4个16乘16点阵LED电子显示屏的设计

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1、福建电力职业技术学院课程设计课程名称：智能仪器题目：4个16*16点阵LED电子显示屏的设计专业班次：09（三）建筑电气1姓名：叶湘龙学号：200928013111指导教师：张继伟学期：2010-2011学年第一学期日期：2011.1.10—2011.1.21引言LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成.LED点阵显示屏可以显示数字或符号,通常用来显示时间、速度、系统状态等。本设计是4个16×16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

2、片机AT89C51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。通过该芯片控制一个行驱动器74LS154和八个列驱动器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4个汉字，采用16块8x8点阵LED显示模块来组成4个16x16点阵显示模式。显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。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。目录第一章16*16

3、点阵LED电子显示屏设计功能要求1第二章16*16点阵LED电子显示屏的设计方案22.1显示模块方案论证22.2数据传输方案论证2第三章16*16点阵LED电子显示屏软硬件的设计43.1单片机系统及外围电路43.2行驱动器43.3列驱动器5第四章16*16点阵LED电子显示屏系统程序设计64.1显示驱动程序64.2系统主程序74.3单片机汇编程序9第五章总结14参考文献15第一章16*16点阵LED电子显示屏设计功能要求设计一个能显示4个16*16点阵图文LED显示屏，要求能显示图形或文字，显示图形

4、或文字应稳定、清晰，图形或文字显示有静止、左移或右移等显示方式。从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。16ｘ16的点阵共有256个发光二极管，显然单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，16ｘ16的点阵需要256/8=32个锁存器。这个数字很庞大，因为我们仅仅是16ｘ16的点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在

5、锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描的显示方法。动态扫描的意思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）的同名列共用一套驱动器。具体就16ｘ16的点阵来说，把所有同1行的发光管的阳极连在一起，把所有同1列的发光管的阴极连在一起（共阳极的接法），先送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定时间，然后熄灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；以此类

6、推，第16行之后，又重新燃亮第1行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。第二章16*16点阵LED电子显示屏的设计方案2.1显示模块方案论证四个8×8的点阵构成一个16×16的点阵。行和列的交叉处有一个LED，共由256个LED构成，如果LED的阳极与行相连，而阴极与列相连，那么只要给该LED对应的行以高电平，列以低电平，那么对应的LED就发光。2.2数据传输方案论证采用扫描方式进行显示时，每行有一个行驱动器，各行的同名列共用一

7、个行驱动器。显示数据通常储存在单片机的储存器中，按8位一个字节的形式顺序排放。显示时，要把一行中各列的数据都传送到相应列的驱动器上去，这就存在一个显示数据传输的问题。从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并行方式或串行方式。显然，采用并行方式时，从控制电路到列驱动器的线路数量大，相应的硬件数目多。当列数很多时，并列传输的方案是不可取的。采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据一位一位传往列驱动器，在硬件方面无疑是十分经济的。但是，串行传输过程较长，数据按顺序一位一位地输出给列驱动器，

8、只有当一行的各列数据都以传输到位之后，这一行的各列才能并行地进行显示。这样，对于一行的显示过程就可以分解成列数据准备（传输）和列数据显示两部分。对于串行传输方式来说，列数据准备时间可能相当长，在行扫描周期确定的情况下留给行显示的时间就太少了，以致影响到LED的亮度。解决串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾问题，可以采用重叠处理的方法。即在显示本行各列数据的同时，传送下一列数据。为了达到重叠处理的目的，列数据的显示就需要具有所存功能。经过上述分析，就可以归纳出列驱