LED点阵电子显示屏控制设计

LED点阵电子显示屏控制设计

摘要

该LED点阵电子显示屏基于串并转换动态扫描技术，以微控制器为核心，辅以必要的外围电路设计而成，本设计主要由单片机控制电路，LED点阵电子显示屏驱动电路等模块组成。利用字模生成软件生成字符代码存入单片机系统，通过相应的程序控制，利用串行输出方式将字符代码数据送入LED点阵电子显示屏驱动电路，列驱动电路进行串并转换后将字符代码数据送给各列，同时译码电路进行行扫描。如此逐行循环扫描，从而实现字符显示。

关键词微控制器/AT89S51/74HC595/74HC244/点阵显示屏

DESIGN OF LED DOT-MATRIX ELECTRONIC

DISPLAY SCREEN CONTROL

ABSTRACT

the electronic display of LED dot-matrix based on dynamic scanning technique and conversion string to micro controller unit(MCU) for the core, with the necessary peripheral circuit design and become, this design consists of single-chip microcomputer control circuit module, LED dot-matrix electronic display screen drive circuit module and so on, Using word-model generation software generated character code deposited in the single-chip computer systems, through the corresponding program control, using the serial output way send character code data into LED dot-matrix electronic display driver circuit, Column drive circuit send character code data to each line after serial-parallel converting, at the same time. The decoding circuit line by line scans. Scan circularly to realize the character display line by line.

KEY WORDS micro control unit(MCU)，AT89S51，74HC595，74HC244，Dot-matrix display screen

目录

摘要........................................................................................................ I ABSTRACT ................................................................................................ I I 1 绪论 (1)

1.1 问题提出 (1)

1.2 课题背景 (2)

1.3 单片机的发展 (2)

1.4 单片机的分类 (3)

2 LED点阵显示屏显示原理及控制方式分析 (5)

2.1 LED点阵显示屏 (5)

2.2 LED点阵显示屏动态显示原理 (6)

2.3 LED点阵显示屏常见的控制方式 (7)

3 系统整体设计方案的选择 (9)

3.1 主控单元的选择 (9)

3.2 显示模块的选择 (9)

3.3 驱动电路的选择 (9)

4 系统硬件电路的设计 (11)

4.1 单片机系统及外围电路 (11)

4.2 列驱动电路 (11)

4.3 行驱动电路 (15)

4.3.1 四线十六线译码器74HC154 (15)

4.3.2 三态门74HC245 (16)

4.3.3 行驱动器图 (18)

4.4 LED点阵块结构及点阵屏 (18)

4.5 系统整体电路图 (20)

5 点阵字模生成原理与方法 (21)

5.1 汉字字模码 (21)

5.2 字模生成原理 (21)

5.3 字模提取程序 (23)

6 系统程序的设计 (25)

7 电路电子仿真与测试 (26)

7.1 Proteus软件简介 (26)

7.2 点阵显示屏的仿真与程序调试 (26)

7.3 整机测试 (27)

8 系统调试 (28)

8.1 硬件调试 (28)

8.2 软件调试 (28)

结束语 (29)

致谢 (30)

参考文献 (31)

附录1：实物图 (32)

附录2：原理图 (33)

附录3：元器件清单 (34)

附录4：源程序 (35)

1 绪论

1.1 问题提出

LED是发光二极管英文Light Emitting Diode的简称，是六十年代末发展起来的一种半导体显示器件，七十年代，随着半导体材料合成技术，单晶制造技术和P-N 结形成技术的研究进展，发光二极管在发光颜色、亮度等性能得以提高并迅速进入批量化和实用化。进入八十年代后，LED在发光波长范围和性能方面大大提高，并开始形成平板显示产品即LED显示屏。

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。它是集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的显示系统。是目前国际上极为先进的显示媒体。

LED显示屏分为数码显示屏，图文显示屏和视屏显示屏，均由LED矩阵块组成，LED数码显示屏的显示器件分为7段数码管，适于制作时钟屏、利率屏、显示数字的电子显示屏等。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视屏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之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的，这些优点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、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。

随着LED显示屏在广告传媒领域逐渐崭露头角，其控制系统也如雨后春笋，层出不穷。[1]由于它的控制系统均是基于嵌入式微处理器开发，所以单片机在其中也占有一席之地。但是，LED显示屏控制较复杂，特别是对于显示特殊效果，如循环移动、覆盖霓虹灯效果，要求处理器运算速度快，执行效率高，所以很多控制卡生产厂家采用高端嵌入式系统进行设计。这样做虽然一定程度上提高数据处理速度，但是并不能完全满足所有显示效果要求，而且开发和产品成本也会随之成倍增加，甚至由于其设计不当可能在显示时出现抖动、闪烁、重影等现象。归根结底，LED显示屏控制卡的设计中硬件是一方面因素，同时还要考虑到显示数据组织方式，通过软硬件结合的方法才能设计出一款性价比较高的控制卡。本设计提出基于普通51系列单片机