.1设计意义 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节目以及现场实况。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。本设计基于LED点阵的普通显示效果加上光笔检测模块，实现自由书写显示功能。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。 1．1.2 功能实现（1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。（2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s内能划过并点亮20点LED。（3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。（4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。（5）自定义显示字符。 1．2 系统概述 1.2.1 主控CPU的选择与比较 1、STM 32(STM32F103VCT6)：具有多功能定时器，低功耗，速度高，256KHz嵌入式闪存寄存器，稳定性强等特点，具有最高72MHz的CPU工作

LED点阵书写屏报告

. LED点阵书写屏参赛队号____________ 摘要本作品以STM32单片机为核心,设计制作LED点阵书写显示系统,作品通过按键进行功能切换,以光电三极管作为光笔感应器件,在STM32的控制下进行信号的采集以及处理,实现LED点阵屏包括点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字和对象拖移等功能。一、系统方案

1、方案论证与比较 1）控制器模块方案1：采用8位8051单片机，该类单片机技术成熟，编程操作简单，价格便宜。但由于系统用到了高精度A/D采样、实时时钟等部分，使外围电路变得复杂，并且该单片机的运行速度较慢，增加了执行难度，不利于程序的编写和系统的实现。方案2：采用STM32单片机作为核心控制，其自带16通道12位A/D，以及支持三种低功耗模式，可以在要求低功耗、短启动时间和多种唤醒事件之间达到最佳的平衡。主频可达72MHZ，且资源丰富、速度高、稳定性强，性价比高。降低了此系统地执行性难度。综上，根据此测量仪的要求选取方案2，且此系统所用I/O较少，所以选用48脚封装的STM32f103c8T6作为核心控制模块。 2）光笔模块方案1：采用光敏电阻。光敏电阻容易获得，价格便宜，性价比较高。但光敏电阻灵敏度低，其光电特性为非线性，常用光敏电阻响应速度慢，大约为60ms，延迟时间受入射光的光照强度影响。其参数不能满足本系统对光笔书写速度的要求。方案2：采用光电三极管。光电三极管的输出电流大、灵敏度高，而且光电三极管本身具有放大作用，速度够快，能将检测的信息及时反馈给主控机。且光电三级管对红光的敏感度强于自然光，经测试在自然光下对红光的检测无影响。综上，根据要求，光电三极管速度及其他性能更佳所以采用方案2。

(整理)LED点阵书写显示屏.

LED点阵显示屏的设计摘要本设计是基于16 ×16 点阵 LED 电子显示屏的设计。设计以STC89C52RC 为核心，介绍了以它为控制系统的LED 点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。本设计主要模块组成：主控CPU模块、按键输入模块，光笔检测电路，LCD信息显示器，16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块。设计中16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块中，CPU输出信号先经74HC245进行锁存，再输出信号经由38译码器74HC138译码选通APM4953驱动行，由移位寄存器74HC595作为列驱动，单片机控制系统程序采用C语言进行模块化编程，控制各显示点对应 LED 阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。文中详细介绍了 LED 点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强。关键词： STC89C52单片机； LED ；点阵书写显示；动态显示； C语言。一、技术指标 1.1设计意义

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节目以及现场实况。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。本设计基于LED点阵的普通显示效果加上光笔检测模块，实现自由书写显示功能。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。 1．2 功能实现（1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。（2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s内能划过并点亮20点LED。（3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。（4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。（5）自定义显示字符。二、方案论证 2.1 主控CPU的选择与比较 1、STM 32(STM32F103VCT6)：具有多功能定时器，低功耗，速度高，256KHz嵌入式闪存寄存器，稳定性强等特点，具有最高72MHz的CPU工作频率和很强的控制和运算能力，能够实现点阵屏的高速扫描的一些复杂的控制和运算功能。但相比于STC89C58其功能实现复杂。 2、CPLD(EPM240T100C5)：具有丰富的I/O口、内部逻辑和连线资源、运行速度快、能够显示大量的信息，但CPLD实现运算功能复杂，在该系统中，需要显示的信息量较少，但是控制和运算功能较多，用CPLD实现一些运算功能复杂。 3、STC89C52：CPU采用低成本、多功能的STC89C52单片机。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。该单片机性价比很高，且相对容易控制，基本能够实现所需功能。经比较，选择STC89C52作为主控芯片。 2.2 光笔检测的选择与比较 1、光敏电阻：光谱响应范围宽，体积小，但灵敏度低，响应速度慢，受温度影响大，很难确

LED点阵书写显示屏最终版

广东工业大学电子设计大赛 LED点阵书写屏序号：__23__ 第三届电子设计竞赛设计报告参赛题目LED点阵书写显示屏队长名称梁泽文 2010 年5 月20 日

目录摘要....................................................................................................................... - 3 -1、系统方案比较与选择......................................................................................... - 4 - 1.1 总体方案的比较与选择............................................................................ - 4 - 1.1.1 主控CPU的比较与选择................................................................. - 4 - 1.1.2光笔选取的比较与选择.................................................................. - 4 - 1.1.3人机交互模块.................................................................................. - 5 - 1.1.4电源电路模块.................................................................................. - 5 - 2、系统硬件设计..................................................................................................... - 6 - 2.1 光笔选取与参数设计................................................................................ - 6 - 2.2 屏亮自动调节设计.................................................................................... - 7 - 2.3 点阵屏驱动参数设计................................................................................ - 8 - 3、程序设计............................................................................................................. - 9 - 3.1程序设计总框架概述................................................................................. - 9 - 3.2获取坐标程序设计................................................................................... - 11 - 3.3点亮多点程序设计................................................................................... - 12 - 3.4逐点檫除程序设计................................................................................... - 12 - 3.5对象拖移程序设计................................................................................... - 12 - 3.6休眠模块程序设计................................................................................... - 13 - 4、测试方案与测试结果....................................................................................... - 14 - 4.1 划亮反显擦除拖移.................................................................................. - 14 - 4.2 屏亮自动调节.......................................................................................... - 14 - 4.3 定时关显示.............................................................................................. - 14 - 5、结论................................................................................................................... - 14 - 6、参考文献........................................................................................................... - 15 - 7、测试工具........................................................................................................... - 15 - 8、附录................................................................................................................... - 16 -

LED点阵书写显示屏要点教案资料

L E D点阵书写显示屏要点

LED点阵显示屏的设计陈宝华 20144053020 摘要本设计是基于16 ×16 点阵 LED 电子显示屏的设计。设计以 STC15w4k32s4 为核心，介绍了以它为控制系统的LED 点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。本设计主要模块组成：主控CPU模块、按键输入模块，光笔检测电路，LCD信息显示器，16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块。设计中16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块中，CPU 输出信号先经74HC245进行锁存，再输出信号经由38译码器74HC138译码选通APM4953驱动行，由移位寄存器74HC595作为列驱动，单片机控制系统程序采用C语言进行模块化编程，控制各显示点对应 LED 阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。文中详细介绍了 LED 点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强。关键词： STC14w4k32s4单片机； LED ；点阵书写显示；动态显示； C语言。

16×16点阵LED电子显示屏的设计

机器人创新设计课程设计报告书题目：16×16点阵LED电子显示屏的设计姓名：张津学号：1613010320 专业：国际经济与贸易

指导老师：于大泳设计时间：2017年3月管理学院目录 1. 引言 (3) 1.1 设计意义 (3) 1.2 系统功能要求 (3) 2. 方案设计 (4) 3. 硬件设计 (5)

4. 软件设计 (8) 5. 系统调试 (9) 6. 设计总结 (11) 7. 附录A.：源程序 (11) 8. 附录B.：作品实物照片 (16) 9. 参考文献 (17)

16×16点阵LED电子显示屏的设计 1.引言 1.1 设计意义目前广告牌具有显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的LED显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用PC机通信技术控制LED显示屏,则具有显示内容丰富,信息更换灵活等优点。 1.2 系统功能要求本设计是一16×16点阵LED电子显示屏的设计。整机以40脚单片机AT89C51为核心，通过该芯片控制列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，全屏能显示1个汉字。显示可以采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。开关控制显示“矿大电气五班”、“电子综合设计”的字幕。同时还要实现的功能：5V的电压输入，时钟电路的设置，复位电路的设置，单片机给74HC154芯片同时给E1和E2低电平，74LS154才能正常的工作。例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1，X0=0即可。应用时限流电阻可以放在X轴或Y，16*16LED点阵如图1.2.1所示。

#样题参考--LED点阵书写显示屏

LED 点阵书写显示屏的设计和制作【2007大专电子班毕业设计题1】一、任务设计并制作一个基于16×16点阵LED 模块的书写显示屏，其系统结构如图1所示。在控制器的管理下，LED 点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；当光笔触及LED 点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED 点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED 是否点亮至人眼可见的显示状态（如图1中光笔接触处的深色LED 点已被点亮），从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。图1 LED 点阵书写显示屏系统结构示意图二、要求 1．基本要求（1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED 时，能即时点亮该点LED ，并在控制器上同步显示该点LED 的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。（2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED ，其速度要求2s 内能划过并点亮40点LED 。（3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。（4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。 2．发挥部分（1）在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画。（2）在“连写多字”功能下，能结合自选的擦除方式，在30s 内在屏上以“划亮” 方式写出1个汉字且存入机内，写完后再将所存汉字在屏上逐个轮流显示。（3）在“对象拖移”功能下，能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移。先用光笔以“划亮”方式在屏上圈定欲拖移显示对象，再用光笔将该对象拖移到屏上另一位置。（4）当环境光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度。（5）当光笔连续未接触屏面的时间超过1～5min 时(此时间可由控制器设定)，能自动关闭屏上显示，并使整个系统进入休眠状态，此时系统工作电流应不大于5mA 。（6）其他。控制器 16×16 LED 点阵模块光笔