单片机控制LED点阵显示器设计报告
基于单片机控制的LED点阵屏 含设计报告 电路原理图 C语言程序
电子系统综合设计与训练系部：工业中心项目：LED点阵显示屏班级：D自集成111班姓名：万文强（第4组）指导老师：杨老师时间：6月10日-7月12日前言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电子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。
由于它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富、工作性能稳定以及对室内室外环境适应能力强等优点而日渐成为显示媒体中的佼佼者。
在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED 显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高，生产也得到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。
LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图像显示屏的发展过程。
LED电子显示屏是由几万--几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。
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。
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。
单片机控制LED点阵显示屏
单片机控制LED点阵显示屏一、简介单片机控制LED点阵显示屏是一种常见的电子显示器件，可以用于显示各种文字、图形等信息。
本文将介绍如何利用单片机来控制LED 点阵显示屏，实现信息的显示功能。
二、材料准备在开始搭建单片机控制LED点阵显示屏系统之前，我们需要准备以下材料：•单片机开发板：例如STC89C52•LED点阵显示屏：常见的有8×8、16×16等不同尺寸•连接线：用于连接单片机和LED点阵显示屏•电源：用于为单片机开发板和LED点阵显示屏供电三、搭建电路将单片机开发板和LED点阵显示屏通过连接线进行连接。
具体连接方法如下：•将单片机的IO口与LED点阵显示屏的对应引脚相连。
根据具体的LED点阵显示屏型号和单片机开发板的引脚分配情况，选择合适的IO口进行连接。
•将单片机的VCC引脚与LED点阵显示屏的VCC脚相连，将GND引脚与LED点阵显示屏的GND脚相连，确保电源供电正常。
四、编程控制编写单片机程序，实现对LED点阵显示屏的控制。
本文以STC89C52单片机为例，演示如何利用C语言编写简单的程序实现LED点阵显示屏的控制。
首先，需要使用单片机开发工具（如Keil、IAR等）创建一个新的工程。
在工程中添加必要的头文件，并定义相关的引脚和变量。
#include <reg52.h>sbit DIN = P1^0; // 数据引脚sbit CS = P1^1; // 片选引脚sbit CLK = P1^2; // 时钟引脚unsigned char code ledData[] = {0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF, 0xFF};void delay(unsigned int time) {unsigned int i, j;for(i = time; i > 0; i--)for(j = 110; j > 0; j--); // 空循环延时}void sendData(unsigned char dat) {unsigned char i;for(i = 0; i < 8; i++) {CLK = 0; // 上升沿时钟信号DIN = dat & 0x80;dat <<= 1;CLK = 1;}}void display(unsigned char *data) {unsigned char i;CS = 0; // 片选信号有效for(i = 0; i < 8; i++) {sendData(data[i]);}CS = 1; // 片选信号无效}void mn() {while(1) {display(ledData);delay(2000);}}上述代码中，我们定义了三个引脚（DIN、CS、CLK）和一个缓存数组（ledData），分别用来控制LED点阵显示屏的数据引脚、片选引脚和时钟引脚。
单片机控制LED点阵显示屏设计 精品
第1章背景介绍1.1 LED及LED显示屏LED 就是Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写。
在某些半导体材料的PN 结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。
PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。
这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。
发光二极管是由p 型和n 型半导体组成的二极管。
在LED 的p - n 结附近,n 型材料中多数载流子是电子,p 型材料中多数载流子是空穴。
p -n 结上未加电压时构成一定的势垒,当加正向偏压时,在外电场作用下,p 区的空穴和n 区的电子就向对方扩散运动,构成少数载流子的注入,从而在p - n结附近产生导带电子和价带空穴的复合,同时释放出相对应的能量hν(h 为普朗克常数,ν为光子频率)而发光。
该能量相当于半导体材料的带隙能量Eg(Ev) ,其与发光波长λ(nm) 的关系为λ= 1239. 6PEg。
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。
LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，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；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。
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。
1.1.1 点矩阵显示器的种类点矩阵显示器的种类可以分为5*7 5*8 6*8 8*8 4种，若按LED发光变化颜色来分，又可分为单色双色三色3种，按LED的极性排列又可分为共阳极和共阴极两种。
LED点阵显示屏设计报告
西安邮电大学开发性实验结题报告学院：电子工程学院班级：光信1201 姓名：袁云飞学号：******** 班级：光信1201 姓名：赵晓伟学号：******** 班级：光信1201 姓名：陶鹏江学号：********237团队2014年3月30日16 32点阵LED电子显示屏摘要：本设计是一16×32点阵LED电子显示屏的设计。
整机以美国ATMEL 公司生产的40脚单片机AT89C52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。
通过该芯片控制两个行驱动器74HC573和四个列驱动器74HC573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，全屏采用8块8×8点阵LED显示模块来组成16×32点阵显示模式。
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。
单片机控制系统程序采用单片机C语言进行编辑，通过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。
LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点得到广泛的应用。
关键词：AT89C51单片机；LED；点阵显示；动态显示；C语言。
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。
基于单片机的LED点阵显示屏的设计开题报告
仅供参考，支持原创，鄙视剽窃！毕业设计（论文）开题报告设计（论文）题目： 基于单片机的LED 点阵显示屏的设计系 别：_________________________ 专 业：_________________________姓 名：_________________________ 指 导 教 师：_________________________辅 导 教 师：_________________________2000年3月5日通信工程 信息工程系二、设计（论文）主要内容本设计采用单片机作为点阵液晶显示屏的控制系统。
该系统需要6大部分来实现：上位PC 机、串行通信接收器、单片机、外扩存储器、LED 显示屏行列驱动电路和4个字的LED 点阵显示屏。
上位机（PC 机）使用VB 编写发送界面，实现文本内容的16*16点阵提取，并按照一定的顺序向下位机（单片机）传送信息，由通信接收器接收，通信接收器主要由MAX232组成。
主控单片机外扩的存储器用于存储汉字库，单片机内部256字节RAM 存储器用于系统运行时的数据处理暂存。
单片机送出的控制信号经过译码器，译出16个行扫描的地址，然后通过16个PNP 行大功率管进行行驱动。
控制点阵列的串行数据经过16个8位移位寄存器转换成并行数据，并驱动点阵发光管的列，实现汉字信息的动态显示。
三、设计（研究）方案本系统需要6大部分来实现：上位PC 机、串行通信接收器、单片机、外扩存储器、LED 显示屏行列驱动电路和LED 点阵显示屏。
汉字信息滚动显示屏系统方案上位PC 机串行通信接收器单片机外扩存储器LED 显示屏行列驱动电路LED 点阵显示屏。
单片机课程设计LED点阵动态显示屏设计
3)CPU板上的P0和拓展总线IO板上的LED点阵行驱动ROW1--ROW8相连，P0.0和ROW1对齐；
4)CPU板上的P3和拓展总线IO板上的LED点阵行驱动ROW9—ROW16相连，P3.0和ROW1对齐。
在其历史的演变过程中，出现了多种信息传播媒体：但就其性能看：如阴级管(crt)或石英管(dv)大型电视，成本非常昂贵，在不需要超大画面且在室内使用时效果尚可；彩色液晶显示同样成本昂贵、电路复杂，面积有限，受视频角的影响非常大，可视角度很小；影象投影设备亮度小、清晰度差(画面受光不均匀)；电视墙表面有分割线，视觉上有异物感，室外应用时亮度效果差。而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，可以用于显示文字、图案、图象、动画、视频、录象信号等各种信息的特点得到了突飞猛进的发展。
5)CPU板上的P0^0与基本IO板上的JP1相连，代替实验上已坏的按键，实现左右和上下显示的切换功能
6)CPU板上的P0^7与基本IO板上的JP8相连，作为显示屏的开关
2.字模设计
3、程序设计
#include<reg51.h>
#define uchar unsigned char
bit n;
sbit sw2=P2^7;//定义按键key
前言
在当今现代信息化社会的高速发展过程中，大屏幕显示已经从公共信息展示等商业应用向消费类多媒体应用渗透。随着宽带网络的发展，数字化的多媒体内容将在信息世界中占据主流，新型的大屏幕显示设备将代替传统电视机成为人们享受信息和多媒体内容的中心。
LED点阵显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。它以其色彩鲜艳，动态范围广，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。同时也可广泛应用到军事、车站、宾馆、体育、新闻、金融、证券、广告以及交通运输等许多行业。
单片机课程设计报告-LED点阵显示
电气工程学院微机原理课程设计设计题目： LED点阵显示学号：姓名：同组人：指导教师：设计时间： 2014年3月20日~27日设计地点：电气学院实验中心微机原理课程设计成绩评定表姓名学号课程设计题目： LED点阵显示课程设计答辩或提问记录：成绩评定依据：课程设计预习报告及方案设计情况（20％）：课程设计考勤情况（5％）：电路焊接情况（15%）课程设计调试情况（40％）：课程设计总结报告与答辩情况（20％）：最终评定成绩（以优、良、中、及格、不及格评定）指导教师签字：年月日微机原理课程设计任务书学生姓名：指导教师：一、课程设计题目： LED点阵显示二、课程设计要求1. 根据具体设计课题的技术指标和给定条件，独立进行方案论证和电路设计，要求概念清楚、方案合理、方法正确、步骤完整；2. 查阅有关参考资料和手册，并能正确选择有关元器件和参数，对设计方案进行仿真；3. 完成预习报告，报告中要有设计方案，设计电路图，还要有仿真结果；4. 进实验室进行电路调试，边调试边修正方案；5. 撰写课程设计报告——最终的电路图、调试过程中遇到的问题和解决问题的方法。
三、进度安排1．时间安排序号内容学时安排（天）1 方案论证和系统设计 12 完成电路仿真，写预习报告 13 电路调试 34 写设计总结报告与答辩 2合计7设计调试地点：电气楼4102．执行要求微机原理与接口技术课程成绩80分以上的同学可以自拟题目，其余的同学都是指定题目。
，每组不得超过2人，要求学生在教师的指导下，独力完成所设计的详细电路（包括计算和器件选型）。
严禁抄袭，严禁两篇设计报告雷同。
目录第一章系统方案设计 (5)第二章仿真 (7)第三章调试 (11)第四章结论 (13)第五章心得体会与建议 (13)参考文献 (14)附录：元件清单 (15)第一章系统方案设计一、题目要求本次课设的题目要求是：应用51控制器加驱动（74LS245、UA2003或者74LS573）,控制8×8的led点阵显示模块显示数字与文字,显示的内容分为稳定显示和动画显示两种。
LED点阵实验报告.doc
LED点阵实验报告.doc
一、实验原理
LED点阵是一种由LED灯组成的自发光点阵，将多个灯组合排列在一起，可以显示多
种字符、数字、图形等。
每个LED灯有两个引脚，一个接正极，一个接负极，灯的亮度和
颜色与流过它的电流有关。
因此，通过控制不同位置的电流大小，就可以实现点阵任意数
字或字符的显示。
二、实验器材
1、STM32F103C8T6单片机板
2、2个16pin DIP 74HC595N移位寄存器
3、1个常规电子元件组
4、300x3mm LED 点阵共阴（10x10）
三、实验过程
2. 然后按下当前电路连接 LED 点阵、74HC595 移位寄存器和 STM32 单片机板的方
法进行连接。
3. 编写程序，把字符的二进制代码转换成数字，然后发送到移位寄存器，以控制
LED 点阵显示字符。
4. 烧录程序到 STM32 单片机板上。
5. 连接电源以运行程序，控制LED点阵实现数字或字符的显示。
四、实验结果
LED 点阵成功实现了数字、大写和小写字母的显示。
在实验过程中，遇到了一些问题，例如通过微调电压来控制LED亮度的问题，以及在程序中输入字符的编码的问题。
但是，
通过多次尝试和修改，最终成功地解决了这些问题，得到了令人满意的结果。
LED点阵实验不仅可以增强学生对电子元件的了解，同时也可以提高学生的编程能力，使学生更好地理解并掌握单片机的相关知识。
在实验过程中，建议多做实验练习，不断探
索和尝试，更好地理解和掌握相关知识。
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单片机控制LED 点阵显示器设计报告
一、研究意义
LED 电子显示屏是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。
它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。
LED 显示屏主要包括发光二极管构成的阵列、驱动电路、控制系统及传输接口和相应的应用软件等，其中驱动电路设计的好坏，对LED 显示屏的显示效果、制作成本及系统的运行性能起着很重要的作用。
所以，设计一种既能满足控制驱动的要求，同时使用器件少、成本低的控制驱动电路是很有必要的。
二、功能要求
要求设计一个室内用32×16点阵LED 图文显示屏，要求在目测条件下LED 显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰。
图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。
三、功能框图
图3-1 显示屏电路框图
四、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三部分。
单片机采用89S52或其兼容系列的芯片，采用24MHZ 或更高频率的晶振，以获得较高的刷新频率，使显示更稳定。
单片机的串口与列驱动器相连，用来送单 片 机 电源
列驱动器
行驱动器 LED 显示点阵
显示数据。
P1口与行驱动器相连，送出行选信号；P3口则用来发送控制信号。
P0和P2口空着，在有必要时可以扩展系统的ROM和RAM。
32×16点阵显示屏的硬件原理图如图4-1所示：
图4-132×16点阵显示屏的硬件原理图
单片机P1口输出的行号经74LS154译码后产生32条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应的行线。
一条行线上要带动16列的LED进行显示，按每一LED 期间20mA电流计算，16个LED同时发光，需要320mA电流，选用三极管8550作为驱动管可满足要求。
五、软件设计
显示屏软件的主要功能是向屏体提供显示数据，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为两大层：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屏体送显示数据，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。
显示驱动程序由定时器T0中断程序实现。
系统应用程序完成系统环境设置（初始化）、显示效果处理等工作，由主程序来实现。
从有利于实现较复杂的算法（显示效果处理）和有利于程序结构化考虑，显示屏程序适宜采用C语言编写。
1）刷新频率的计算及驱动程序流程图
图5-1 显示驱动程序流程图
显示驱动程序在进入中断后首先要对定时器T0重新赋初值，以保证显示屏刷新频率的稳定，1/16扫描显示屏的刷新频率（桢频）计算公式如下：刷新率（帧频）=1/16×T0溢出率
=1/16×{f（osc）/[12×（65536-t0）]
其中f（osc）为晶振频率，t0为定时器T0处值（工作在16位定时器模式）。
然后显示驱动程序查询当前燃亮的行号，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的时候产生拖尾现象，驱动程序先要关闭显示屏，即消隐，等显示数据打入输出锁存器并锁存，然后再输出新的行号，重新打开显示。
图9显示驱动程序（显示屏扫描函数）流程图
2）系统主程序流程图
图5-2 系统主程序流程图
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、中断和端口；然后以“卷帘出”效果显示两个汉字，停留约1s；接着向上滚动显示“预祝第八届挑战杯圆满成功欢迎各位领导莅临指导模块式多功能实现装置”32个汉字，停留约1s；再向右跑马显示“预祝第八届挑战杯圆满成功欢迎各位领导莅临指导模块式多功能实现装置”32个汉字，然后以“卷帘入”效果隐去汉字。
由于单片机没有停机指令，所以可以设置系统程序不断地循环执行上述显示效果。
图5-2系统主程序的流程图。
六、调试及性能分析
LED显示屏硬件电路只要期间质量可靠，引脚焊接正确，一般无需调试即可正常工作。
软件部分需要调试的主要有显示屏刷新频率及显示效果两部分。
显示效果刷新率由定时器T0的溢出率和单片机的晶振频率决定，表5-1给出了实验调试时采用的频率以及对应的定时器T0初值。
表5-1 显示屏刷新率（帧频）与T0初值关系表（24MHz晶振）
从理论上来说，24HZ以上的刷新率就能够看到连续稳定的显示，刷新率越高，显示越稳定，同时刷新率越高，显示驱动程序占用的CPU时间越多。
实验表明，在目测条件下刷新率40HZ以下的画面看起来闪烁较严重，刷新率50HZ以上的基本觉察不出画面闪烁，刷新率程序自行分析。
这个方案设计的32×16点阵LED图文显示屏，电路简单，成本较低，且较容易扩展成更大的显示屏；显示屏各点亮度均匀、充足；显示图形或文字稳定、清晰无串扰；可用静止、移入移出等多种显示方式显示图形和文字。
七、结论
本设计报告主要介绍了用单片机实现的汉字显示屏的软件设计方法。
系统介绍了该电路的硬件构成和软件工作过程，系统以AT89S52为核心，主要采用中断控制系统，结合所学的单片机的知识，实现系统的功能要求。
设计中很好的使软、硬件相结合，虽然还存一些问题但产品基本上达到了设计的要求。
在设计过程中，通过大量的查阅资料，认真研究教材，并向指导老师请教很多问题，我也深知自己的毕业设计还不是很完美，存在一定的不足，但是整个过程使自己对单片机有了更为深刻的理解，在做软件时，仔细的分析硬件电路，画出程序流程图，培养了我的耐性和刻苦钻研的精神。