LED点阵显示屏(完整源程序版)

编号：单片机实训 (论文)说明书题目：LED点阵模块控制器院（系）：应用科技学院专业：电子信息工程学生姓名：学号：指导教师：2009年12月28日目录引言 (1)1系统的设计与分析 (2)1.1 LED点阵控制原理 (3)1.1.1LED简介 (3)1.1.2LED点阵 (4)1.1.3显示原理 (5)1.1.4显示屏的原理图及结构 (6)1.2 单片机小系统 (8)1.2.1 51系列单片机的概述 (8)1.2.2单片机的组成 (8)2 程序设计 (10)2.1 系统程序的框架 (10)2.1.1 串口通讯协议 (10)2.1.2 显示处理效果函数 (10)2.1.3 显示函数 (10)2.2 程序流程图 (9)3总结 (11)谢辞 (13)参考文献 (14)附录（所有的源程序） (15)摘要LED是发光二极管Light Emitting Diode的英文缩写, 是一种能够将电能转化为可见光的半导体。

LED点阵是由发光二极管排列组成的显示器件, 在我们日常生活的电器中随处可见，极为普通也广为人知。

特别是它的发光类型属于冷光源，效率及发热量是普通发光器件难以比拟的，它采用低电压扫描驱动，具有：耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品、可靠耐用、应用灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活种等特点。

目前LED显示屏作为新一代的信息传播媒体，已经成为城市信息现代化建设的标志。

随着社会经济的不断进步，以及LED显示技术的不断完善，人们对LED显示屏的认识将越来越深入，其应用领域将会越来越广。

本文设计一个16*64点阵模块控制器，根据标准的08控制接口要求，可以驱动市面上常见的16扫单色显示屏，显示汉字、英文、阿拉伯数字及其他信息等。

整个系统提供很宽的外部扩展，包括时钟、温湿度、亮度等常规点阵控制器的模块。

关键词：LED点阵控制器；89S52；16扫；08接口AbstractLED Light Emitting Diode Light Emitting Diode is the English abbreviation is an electrical energy into visible light can be a semiconductor. LED dot matrix is composed of light-emitting diode array display devices, the appliances in our daily life everywhere, it is common are also well known. In particular, it belongs to the type of light-emitting cold light source, efficiency, and heat an ordinary light-emitting devices is difficult to match, it uses low-voltage scan driver with: low power consumption, long life, low cost, high brightness, fault less large angle, visual distance specification products, reliable and durable, application flexibility, security, response time is short, green environmental protection, control and flexible kinds of characteristics. Present LED display as a new generation of information and communication media, has become a symbol of the modernization of city information. As social and economic advances, as well as LED display technology continues to improve, people's understanding of the LED display will be more in-depth, its applications will become more widely.This design of a 16 * 64 Dot Matrix module controller, according to the standard control interface of the 08 requirements of the common market can drive 16 scan monochrome display, display Chinese characters, English, Arabic, and other information. Throughout the system provides a wide external expansion, including clock, temperature and humidity, brightness and other conventional dot matrix controller module.Key words：LED dot matrix controller; 89S52; 16 sweep; 08 Interface引言自20世纪80年代后期开始，随着LED制造技术的不断完善，在国外得到了广泛的应用。

在我国改革开放之后，提别是进入90年代国民经济的高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈。

而LED显示屏作为信息传播的一种重要手段，已经成为城市信息现代化建设的标志,LED显示屏随着社会经济的不断进步，以及LED制造技术的完善，人们对LED显示屏的认识将会越来越深入，其应用领域将会越来越广；LED显示屏经多年的开发、研制、生产，其技术目前已经成熟。

现在各种广告牌不再是白底黑字了，也不再是单一的非电产品，而是用上了丰富多彩的LED电子产品，为城市的增添了一道靓丽的风景。

而且它采用低电压扫描驱动，具有耗电少、使用寿命长、成本低、发光效率高、故障少、视角大、可视距离远、可靠耐用、组态灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等特点。

近年来LED显示屏市场得到了迅猛的发展，已经广泛应用到银行、邮电、税务、机场、车站、证券市场及其它交易市场、医院、电力、海关、体育场等需要进行多种公告、宣传的场合。

因此，学习LED系统原理与工程技术很有必要。

通过设计一个可显示文字与图形的16*64点阵控制器来学习和熟悉LED的使用。

1 系统的设计与分析本文是通过设计一个可显示文字与图形的16*64点阵控制器电路来学习和熟悉LED 的使用，LED点阵控制器分为五个模块，系统框图(如图1)，一是参数输入部分，例如温度、湿度、亮度等；二是字库部分，如16点阵、24点阵或者32点；三是单片机控制部份；四是接口部分（如图2），一般采用08接口，如果需要不同的接口类型，可以根据08接口为基础进行转接，这也是本系统采用08接口的原因之一；五是串口通讯部分（图3），其中亮度、温度、时钟模块由于时间的原因没有完善，等待扩展。

图1 系统框图图 2 标准08接口部分图3 串口通讯部分1.1 LED点阵控制原理显示屏是由发光二极管行列组成的LED点阵模块组成显示屏体。

1.1.1LED简介LED是发光二极管英文Light Emitting Diode的缩写格式，LED器件种类繁多，早期的LED产品是单个发光管，随着数字化设备的出现，LED数码管和字符管得到了广泛的应用，LED点阵等显示器件的出现，适应了信息化社会发展的需要，成为了大众传媒的重要工具。

LED发光灯按类型可以分为单色发光灯、双色发光灯、三色发光灯、面发光灯、闪烁发光灯、电压型发光灯等；按发光强度可分为普通亮度发光灯、高亮度发光灯、超高亮度发光灯等；LED发光灯结构如图2所示，它由芯片3、阳极引脚1、阴极引脚2和环氧树脂封装外壳四部分组成。

它核心部分是具有复合发光功能的PN结，即芯片3。

环氧树脂封装外壳具有保护芯片的作用，还有透光聚光的能力，以增强显示效果。

图41.1.2LED点阵随着LED应用领域的扩大，要求生产更为直接和方便的LED显示器件。

因而出现了数码管、字符管、电平管、LED点阵等多种LED显示器。

不管显示器的结构怎么变，它的核心部件仍然是发光半导体芯片。

例如一个8*8的点阵是由64个发光二极管按一个规律组成的，如图3。

图5如图3所示的发光二极管，行接低电平，列接高电平，发光二极管导通发光。

1.1.3显示原理人眼的亮度感觉不会因光源的消失而立即消失，要有一个延迟时间，这就是视觉的惰性。

视觉惰性可以理解为光线对人眼视觉的作用、传输、处理等过程都需要时间，因而使视觉具有一定的低通性。

实验表明，当外界光源突然消失时，人眼的亮度感觉是按指数规律逐渐减小的。

这样当一个光源反复通断，在通断频率较低时，人眼可以发现亮度的变化；而通断频率增高时，视觉就逐渐不能发现相应的亮度变化了。

不致于引起闪烁感觉的最低反复通断频率称为临界闪烁频率。

通过实验证明临界闪烁频率大约为24Hz。

因此采用每秒24幅画面的电影，在人看起来就是连续活动的图象了。

同样的原理，日光灯每秒通断50次，而人看起来却是一直亮的。

由于视觉具有惰性，人们在观察高于临界闪烁频率的反复通断的光线时，所得到的主观亮度感受实际上是客观亮度的平均值。

视觉惰性可以说是LED显示屏得以广泛应用的生理基础。

首先，在LED显示屏中可以利用视觉惰性，改善驱动电路的设计，形成了目前广为采用的扫描驱动方式。

扫描驱动方式的优点在于LED显示屏不必对每个发光灯提供单独的驱动电路，而是若干个发光灯为一组共用一个驱动电路，通过扫描的方法，使各组发光灯依次点燃，只要扫描频率高于临界闪烁频率，人眼看起来各组灯都在发光。

由于LED显示屏所使用的发光灯数量很大，一般在几千只到几十万只的范围，所以节约驱动电路的效益是十分可观的。

1.1.4显示屏的原理图及结构图6行扫描部分图7 列扫描部分根据显示屏的原理图结构，分析LED点阵控制器的控制原理：如显示10个汉字，先将这10个汉字的点阵从字库中读出，放到显示缓存,如果要实现左移或者其它的显示效果则将显示缓存中的每个位进行移位或者其它处理,然后再调用扫描显示函数就可以实现所规定的效果。