基于单片机的LED点阵显示控制的设计_韩团军

基于单片机的LED点阵显示控制的设计_韩团军
基于单片机的LED点阵显示控制的设计_韩团军

图1

4×4共阳极LED 点阵

Fig.14×4common anode LED dot -matrix

基于单片机的LED 点阵显示控制的设计

韩团军

(陕西理工学院陕西汉中723001)

摘要:LED 点阵显示屏具有运行可靠、安全、节能、成本低、使用方便等特点。本文讨论了基于单片机的LED 点阵显示控制系统设计所用的各种方法,制作出一个以单片机作为控制单元的点阵显示屏。设计采用动态扫描的显示方法,选取74LS154和74LS595芯片分别构成行、列驱动电路,单片机通过行、列驱动电路,可对点阵显示模块单元进行行列信号控制,达到控制点阵显示屏正常显示汉字、图片信息的设计要求。关键词:点阵LED ;单片机;显示控制;芯片中图分类号:TP399

文献标识码:A

文章编号:1674-6236(2011)05-0180-03

Design of LED dot -matrix display and control based on MCU

HAN Tuan -jun

(Shannxi University of Technology,Hanzhong 723001,China )

Abstract:LED dot -matrix displays screen has characteristics of operation reliably,safety ,energy conservation ,low cost and easy to use and so on.After discussing the method which is used in the design of LED dot -matrix display and control based on MCU,a LED display system base on MCU was made.The display method of dynamic scanning was adopted,and 74LS154and 74LS595were used respectively in line/list drive circuit.Through the line/list drive circuit,the MCU could control the line/list signal of dot -matrix display module which made dot -matrix display screen to meet the requirement of displaying Chinese characters,images information.

Key words:dot -matrix LED ;MCU ;display control ;chip

收稿日期:2010-08-28

稿件编号:201008068

基金项目:陕西理工学院教改项目(XJG0730)

作者简介:韩团军(1981—),男,陕西乾县人,助教。研究方向:自动控制原理。

由于单片机技术的不断发展以及高亮度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相比,LED 电子广告屏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[1]。另外,SMT 技术飞速发展,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优势,为其在特殊领域的应用奠定了基础。

1

设计原理与设计方案

1.1

设计原理

对于点阵型LED 显示可以采用共阴极或共阳极,本系统

采用共阳极,其硬件电路如图1所示。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。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

看到显示的是完整的图形或文字。本次设计要完成基于单片机的LED 点阵显示控制的设计,总体方案是以单片机为控制核心,通过行列驱动电路,在

LED 点阵屏上以静止、左移、右移等方式显示文字。在设计过

程中驱动电路运用动态扫描显示,动态扫描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)的同名列共用一套列驱动器。由于动态扫描显示(并行传输)的局限性,故采用动态扫描显示(串行传输),显示模式用

LED 点阵屏模块作显示屏。

电子设计工程

Electronic Design Engineering

第19卷Vol.19第5期No.52011年3月Mar.2011

-180-

图4

复位电路

Fig.4Reset circuit

韩团军

基于单片机的LED 点阵显示控制的设计

1.2

总体方案

本次设计单片机采用AT89C51,行电路使用逐行扫描的方式,列电路使用串入并出的数据传输方式,显示屏使用由

16×16的点阵LED 组成的点阵模块。使用到的芯片有传入并

出移位寄存器74LS595、4线-16线译码器74LS154和三极管

8550。总体设计框图如图2所示。

2系统硬件设计

硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱

动电路和行驱动电路以及LED 点阵阵列3部分,用到的芯片有单片机AT89C51,4线-16线译码器74LS154,带锁存功能的串入并出移位寄存器74LS595。

2.1单片机系统及外围电路

单片机采用AT89C51。系统采用12MHz 或更高频率的

晶振,以获得较高的刷新频率,使显示更稳定。单片价的串口与列驱动器相连,用来送显示数据。P1口低4位与行驱动器相连,送出行选信号,P1.5~P1.7口则用来发送控制信号。P0和P2口空闲,在必要时可以扩展系统的ROM 和RAM [2]。

2.2时钟脉冲电路

AT89C51的最高时钟脉冲频率已经达到24MHz ,它内

部已经具备了振荡电路,只要在AT89C51的两个引脚(即

19、18脚)连接到简单的石英振荡晶体的2个管脚即可,同

时晶体的2个管脚也要用30pF 的电容耦合到地,如图3所示。

2.3复位电路AT89C51的复位引脚(RESET )是第9脚,当此引脚连接

高电平超过2个机器周期时,即可产生复位的动作。以24MHz 的时钟脉冲为例,每个时钟脉冲为0.5μs ,两个机器周期为1μs ,因此,在第9脚上连接1个2μs 的高电平脉冲,即可产生复位动作。最简单的就是只有1个电阻跟1个电容就可构成可靠复位的电路,电阻一般选择10k Ω,电容一般选择10μF ,

如图4所示。

2.4

点阵显示驱动电路设计

由于题目要求不允许使用集成驱动电路,但不采取驱动

电路,显示屏不稳定、亮度不高,故采取分立元件三极管作驱动电路[3-4],驱动电路如图5所示。

3系统软件设计

显示屏软件的主要功能是向显示屏提供显示数据,并产

生各种控制信号,使屏幕按设计的要求显示。

根据软件分层次设计的原理,可把显示屏的软件系统分成两大层:第一层是底层的显示驱动程序,第二层是上层的系统应用程序。显示驱动程序负责向点阵屏传送特定组合的显示数据,并负责产生行扫描信号和其他控制信号,配合完成LED 显示屏的扫描显示工作。显示驱动程序由显示子程序实现;系统环境设置(初始化)由系统初始化程序完成;显示效果处理等工作,则由主程序通过调用子程序来实现[5-6]。

3.1显示驱动程序

显示驱动程序在进入中断后首先要对定时器T 0重新赋

初值,以保证显示屏刷新率的稳定。16行扫描格式的显示屏

刷新率(帧频)的计算公式如下:

刷新率=1×T 0溢出率=1×

f osc

(0)

其中:F 为晶振频率;T 为定时器T 0初值(工作在16位定时器模式)。

其次,显示驱动程序查询当前点亮的行号,从显示缓存区内读取下一行的显示数据,并通过串口发送给移位寄存器。

为消除在切换行显示数据时产生的拖尾现象,驱动程序先要关闭显示屏,即消隐,等显示数据输入输出锁存器后,再输出新的行号,重新打开显示。图6所示为显示驱动程序(显示屏扫描函数)流程图。

图2

总体设计框图

Fig.2Block diagram of overall design

图5

点阵显示驱动电路

Fig.5Drive circuit of the dot -matrix

图3

时钟脉冲电路

Fig.3Clock pulses circuit

-181-

《电子设计工程》2011年第5期

图8

Proteus 环境下的仿真电路图

Fig.8Artificial circuit in Proteus

图6

显示驱动程序流程图

Fig.6Flow chart of display driver circuit

3.2系统主程序

系统主程序开始以后,首先是对系统环境初始化,包括

设置串口、定时器、中断、端口。然后以“卷帘出”效果显示文字或图案,停留几秒钟,接着向上滚动显示汉字或图形,停留几秒后,再左移显示汉字或图形、右移显示等。最后以“卷帘入”效果隐去文字。图7所示为系统主程序的流程图。

4

软件仿真与硬件实现

4.1

软件仿真

本设计的核心单元是单片机AT89C51,所以选用单片机

仿真软件Proteus 7.0和Keil 对整体设计进行软件仿真。

运行Proteus 中的ISIS 模块对设计好的原理图进行布图,仿真电路如图8所示。

将完整的源程序Copy 到Keil 仿真开发环境里,运行调试。把编译好的源程序加载到仿真电路图中,运行程序,在点阵显示屏上按设计的显示效果依次以“卷帘入”、“左卷帘”、“右卷帘”、“卷帘出”显示结果正确[7]。

4.2硬件实现

软件仿真通过后,充分证明了方案的正确性与可行性。

按照设计方案进行硬件电路的搭建并进行调试。结果正确如下图9所示。

5结束语

本文通过设计基于单片机的LED 点阵显示控制的设计,

对LED 显示模块单元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。给出了硬件的原理以及连接的方法,软件的设计流程以及部分代码,并给出了完整的电路图,结果可以正常显示汉字、图片信息,并且可动态显示。参考文献:

[1]丁元杰.单片微机原理及应用[M].北京:机械工业出版社,

2005.

[2]诸昌钤.LED 显示屏系统原理与工程技术[M].成都:电子科

技大学出版社,2000.

[3]Microchip.PIC16F87X Data sheet[EB/OL].(2001).http://ww1.

https://www.360docs.net/doc/cc2818880.html,/downloads/en/DeviceDoc/30292c.pdf.[4]郑春来,韩团军,李鑫.编译软件Keil 在单片机课程教学中

的应用[J].高教论坛,2009(12):96-97.

ZHENG Chun -lai ,HAN Tuan -jun ,LI Xin.The applications of simulation software Keil in teaching process af MCU course[J].Higher Education Forum ,2009(12):96-97.[5]楼然苗,李光飞.51系列单片机设计实例[M].北京:北京航

空航天大学出版社,2003.

[6]李秀忠.基于单片机的LED 显示屏控制电路设计[J].现代电

子技术,2010,33(15):200-202.

LI Xiu -zhong.Design of LED display screen control circuit based on MCU [J].Modern Electronic Technique,2010,33(15):200-202.

[7]Mu 觡oz -Carpena R,Dukes M D ,LI Y,et al.Design and field

evaluation of a new controller for soil -water based irrigation [J].Applied Engineering in Agriculture,2008,24(2):183-191.

图7

系统主程序的流程图

Fig.7Flow chart of system main program

图9

硬件实物图

Fig.9Picture of hardware practicality

-182-

基于单片机的LED点阵显示

设计 题目 姓名 焦作大学机电 工程学院 中图分类号: 基于单片机的LED点阵显示 专业名称: 学生姓名: 导师姓名: 职称: 学号: 焦作大学机电工程学院 2012年12 月 毕业设计

中图分类号:密级: UDC:单位代码: 基于单片机的LED点阵显示 LED-based LCD display microcontroller design 姓名学制 专业研究方向 导师职称 提交日期答辩日期 焦作大学机电工程学院

焦作大学机电工程学院毕业设计摘要 摘要 单片机自70年代问世以来得到蓬勃发展,目前单片机功能正日渐完善:单片机集成越来越多资源,内部存储资源日益丰富,用户不需要扩充资源就可以完成项目开发,不仅是开发简单,产品小巧美观,同时抗干扰能力加强,系统也更加稳定,使得它更加适合工业控制领域,具有更加广阔的市场前景;提供在线编程能力,加速了产品的开发进程,为企业产品上市赢得宝贵时间。此外单片机具有性能高、速度快、体积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点。单片机的设计目标主要是增强“控制”能力,满足实时控制的需要。 本文的主要内容是掌握各种单片机的结构、接口、片上外设的特点,并用STC12C5410AD单片机的片上资源设计出适当的最小系统;并利用自行制作的单片机最小系统,完成一个简单应用(量程自动转换的电压表)的设计与软件及硬件设计制作,让读者掌握数字单片机最小系统的设计及单片机系统的应用方法。 关键字:单片机仿真器 LED点阵显示屏

Abstract MCU in modern life has been widely applied in the life of the very important position. It features becoming strong, involving various electronic applications. The work process for data collection, data processing and display, receiving terminals. Including specific control, display, A / D converter, level translation interface, such as personal computers. ADC0809 used to design 8-way data sampling, the use of MCS-51 microcontroller serial port to send and receive data. Show 8155, 75452, 7407 and in part by a LED digital display. Hardware design applications for electronic design automation tools, software design is modular programming method Key W ords: Single Chip Microcomputer Emulator LED dot matrix display

基于单片机控制的LED汉字显示

分类号 TP 单位代码 11395 密级公开学号 0605230 学生毕业设计(论文) 题目LED汉字显示 作者 院 (系) 能源工程学院 专业电气工程及自动化 指导教师 答辩日期2010年月日

毕业设计(论文)诚信责任书 本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文),是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计(论文)中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等,均已明确注明出处。尽我所知,除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。 本人毕业设计(论文)与资料若有不实,愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名: 年月日

LED汉字显示 摘要 目前,作为方便、快捷的信息显示方式,LED汉字显示的应用非常广泛。车站、银行、超市等大型公共场所的即时信息及广告的显示,无不应用LED汉字显示屏。在能源日渐危机以及信息日渐重要的今天,具有低耗能、频更新、易维护的LED汉字显示屏必将受到广泛的应用,其具有非常的发展前景。 本文从LED的发展及单片机的简单原理开始,深入的研究了基于AT89C51单片机16×16 LED汉字滚动显示屏的设计并运用Proteus软件的仿真和实现。主要介绍了LED汉字显示屏的硬件电路设计、汇编程序设计与调试、Proteus 软件仿真和实物制作等方面的内容,本显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易实现等优点。能帮助广大电子爱好者了解汉字的点阵显示原理,认识单片机的基本结构、工作原理及应用方法,并提高单片机知识技术的运用能力。 关键词:单片机 LED 点阵 Proteus仿真

单片机LED点阵显示方法与程序代码

单片机LED点阵显示方法与程序代码 点阵的接法有共阴和共阳两种(共阳指的是对每一行LED来讲是共阳)。 由于51单片机驱动能力有限,亮度不够,所以一般需要三极管驱动,下图为一个8X8点阵原理图,仅仅是仿真,如果需要接实物的话,加上三极管才足够亮。 显示的方法有两种: 1、逐列扫描方式。如下图所示,P1口输出列码决定哪一列能亮(相当于位码),P2口输出行码(列数据)决定列上哪些LED亮(相当于段码),能亮的列从左向右扫描完8列(相当于位码循环移位8次)即显示出一帧完整的图像。 2、逐行扫描方式,与逐列扫描调换,即P2口输出位码,P1口输出段码,扫描完8行显示出一帧图像。 以逐行扫描为例,从上图可以很明了的知道点阵的显示原理了(红色表示高电平,绿色表示低电平),当把扫描速度加快,人的视觉停留,看见的就是一幅图或一个字了,如下图所示。

一、行扫描静态显示, 用51单片机实现上图静态显示的程序如下: #include #define uchar unsigned char #define uint unsigned int uchar code TAB[]={0x81,0xFD,0xFD,0xC1,0xBF,0xBF,0xBD,0xC3}; uchar i,t; delay(uchar t) { while (t--) {;} } void main(void) { while(1) { P2=0x01; for(i=0;i<8;i++) { P1=TAB; delay(100); P2=P2<<1|P2>>7; } } } 二、行扫描翻页显示 字码取模方式为逐行 第一次从字码数组中取出第1~8个数据置于列上,行扫描顺序为1~8行,显示一帧,第二次取第9~16个数据,行扫描顺序仍为1~8行,显示第二帧,第三次取第17~24个数据,…… 实现图显示效果的程序如下:

基于51单片机的led点阵显示

项目名称:基于51单片机的LED点阵显示器 目录 一、项目介绍 (2) 1.1 项目背景 1.2 功能介绍 二、电路结构 (3) 三、实现模块 (5) 四、运行程序 (7) 一、项目介绍 1.1项目背景 当今世界,电子技术迅猛发展,点阵式显示器件作为现代信息显示的重要媒体,在金融证券、体育、机场、交通、商业、广告宣传、邮电电信、指挥调度、国防军事等许多领域中得到了广泛应用。因此点阵式显示器件的研制、生产也的到了迅速的发展,并逐步形成产业,成为光电子行业的新兴产业领域。目前,点阵式显示器件具体包括LED显示模块和LCD显示模块等。现在发展的LCD比较先进,LCD的优点较为明显,他体积小,容易控制,功能强,价格适宜,能够适应显示器的发展方向,因而在通信、家电、大屏幕投影等领域得到了越来越广泛的应用;随着社会经济的迅猛发展,工业生产逐渐实现了自动化,其中,设备的工

作状态和生产过程状态的显示与监控起到了非常重要的作用,对于那些需要显示的信息量不是很大,分辨率不是很高,又需要制造成本相对比较低的场合,使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的,他可以显示字符、数字、汉字和简单图形,可以根据需要使用不同字号、字型,显示亮度较高,并且对环境条件要求比较低。LED显示又可以分为单色显示和双色显示,可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合,并用单片机控制实现各种文字或图形的变化,达到宣传和提示的目的。 1.2功能介绍 2本次设计的用单片机控制的显示电路使用比较简单,操作方便。它主要是通过一个8×8点阵来显示图案,通过不同的按键来选择控制图案的种类及显示方式。在通电以后,显示屏全亮,随后进入逐字显示状态。按下复位键K1,系统自动复位,显示diligent,随后进入待命状态。按键1、2、3、4分别控制不同的图案。另外,我们可以通k5键来控制字符移动速度的快慢。 二、电路结构 单片机最小系统设计 2.2.1 各部分具体电路 1 单片机的时钟电路 AT89C52单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器,引线XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。单片机内部虽然有振荡电路,但要形成时钟,外部还需附加电路。AT89C52的时钟产生方式有两种:内部时钟电方式和外部时钟方式。由于外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中,所以此处选用内部时钟方式。 内部时钟方式:利用其内部的振荡电路在XTAL1和XTAL2引线上外接定时元件,内部振荡电路产生自激振荡。最常用的是在 XTAL1和XTAL2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器,如图2-1电路所示为单片机最常用的时钟振荡电路的接法,其中晶振可选用振荡频率为6MHz的石英晶体,电容器一般选择30PF左右。

单片机设计8X8LED点阵显示原理与编程技术

#i nclude unsigned char code taba[]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef,0xdf,0xbf,0x7f}; unsigned char code tabb[]={0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80}; void delay(void) { unsigned char i,j; for(i=10;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void delay1(void) { unsigned char i,j,k; for(k=10;k>0;k--) for(i=20;i>0;i--) for(j=248;j>0;j--); } void main(void) { unsigned char i,j; while(1) {

for(j=0;j<3;j++)//from left to right 3 time { for(i=0;i<8;i++) { P3=taba[i]; P1=0xff; delay1(); } } for(j=0;j<3;j++)//from right to left 3 time { for(i=0;i<8;i++) { P3=taba[7-i]; P1=0xff; delay1(); } } for(j=0;j<3;j++)//from top to bottom 3 time { for(i=0;i<8;i++) { P3=0x00; P1=tabb[7-i]; delay1(); } }

基于C51单片机的8×8 LED点阵屏汉字显示..

单片机课程设计报告 —8×8 LED点阵屏显示“大”字 第一章设计内容及要求 (3) 第二章总体设计 (3) 2.1 系统框图.........................................................3、4 2.2 设计步骤 (4) 第三章各部分电路设计 (4) 3. 1 复位电路………………………………………………4 、5 3.2时钟电路……………………………………………5、 6 3.3显示电路.........................................................6、7 3. 4大字取模 (7) 3.5 LED 引脚连接方式..........................................8、9 3.6总体电路 (9) 第四章程序设计 (9) 4.1软件流图......................................................9、10 4.2大字的模 (10) 4.2主程序......................................................10、11 4.3 C51单片机开发工具:keil 4 Proteus使用方法...11、16 第五章仿真结果 (16)

第六章总结与体会................................................17、18 第七章参考文献 (18) 附录程序清单……………………………………………19、20 基于C51单片机的8×8 LED点阵屏汉字显示 一设计要求 1、设计一个8*8点阵LED电子显示屏 2、要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足,可静态显示一个大字。 二总体方案设计 2.1系统框图 根据设计要求与设计方案,硬件电路的设计框图如图1所示。硬件电路结构由8个部分组成:时钟电路、复位电路、按键接口电路、电源电路、点阵显示阳极电路、点阵显示阴极电路和8*8点阵显示电路。

基于51单片机的led点阵显示

项目名称:基于51单片机的LED点阵显示器 目录 一、项目介绍 (2) 1.1 项目背景 1.2 功能介绍 二、电路结构 (3) 三、实现模块 (5) 四、运行程序 (7) 一、项目介绍 1.1项目背景 当今世界,电子技术迅猛发展,点阵式显示器件作为现代信息显示的重要媒体,在金融证券、体育、机场、交通、商业、广告宣传、邮电电信、指挥调度、国防军事等许多领域中得到了广泛应用。因此点阵式显示器件的研制、生产也的到了迅速的发展,并逐步形成产业,成为光电子行业的新兴产业领域。目前,点阵式显示器件具体包括LED显示模块和LCD显示模块等。现在发展的LCD比较先进,LCD的优点较为明显,他体积小,容易控制,功能强,价格适宜,能够适应显示器的发展方向,因而在通信、家电、大屏幕投影等领域得到了越来越广泛的应用;随着社会经济的迅猛发展,工业生产逐渐实现了自动化,其中,设备的工作状态和生产过程状态的显示与监控起到了非常重要的作用,对于那些需要显示

的信息量不是很大,分辨率不是很高,又需要制造成本相对比较低的场合,使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的,他可以显示字符、数字、汉字和简单图形,可以根据需要使用不同字号、字型,显示亮度较高,并且对环境条件要求比较低。LED显示又可以分为单色显示和双色显示,可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合,并用单片机控制实现各种文字或图形的变化,达到宣传和提示的目的。 1.2功能介绍 2本次设计的用单片机控制的显示电路使用比较简单,操作方便。它主要是通过一个8×8点阵来显示图案,通过不同的按键来选择控制图案的种类及显示方式。在通电以后,显示屏全亮,随后进入逐字显示状态。按下复位键K1,系统自动复位,显示diligent,随后进入待命状态。按键1、2、3、4分别控制不同的图案。另外,我们可以通k5键来控制字符移动速度的快慢。 二、电路结构 单片机最小系统设计 2.2.1 各部分具体电路 1 单片机的时钟电路 AT89C52单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器,引线XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。单片机内部虽然有振荡电路,但要形成时钟,外部还需附加电路。AT89C52的时钟产生方式有两种:内部时钟电方式和外部时钟方式。由于外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中,所以此处选用内部时钟方式。 内部时钟方式:利用其内部的振荡电路在XTAL1和XTAL2引线上外接定时元件,内部振荡电路产生自激振荡。最常用的是在 XTAL1和XTAL2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器,如图2-1电路所示为单片机最常用的时钟振荡电路的接法,其中晶振可选用振荡频率为6MHz的石英晶体,电容器一般选择30PF左右。

基于单片机的LED点阵显示课程设计

1 LED电子显示屏原理 1.1 L ED电子显示屏概述 LED电子显示屏(Light Emitting Diode Panel)是由几百--几十万个半导体发光二极管构成的像素点,按矩阵均匀排列组成。利用不同的半导体材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。 LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式,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。 LED显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏,均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形;而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。LED 显示屏因为其像素单元是主动发光的,具有亮度高,视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、 GAGGAGAGGAFFFFAFAF

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。 LED显示屏的发展前景极为广阔,目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、更高的发光密度、更高的发光均匀性,可靠性、全色化方向发展。 1.2 LED显示屏动态显示原理 LED点阵显示系统中各模块的显示方式:有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便,但硬件接线复杂,在实际应用中一般采用动态显示方式,动态显示采用扫描的方式工作,由峰值较大的窄脉冲电压驱动,从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通,同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号,反复循环以上操作,就可显示各种图形或文字信息。 点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式,这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将 GAGGAGAGGAFFFFAFAF

基于单片机的STC89C52的LED点阵显示屏系统的设计

目录i 摘要 本文介绍了一款以单片机STC89C52的LED点阵显示屏系统的设计。该系统可实现宋体汉字的静态显示和动态特效显示。系统采用PC机作为上位机,上位机向单片机发送控制命令和上位机所存储的显示代码,STC89C52单片机接收并处理PC机的控制命令以及显示代码,由显示驱动模块驱动一个16×16分辨率的LED 点阵显示屏的扫描显示。上位机软件部分主要通过软件编写一个字模转换发送的界面;实现上位机与下位机的通信;控制部分主芯片是STC89C52,是系统的核心,再利用C语言编程下载实现对单片机各引脚的控制;LED点阵显示屏包括驱动电路和显示屏,74HC138译码器输出控制显示屏的行扫描,74HC573(八位数据锁存器)控制显示屏的列,由于人眼视觉的滞留现象,行列驱动电路通过动态控制便实现了汉字的显示。 关键词:STC89C52 LED点阵屏单片机74HC138 74HC573

ii 目录 ABSTRACT This paper introduced a system design of LED dot matrix display which based on a single-chip controller STC89C52 . The system can display Arial static and dynamic character effects display. System uses a PC as a PC, the PC sends control commands to the microcontroller and PC display code stored, STC89C52 microcontroller receives and processes the command and control of the PC display code, by the display driver module to drive a 16 × 16 resolution LED dot matrix display scan display. PC software software development, mainly through VB interface to send a font conversion; Between PC and the next crew of communication; controlling part of the main chip is STC89C52, is the core of the system, and then use the C programming language download each pin of the microcontroller to achieve control; LED dot matrix display includes a drive circuit and display, 74HC138 decoder output control display line scan, 74HC573 (eight data latches) control the display of the column, because the human visual retention phenomenon, the ranks driving circuit through the dynamic control will achieve a display of Chinese characters. Keywords: STC89C52 LED dot matrix display microcontroller 74HC138 74HC573

基于汇编语言的单片机led点阵显示(含c)

8X8 LED点阵显示技术 在8X8LED点阵上显示柱形,让其先从左到右平滑移动三次,其次从右到左平滑移动三次,再次从上到下平滑移动三次,最后从下到上平滑移动三次,如此循环下去。 电路原理图 图4.24.1 硬件电路连线

(1).把“单片机系统”区域中的P1端口用8芯排芯连接到“点阵模块” 区域中的“DR1-DR8”端口上; (2).把“单片机系统”区域中的P3端口用8芯排芯连接到“点阵模块” 区域中的“DC1-DC8”端口上; 程序设计容 (1).8X8点阵LED工作原理说明 8X8点阵LED结构如下图所示

从图4.24.2中可以看出,8X8点阵共需要64个发光二极管组成,且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上,当对应的某一列置1电平,某一行置0电平,则相应的二极管就亮;因此要实现一根柱形的亮法,如图49所示,对应的一列为一根竖柱,或者对应的一行为一根横柱,因此实现柱的亮的方法如下所述: 一根竖柱:对应的列置1,而行则采用扫描的方法来实现。 一根横柱:对应的行置0,而列则采用扫描的方法来实现。

汇编源程序 ORG 00H START: NOP MOV R3,#3 LOP2: MOV R4,#8 MOV R2,#0 LOP1: MOV P1,#0FFH MOV DPTR,#TABA MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR MOV P3,A INC R2 LCALL DELAY DJNZ R4,LOP1 DJNZ R3,LOP2 MOV R3,#3 LOP4: MOV R4,#8 MOV R2,#7 LOP3: MOV P1,#0FFH MOV DPTR,#TABA MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR MOV P3,A DEC R2 LCALL DELAY DJNZ R4,LOP3

基于单片机的Led点阵广告牌设计

盛年不重来,一日难再晨。及时宜自勉,岁月不待人。 基于单片机的LED广告牌设计 班级电子2班姓名秦地学号0902214075 成绩 一、设计背景 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。 二、任务要求 设计一个简易的LED广告牌,用于显示自己的名字或其它个性信息。显示的字符用LED 发光二极管排列成固定形状,在控制电路驱动下各字符轮流循环点亮。或者用LED点阵显示,显示内容可更新。汉字一般是以点阵式方式存储的,如16×16,24×24点阵。汉字的字模其实是汉字字形的图形化。所谓16点阵字模,就是把汉字写在一个16×16的网格内,汉字的笔划通过某网格时该网格就对应1,否则该网格对应0,这样,每一网格均对应1或0,把对应1的网格连起来看,就是这个汉字。汉字就是这样通过字节表示其点阵存储在字形中的。为了方便查找所需要汉字的点阵,每个汉字都与一个双字节的内码相对应。通过汉字的内码可以计算出它的点阵起始字节。 三、整体设计方案 如图所示,本设计通过单片机来控制行列驱动器使LED显示屏显示出汉字,单片机选用AT89C52芯片,行驱动器采用74HC154的P0口,列驱动器选用74HC595芯片。该系统主要由AT89C52芯片、电源、行驱动器、列驱动器、16×64LED点阵5部分组成。

基于单片机的LED点阵显示屏的设计(精)

毕业设计(论文)文献综述 论文题目:基于单片机的LED点阵显示屏的设计 DESIGN OF LED DOT-MATRIX DISPLAY SCREEN BASED ON MCU 学生姓名:陈珂学号:0707070502102 二级学院名称:电子信息学院专业:电子信息工程 指导教师:黄暑娟职称:副教授 填表日期: 2011 年 2 月 20 日 浙江传媒学院教务处制 引言 随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到LED灯。在大型商场车站,地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示汉字或者图像。LED行业已成为一个快速发展的新兴产业,市场空间巨大,前景广阔。LED显示屏是利用发光二极管点阵模型或者像素单元组成平面的显示屏幕。不但拥有色彩丰富,组态灵活,能够适应室内外各种环境的特点,还具有发光效率高,使用寿命长的优势。LED显示屏经历了初期的不可更换显示内容,单色,双色的

图文显示到如今的可随时更换显示内容,全彩色的视频显示,历经发展,LED显示屏得到了广泛的应用和发展。 一、国内外研究发展现状 随着信息产业的高速发展,LED显示屏作为信息传播的一种重要手段成为现代信息化社会的一个闪亮标志。近年LED显示屏已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所如银行、营业部、车站、机场、港口、体育场馆等信息的发布,政府机关政策、政令,各类市场行情信息的发部和宣传等。目前,对于那些需要显示的信息量不是很大,分辨率不是很高,又需要制造成本相对比较低的场合,使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的,它可以用单片机控制实现显示字符、数字、汉字和简单图形,可以根据需要使用不同字号、字型,根据不同的需求动态或静态显示。 LED显示屏(LED panel)是由几万-几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成,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。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点,目前应用最广的是红色、绿色、黄色,而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。 LED显示屏的发展可分为以下几个阶段: 第一阶段为1990年到1995年,主要是单色和16级双色图文屏。用于显示文字和简单图片,主要用在车站、金融证券、银行、邮局等公共场所,作为公共信息显示工具。 第二阶段是1995年到1999年,出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。视频控制技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将LED显示屏提升到了一个新的台阶。LED显示屏控制专用大规模集成电路芯片也在此时由国内企业开发出来并得以应用。 第三阶段从1999年开始,红、纯绿、纯蓝LED管大量涌入中国,同时国内企业进行了深入的研发工作,使用红、绿、蓝三原色LED生产的全彩色显示屏被广泛应用,大量进入体育场馆、会展中心、广场等公共场所,从而将国内的大屏幕带入全彩时代。 具体的说,LED显示屏目前的发展现状如下:

基于单片机的LED显示系统设计

-14- 引言 随着社会的发展,LED显示户外广告是 目前一种重要的广告形式。LED显示具有功耗 低、寿命长、清晰度高的特点,随着广告内容 的多样化,对LED显示的要求也越来越高。数 码管显示是LED显示的最基本功能,但是其只 能通过各个段位来实现10位数字和少量字母的 显示,一般适用于纯数字显示领域。LED显示 屏是由多个发光二极管组成显示屏幕,通过控 制二极管的亮灭来对内容进行显示,能够实现 对图形、文字、视频等多种信息的显示。 一、单片机的选择 单片机又被称作单片微控制器,它是系统 控制和设计的核心。单片机的选择非常重要, 选择合适的单片机不仅能够提高所设计系统的 性能、简化外围电路和程序的设计,而且能 够降低设计的成本,使所设计的系统更具有实 际意义。本文采用功耗低、I/O口资源丰富、 价格便宜的AVR系列单片机中的ATmega16作为 显示系统控制的核心。针对LED显示系统的特 点,本文选择ATmega16单片机的原因主要有: (1)性能高,功耗低。ATmega16的高速数 据吞吐率很好的解决了功耗和处理速度之间的 矛盾,对于太阳能光伏系统来说,因为产生的 电能非常宝贵,因此功耗小的控制器能为系统 节省更多的能源。 (2)I/O口资源丰富,且功能多样。ATmega16 具有三十二个I/O口,在这些I/O口中,PA口具 有10位精度的ADC,可对单端输入电压进行采 集。本系统需要对多路模拟信号进行采集,利 用ATmega16可以方便的进行数据采集,不必再 进行另外的电路设计,简化了电路。 (3)能够通过对相关定时器的简便的设置 实现PWM波信号的产生和调节。ATmega16有两 个8位和一个16位的定时计数器,可以通过简 单的指令产生频率、相位和占空比可调的PWM 信号,且具有多种PWM信号模式,能够满足不 同的需求。 (4)与Protues硬件仿真软件具有很好的 兼容性。通过Code Vision AVR编译的应用在 Protues中的程序,能够通过编译器直接下载 的单片机中使用,方便了系统的调试。 图1 8×8点阵显示屏内部结构图 二、LED显示原理 LED数码管和点阵显示屏显示的基本原理 都是通过控制发光二极管的亮灭,来形成不同 的字形或者图案。对于点阵显示屏来说,因为 其彩色显示的需要,有时候需要对发光二极管 的颜色进行控制。点阵显示屏的发光二极管数 基于单片机的LED显示系统设计 中山市技师学院 李 威 【摘要】LED显示作为一种重要的数字化显示方式,从起初的纯数字显示功能发展到目前的图像、视频等多种媒体显示功能,给人们带来了完美的视觉享受。本文在对单片机选型的基础上,阐述了LED显示的原理,并且针对LED点阵显示屏,设计了以ATmega16单片机为核心的LED显示控制系统。该系统主要的优点是功耗小、成本低且工作速率快,非常适合室外多媒体和产业化的要求。 【关键词】LED显示;ATmega16;单片机 量较多,因此显示原理也比较复杂,如图1所 示是共阳极LED显示屏的内部结构图。点阵显 示屏一般具有多个LED发光二极管,不能直接 通过单片机的I/O口来控制其亮灭,一般都采 用动态扫描的方法,对点阵进行逐行或者逐列 的控制。对于共阳型的点阵来说,根据要显示 的字形,设置每一行和每一列的数据,从第一 行第一列开始,先对应第一行二极管的亮灭送 出列数据并锁存,然后选通第一行,送行数 据,延迟一段时间后送行数据00H;然后选通第 二行,采取相同的方法来控制二极管亮灭,直 至8行扫描结束,然后重复扫描。因为扫描的 速度非常快,由于人眼的余辉效应,就可以再 显示屏上看到稳定显示的字形。 三、系统硬件电路设计 本系统采用ATmega16单片机作为显示控 制的核心,采用8×8点阵单色点阵显示屏来进 行显示,同时系统还包括行驱动器、列驱动器 以及相关电源电路。系统的整体框图如图2所 图2 系统整体设计框图 图3 晶振电路图 1.ATmega16单片机最小系统设计 单独的一个单片机是不能发挥其控制作用 的,只有通过相关辅助电路的设计,使其构成 一个最小系统,才能发挥其强大的微控制器功 能。 (1)晶振电路的设计 ATmega16单片机内部具有RC振荡电路,可 实现四种振荡频率。但是内置振荡电路产生的 振荡信号不是很准确,因此在某些对振荡频率 要求比较高的情况下,例如定时器准确定时等 情况,一般都采用外部振荡电路为单片机提供 振荡频率。一般在外部晶振电路设计中,都要 求接22pF左右的电容。其电路图如图3所示。 (2)复位电路设计 对于ATmega16单片机来说,其内部已经设 置了上电复位,通过对相应熔丝位的控制,可 以实现对复位时间长短的控制,因此单片机外 部的复位电路设计就简化了许多,具体做法是 在外部接一个上拉电阻R 到VCC,本文选择10K 的上拉电阻。 本文设计的复位电路图如图4,在设计的 过程中,为了增加电路的可靠性,一般会增加 一个滤波电容来实现消除杂波和干扰的功能, 本文采用增加一个0.1uF的电容。电路中的二 极管D3(1N4148)的主要有两个主要功能:功能 一是当系统突然断电后,将上拉电阻短路,同 时使滤波电容C 实现快速放电,当系统再次通 电时,保证复位的有效性;功能二是系统在复 位时将其输入电压限制在VCC±0.5V之间。本 课题采用按键方式进行复位,当单片机正常工 作时,按下复位开关,由于电路的设计复位脚 输入相应的低电平信号,对系统进行复位。 图4 最小系统复位电路设计 (3)电源电路设计 AVR单片机最常用的是5V与3.3V两种电 压。本线路以开关切换两种电压,并且以双 色二极管指示(5V时为绿灯,3.3V时为红灯)。 二极管D1防止用户插错电源极性。D2可以允许 用户将电压倒灌入此电路内,不会损坏1117- ADJ,系统电源电路如图5所示。 图5 电源电路设计图 1117-ADJ的特性为1脚会有50uA的电流输 出,1-2脚会有1.25V电压。利用这个特点,可 以计算出要求得出输出电压: 当SW开关打向左边时,R6上的电流为 1.25/0.33=3.78ma。R8上的电流为1117-ADJ1脚 电流加上R6上的电流,即0.05+3.78=3.83ma。 可以计算得R8上的电压为3.84V。于是得出 VCC=1.25+3.83=5.08V。误差在2%以内。 当SW开关打向右边时,R6上的电流为 1.25/0.62= 2.02ma。R8上的电流为1117-ADJ1脚 电流加上R6上的电流,即0.05+2.02=2.07ma。 可以计算得R8上的电压为2.07V。于是得出 VCC=1.25+2.07=3.32V。误差在1%以内。

单片机的LED点阵屏显示学习资料

51单片机的LED点阵屏设计 1 引言 点阵显示是集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体的新型显示方式。由于其具有色彩鲜艳,动态范围广,亮度高,寿命长,工作稳定可靠等优点。目前大多数的公交车招牌都是采用固定的板块显示,显示的信息量少,内容固定,修改站点信息比较麻烦,不能快速、便捷的更新站点信息。本文提出一种方案,采用LED点阵显示模块,克服了上述缺点,不仅可以静态的显示公交车站点信息,而且也可以通过动态滚动,从而增加信息显示的容量。为了醒目,还可以产生诸如闪动、滚动等显示效果。 1.1 车内显示器的发展现状 随着电子技术和计算机控制技术在客车上的日益广泛的应用,客车内的路牌显示器也经历了从灯光路牌、翻板式电子模块路牌、CRT显示、LCD液晶显示和LED 点阵显示等几种发展类型;显示信息也从固定内容发展到任意内容的多种显示方式;对显示信息的编辑、修改,也由遥控键盘有线通讯模式发展到用计算机编辑文字,在经专用无线控制器将其发射到各站点的通讯模式。以后的发展趋势是卫星定位系统站点显示器,客车内站牌显示器由天线、卫星定位模块、微处理器、LED点阵驱动电路、LED点阵站牌和电可擦写存储器构成。 目前在客车内广泛的显示器由LED点阵显示器和LCD液晶显示器,还有部分CRT 显示器,由于CRT显示器耗电量多、体积较大,且本质量较重,与LED点阵显示器和LCD液晶显示器相比,已处于下风,目前LED和LCD显示器成为现代人们选择之一,它们各有优缺点。LCD液晶显示器具有图像清晰、体积小、功耗低等优点,但它的成本高、亮度低、寿命短、可视距离和角度很有限。而LED显示屏具有亮度高、故障低、能耗少、使用寿命长、显示内容多样、显示方式丰富等优点。 1.2 LED点阵显示系统 点阵显示是集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体的新型显示方式。由于其具有色彩鲜艳,动态范围广,亮度高,寿命长,工作稳定可靠等优点。目前大

基于51单片机的LED点阵设计

毕业设计(论文)题目: 院 (系): 专业: 姓名: 学号: 指导教师:

毕业设计(论文)任务书

近年来随着计算机在社会领域的渗透和大规模集成电路的发展,单片机的应用正在不断地走向深入,由于它具有功能强,体积小,功耗低,价格便宜,工作可靠,使用方便等特点,因此特别适合于与控制有关的系统,越来越广泛地应用于自动控制,智能化仪器,仪表,数据采集,军工产品以及家用电器等各个领域,作为微型机的一个主要分支,单片机在结构上的最大特点是把CPU、RAM和ROM 存储器、定时器和多种I/O接口电路集成在一块超大规模集成电路芯片上。从它的组成和功能来看,一块单片机芯片其实就是一台计算机。 本次设计是采用MSC-51单片机来设计的四位数计算器, 采用C语言进行程序编写实现计算器功能。外接4X4的键盘,通过键盘扫描来完成输入数的控制,利用驱动电路使数值与结果在七段共阴极数码管上正常显示,并设有清零键可随时完成计算与显示的清零。计算器将完成的0至9999整数的一次加/减/乘/除运算。 执行过程如下: 开机即显示0,等待键入数值,当输入数字,将通过数码管显示出来,在输入+、-、*、/运算符之后,计算器在内部执行数值转换和存储,并等待再次输入数值,当在键入数值后将显示键入的数值,按等号就会在数码管上显示运算结果。 关键字:单片机计算器键盘扫描程序

n recent years, as computer penetration in the social field and large-scale development of integrated circuits, microcontroller applications are continually deepening, because of its powerful function, small size, low power consumption, cheap, reliable, easy to use, etc. therefore particularly suitable for systems with control of more and more widely used in automatic control, intelligent instruments, meters, data acquisition, military products and home appliances fields, As one of the main branch of microcomputer, microcontroller in the structure of the biggest feature is the CPU, RAM and ROM memory, timer and multiple I / O interface circuit integrated on a VLSI chip. The composition and function from its point of view, a single chip is actually a computer. This design is the use of MSC-51 microcontroller to design the four-digit calculator, using C programming language to achieve calculator functions. 4X4 external keyboard, the keyboard scan to finish by the number of control values and make the drive circuit to the cathode results in a total of seven-segment digital tube display properly, and has cleared at any time to complete key calculation and display clear. Calculator to complete an integer from 0 to 9999 plus / minus / multiply / divide. Implementation of the process is as follows: Power is displayed 0, waiting type value, when the input numbers, will come out through the digital display, the input +,-,*,/ operator, the calculator in the internal implementation of the numerical conversion and storage, and wait for the re-enter the value, when Type the value in the type of value will be displayed by an equal sign will be displayed in the digital control operation results. Key words: SCM calculator keyboard scan C language

单片机的LED显示屏控制电路设计方案

基于单片机的LED显示屏控制电路设计 时间:2018-10-12 07:50:57 来源:现代电子技术作者:李秀忠 LED显示屏广泛应用于工矿企业、学校、商场、店铺、公共场所等进行图文显示,广告宣传,信息发布。本文设计一种由4个16×16点阵LED模块组成的显示屏,由单片机作控制器,平滑移动显示任意多个文字或图形符号,本电路可级联扩展实现由任意多个16×16点阵LED模块组成的显示屏。 1 电路设计 控制电路由AT89C51单片机作控制器,显示屏由4个16×16点阵LED模块组成,每个16×16点阵LED模块由4个8×8点阵LED模块组成,用户可根据需要扩展增加任意多个16×16点阵LED模块。8×8点阵LED模块结构如图1所示,共8行8列,每个发光二极管放置在行线和列线的交叉点上,共64个发光二极管。当某一列为高电平,某一行为低电平时,则对应的发光二极管点亮。 单片机P3.0引脚接串入并出移位寄存器74LS164(U10>的串行数据输入端,8个 74LS164(U10~U17>级联,P3.1引脚接8个74LSl64的时钟脉冲输入端;8个74LS164分别接8个锁存器74LS373(U18~U25>,8个锁存器的数据输出端接4个16×16点阵LED模块的行线,每个16×16点阵LED模块的行线是独立控制的。P1.O接8个 74LS164(U2~U9>的时钟脉冲输入端,P1.1接U2、U4、U6、U8的串行数据输入端,每两个74LSl64(U2和U3,U4和U5,U6和U7,U8和U9>级联;U2~U9的并行数据输出端接4个16×16点阵LED模块的64条列线。P1.2接所有74LSl64的清0端, P1.3接锁存器的锁存控制端。设计完成的电路如图2所示。

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