第一篇：Led點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì)顯示原理及控制方式分析

2.1 LED點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu)

八十年代以來(lái)出現(xiàn)了組合型LED點(diǎn)陣顯示器模塊，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹(shù)脂和塑模封裝而成。這種一體化封裝的點(diǎn)陣LED模塊，具有高亮度、引腳少、視角大、壽命長(zhǎng)、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)。LED點(diǎn)陣規(guī)模常見(jiàn)的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。

根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙基色、三基色等。像素顏色不同，所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同。單色點(diǎn)陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點(diǎn)亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點(diǎn)亮?xí)r間，則可實(shí)現(xiàn)256或更高級(jí)灰度顯示，即可實(shí)現(xiàn)真彩色顯示。

圖2.1示出最常見(jiàn)的8×8單色LED點(diǎn)陣顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外型規(guī)格，其它型號(hào)點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)與引腳可試驗(yàn)獲得。

圖2.1 8×8單色LED模塊內(nèi)部電路

LED點(diǎn)陣顯示器單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號(hào)．如5x7點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母．5×8點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文，8x8點(diǎn)陣可以用于顯示簡(jiǎn)單的中文文字，也可用于簡(jiǎn)單圖形顯示。用多塊點(diǎn)陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類(lèi)實(shí)用裝置常通過(guò)PC機(jī)或單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。2.2 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理

LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡(jiǎn)單、控制方便，但硬件接線(xiàn)復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺(jué)暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫(huà)面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來(lái)就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫(huà)面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線(xiàn)數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。

以8×8點(diǎn)陣模塊為例，說(shuō)明一下其使用方法及控制過(guò)程。圖2.1中，紅色水平線(xiàn)Y0、Y1……Y7叫做行線(xiàn)，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極，每一行8個(gè)LED的陽(yáng)極都接在本行的行線(xiàn)上。相鄰兩行線(xiàn)間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線(xiàn)X0、X1……X7叫做列線(xiàn)，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線(xiàn)間絕緣。

在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，若在某行線(xiàn)上施加高電平（用“1”表示），在某列線(xiàn)上施加低電平（用“0”表示）。則行線(xiàn)和列線(xiàn)的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過(guò)而發(fā)光。比如，Y7為1，X0為0,則右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮。

現(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B”的過(guò)程。其過(guò)程如圖2.2

圖2.2 用動(dòng)態(tài)掃描顯示字符“B”的過(guò)程

2.3 LED常見(jiàn)的控制方式

目前常見(jiàn)的是并行傳輸方式（見(jiàn)附錄1.1），通過(guò)8位鎖存器將8位總線(xiàn)上的列數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存顯示，各8位鎖存器的片選信號(hào)由譯碼器提供。此種方式的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，對(duì)微控制器（MCU）的通信速度要求較低。但是這種方案最大的缺點(diǎn)是不便于隨意擴(kuò)展顯示單元的數(shù)目。每增加一個(gè)16×16點(diǎn)陣的全角漢字顯示單元，就需要在之前的電路上多增加兩根地址線(xiàn)，這就要求在PCB布線(xiàn)的時(shí)候要留有充足的地址線(xiàn)冗余量。再一個(gè)缺點(diǎn)是，每個(gè)單元的PCB隨著安放位置的不同，布線(xiàn)結(jié)構(gòu)也不相同，不利于廠(chǎng)家批量生產(chǎn)。并行傳輸需要的芯片較多，因此市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)用FPGA,CPLD等高密度可編程邏輯器件（PLD）來(lái)取代傳統(tǒng)鎖存器IC的方案。成本有所下降，但可擴(kuò)展性仍舊較差。因此，并行傳輸方式適用于顯示單元數(shù)目確定的條屏。

隨著廣告屏顯示內(nèi)容的多媒體化，對(duì)控制器傳輸速度，運(yùn)算能力的要求越來(lái)越高。因此控制器的種類(lèi)也在不斷發(fā)展以適應(yīng)要求，從最初的8051單片機(jī)，到PIC單片機(jī)，又到FPGA，直到現(xiàn)在的ARM處理器。不同功能檔次的廣告屏對(duì)應(yīng)著不同的處理器。

一．以傳統(tǒng)8051單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因受到單片機(jī)運(yùn)算速度及通信速率的限制，LED動(dòng)態(tài)顯示的刷新率不可能做得太高。對(duì)顯示效果和移動(dòng)算法的處理也比較吃力，在實(shí)際顯示效果上有比較明顯的閃爍感。除此之外，傳統(tǒng)8051單片機(jī)的內(nèi)部資源貧乏，僅128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，幾K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，無(wú)E2PROM，SPI。這就需要對(duì)單片機(jī)擴(kuò)展外設(shè)，無(wú)疑增加了硬件成本。因此，8051控制的條屏只能用于顯示內(nèi)容及其簡(jiǎn)單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場(chǎng)合。

二．以PIC單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因PIC單片機(jī)是RISC架構(gòu)的工業(yè)專(zhuān)用單片機(jī)，處理指令的速度有所增加，抗干擾能力優(yōu)秀，型號(hào)種類(lèi)繁多。作為條屏的控制器，可以明顯的改善顯示效果，同時(shí)PIC單片機(jī)內(nèi)部的資源較豐富，可節(jié)省外部電路設(shè)計(jì)難度，同時(shí)降低了硬件成本。因此，以PIC單片機(jī)為控制器的條屏目前仍是單色條屏市場(chǎng)的主流。

三．以FPGA（復(fù)雜可編程邏輯門(mén)陣列）為控制器的LED顯示屏。FPGA以高速、并行著稱(chēng)。是近年來(lái)新興的可編程邏輯器件。用他作為L(zhǎng)ED顯示屏的控制器，能夠高速的處理色階PWM信號(hào)、高速的完成動(dòng)態(tài)掃描邏輯、高速的完成字符移動(dòng)算法。因此被運(yùn)用于雙基色、三基色的顯示系統(tǒng)。但是其成本較高，開(kāi)發(fā)難度較大。

四．以ARM（32位RISC架構(gòu)高性能微處理器）為控制器的LED顯示屏。ARM有著極高的指令效率，極高的時(shí)鐘頻率。因此其運(yùn)算能力非常強(qiáng)大，內(nèi)部資源也十分豐富，極大的簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)的難度，縮短了開(kāi)發(fā)周期。在條屏的運(yùn)用中，能用ARM來(lái)實(shí)現(xiàn)花樣繁多的顯示方式，以及高色階，多像素的全彩屏驅(qū)動(dòng)。ARM與FPGA的組合更是功能強(qiáng)大，除了海量存儲(chǔ)技術(shù)，無(wú)線(xiàn)更新技術(shù)外，還能實(shí)時(shí)地顯示視頻信號(hào)。因此，以ARM為控制器的顯示屏常為視頻全彩屏。

第二篇：Led點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的Led點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì)

目錄 LED概述.........................................................................3 1.1 LED電子顯示屏概述......................................................3 1.2 LED電子顯示屏的分類(lèi)...................................................3 2 顯示原理及控制方式分析.................................................4 2.1 LED點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu).........................................................4 2.2 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理.......................................................4 2.3 LED常見(jiàn)的控制方式.....................................................5 3 硬件電路設(shè)計(jì)..................................................................7 3.1 系統(tǒng)硬件概述..............................................................7 3.2 16×16LED點(diǎn)陣顯示制作..............................................8 3.2.1 16×16LED點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理......................8 3.2.2 用8×8LED點(diǎn)陣構(gòu)成16×16LED點(diǎn)陣..........................9 3.3主控單片機(jī)的接口說(shuō)明.................................................11 3.4 LED顯示驅(qū)動(dòng)電路.......................................................11 4 字模生成.......................................................................13 4.1 字模簡(jiǎn)介...................................................................13 4.1.1 LED顯示屏領(lǐng)域字模實(shí)現(xiàn)技術(shù)...................................13 4.1.2 軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計(jì).........................13 4.2 字模存儲(chǔ)技術(shù).............................................................14 4.3 字庫(kù)生成...................................................................14 5軟件設(shè)計(jì)........................................................................16 5.1 程序設(shè)計(jì)總體思路和結(jié)構(gòu)..............................................16 5.1.1 程序設(shè)計(jì)總體思路.................................................16 5.1.2 程序流程圖...........................................................16 5.2 各模塊程序設(shè)計(jì)..........................................................17 5.2.1 系統(tǒng)初始化...........................................................17 5.2.2 LED動(dòng)態(tài)顯示........................................................17 5.2.3 漢字顯示的原理....................................................17 6系統(tǒng)功能測(cè)試..................................................................19 6.1 單元模塊電路測(cè)試.......................................................19 6.2 系統(tǒng)整體功能測(cè)試.......................................................19 總結(jié).................................................................................20 致謝.................................................................................21 參考文獻(xiàn)...........................................................................22 附錄.................................................................................23 引 言

LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)LED，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。

多個(gè) LED發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進(jìn)行顯示，即形成LED點(diǎn)陣圖文顯示屏。其主要特征是只控制LED點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制LED的發(fā)光強(qiáng)弱。LED點(diǎn)陣的漢字顯示方式是先根據(jù)所需要的漢字提取漢字點(diǎn)陣（如16×16 點(diǎn)陣），將點(diǎn)陣文件存入ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時(shí)則需要先根據(jù)新的漢字編碼組成語(yǔ)句，再由MCU根據(jù)新編碼提取相應(yīng)的點(diǎn)陣進(jìn)行漢字顯示。

LED點(diǎn)陣顯示具有如下特點(diǎn)：

（1）電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一種比使用高壓電源更安全的電源。

（2）效能：消耗能量比同光效的白熾燈減少80%。（3）適用性：每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。

（4）穩(wěn)定性：10萬(wàn)小時(shí)，光衰為初始的50%。

（5）響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)。（6）對(duì)環(huán)境污染：無(wú)有害金屬汞。

（7）顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過(guò)化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。

由于LED的眾多優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用領(lǐng)域有：（1）、信號(hào)指示應(yīng)用：信號(hào)照明是LED單色光應(yīng)用比較廣泛也是比較早的一個(gè)領(lǐng)域，約占LED應(yīng)用市場(chǎng)的4%左右。

（2）、顯示應(yīng)用：指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等，LED用于顯示屏幕的應(yīng)用約占LED應(yīng)用的20%—25%，顯示屏幕可分為單色和彩色。

（3）、照明應(yīng)用：便攜燈具，汽車(chē)用燈，特殊照明。由于LED尺寸小，便于動(dòng)態(tài)的亮度和顏色控制，因此比較適合用于建筑裝飾照明。背光照明：普通電子設(shè)備功能顯示背光源、筆記本電腦背光源、大尺寸超大尺寸LCD顯示器背光源等。以及投影儀用RGB光源。

LED概述

1.1 LED電子顯示屏概述

LED電子顯示屏（Light Emitting Diode Panel）是由幾百--幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的像素點(diǎn)，按矩陣均勻排列組成。利用不同的半導(dǎo)體材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開(kāi)發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。LED顯示屏是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的亮度的方式，來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。

LED顯示屏分為圖文顯示屏和條幅顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；而條幅顯示屏則適用于小容量的字符信息顯示。LED顯示屏因?yàn)槠湎袼貑卧侵鲃?dòng)發(fā)光的，具有亮度高，視角廣、工作電壓低、功耗小、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因而被廣泛應(yīng)用于車(chē)站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣(mài)行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。

LED顯示屏的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高氣候耐受性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。1.2 LED電子顯示屏的分類(lèi)

按顏色分類(lèi)：

單基色顯示屏:單一顏色（紅色或綠色）。

雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級(jí)灰度、可以顯示65536種顏色。

全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256級(jí)灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬(wàn)種顏色。

按顯示器件分類(lèi)：

LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時(shí)鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。

LED點(diǎn)陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。按使用場(chǎng)合分類(lèi)：

室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點(diǎn)較小，一般Φ3mm--Φ8mm，顯示面積一般零點(diǎn)幾至十幾平方米。室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽(yáng)光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。按發(fā)光點(diǎn)直徑分類(lèi)：

室內(nèi)屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ21mm、Φ26mm 室外屏發(fā)光的基本單元為發(fā)光筒，發(fā)光筒的原理是將一組紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管封在一個(gè)塑料筒內(nèi)共同發(fā)光增強(qiáng)亮度。

顯示原理及控制方式分析

2.1 LED點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu)

八十年代以來(lái)出現(xiàn)了組合型LED點(diǎn)陣顯示器模塊，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹(shù)脂和塑模封裝而成。這種一體化封裝的點(diǎn)陣LED模塊，具有高亮度、引腳少、視角大、壽命長(zhǎng)、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)。LED點(diǎn)陣規(guī)模常見(jiàn)的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。

根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙基色、三基色等。像素顏色不同，所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同。單色點(diǎn)陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點(diǎn)亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點(diǎn)亮?xí)r間，則可實(shí)現(xiàn)256或更高級(jí)灰度顯示，即可實(shí)現(xiàn)真彩色顯示。

圖2.1示出最常見(jiàn)的8×8單色LED點(diǎn)陣顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外型規(guī)格，其它型號(hào)點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)與引腳可試驗(yàn)獲得。

圖2.1 8×8單色LED模塊內(nèi)部電路

LED點(diǎn)陣顯示器單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號(hào)．如5x7點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母．5×8點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文，8x8點(diǎn)陣可以用于顯示簡(jiǎn)單的中文文字，也可用于簡(jiǎn)單圖形顯示。用多塊點(diǎn)陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類(lèi)實(shí)用裝置常通過(guò)PC機(jī)或單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。2.2 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理

LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡(jiǎn)單、控制方便，但硬件接線(xiàn)復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。

點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺(jué)暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫(huà)面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來(lái)就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫(huà)面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線(xiàn)數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。

以8×8點(diǎn)陣模塊為例，說(shuō)明一下其使用方法及控制過(guò)程。圖2.1中，紅色水平線(xiàn)Y0、Y1……Y7叫做行線(xiàn)，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極，每一行8個(gè)LED的陽(yáng)極都接在本行的行線(xiàn)上。相鄰兩行線(xiàn)間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線(xiàn)X0、X1……X7叫做列線(xiàn)，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線(xiàn)間絕緣。

在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，若在某行線(xiàn)上施加高電平（用“1”表示），在某列線(xiàn)上施加低電平（用“0”表示）。則行線(xiàn)和列線(xiàn)的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過(guò)而發(fā)光。比如，Y7為1，X0為0,則右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮。

現(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B”的過(guò)程。其過(guò)程如圖2.2

圖2.2 用動(dòng)態(tài)掃描顯示字符“B”的過(guò)程

2.3 LED常見(jiàn)的控制方式

目前常見(jiàn)的是并行傳輸方式（見(jiàn)附錄1.1），通過(guò)8位鎖存器將8位總線(xiàn)上的列數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存顯示，各8位鎖存器的片選信號(hào)由譯碼器提供。此種方式的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，對(duì)微控制器（MCU）的通信速度要求較低。但是這種方案最大的缺點(diǎn)是不便于隨意擴(kuò)展顯示單元的數(shù)目。每增加一個(gè)16×16點(diǎn)陣的全角漢字顯示單元，就需要在之前的電路上多增加兩根地址線(xiàn)，這就要求在PCB布線(xiàn)的時(shí)候要留有充足的地址線(xiàn)冗余量。再一個(gè)缺點(diǎn)是，每個(gè)單元的PCB隨著安放位置的不同，布線(xiàn)結(jié)構(gòu)也不相同，不利于廠(chǎng)家批量生產(chǎn)。并行傳輸需要的芯片較多，因此市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)用FPGA,CPLD等高密度可編程邏輯器件（PLD）來(lái)取代傳統(tǒng)鎖存器IC的方案。成本有所下降，但可擴(kuò)展性仍舊較差。因此，并行傳輸方式適用于顯示單元數(shù)目確定的條屏。

隨著廣告屏顯示內(nèi)容的多媒體化，對(duì)控制器傳輸速度，運(yùn)算能力的要求越來(lái)越高。因此控制器的種類(lèi)也在不斷發(fā)展以適應(yīng)要求，從最初的8051單片機(jī)，到PIC單片機(jī)，又到FPGA，直到現(xiàn)在的ARM處理器。不同功能檔次的廣告屏對(duì)應(yīng)著不同的處理器。

一．以傳統(tǒng)8051單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因受到單片機(jī)運(yùn)算速度及通信速率的限制，LED動(dòng)態(tài)顯示的刷新率不可能做得太高。對(duì)顯示效果和移動(dòng)算法的處理也比較吃力，在實(shí)際顯示效果上有比較明顯的閃爍感。除此之外，傳統(tǒng)8051單片機(jī)的內(nèi)部資源貧乏，僅128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，幾K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，無(wú)E2PROM，SPI。這就需要對(duì)單片機(jī)擴(kuò)展外設(shè)，無(wú)疑增加了硬件成本。因此，8051控制的條屏只能用于顯示內(nèi)容及其簡(jiǎn)單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場(chǎng)合。

二．以PIC單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因PIC單片機(jī)是RISC架構(gòu)的工業(yè)專(zhuān)用單片機(jī)，處理指令的速度有所增加，抗干擾能力優(yōu)秀，型號(hào)種類(lèi)繁多。作為條屏的控制器，可以明顯的改善顯示效果，同時(shí)PIC單片機(jī)內(nèi)部的資源較豐富，可節(jié)省外部電路設(shè)計(jì)難度，同時(shí)降低了硬件成本。因此，以PIC單片機(jī)為控制器的條屏目前仍是單色條屏市場(chǎng)的主流。

三．以FPGA（復(fù)雜可編程邏輯門(mén)陣列）為控制器的LED顯示屏。FPGA以高速、并行著稱(chēng)。是近年來(lái)新興的可編程邏輯器件。用他作為L(zhǎng)ED顯示屏的控制器，能夠高速的處理色階PWM信號(hào)、高速的完成動(dòng)態(tài)掃描邏輯、高速的完成字符移動(dòng)算法。因此被運(yùn)用于雙基色、三基色的顯示系統(tǒng)。但是其成本較高，開(kāi)發(fā)難度較大。

四．以ARM（32位RISC架構(gòu)高性能微處理器）為控制器的LED顯示屏。ARM有著極高的指令效率，極高的時(shí)鐘頻率。因此其運(yùn)算能力非常強(qiáng)大，內(nèi)部資源也十分豐富，極大的簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)的難度，縮短了開(kāi)發(fā)周期。在條屏的運(yùn)用中，能用ARM來(lái)實(shí)現(xiàn)花樣繁多的顯示方式，以及高色階，多像素的全彩屏驅(qū)動(dòng)。ARM與FPGA的組合更是功能強(qiáng)大，除了海量存儲(chǔ)技術(shù)，無(wú)線(xiàn)更新技術(shù)外，還能實(shí)時(shí)地顯示視頻信號(hào)。因此，以ARM為控制器的顯示屏常為視頻全彩屏。

硬件電路設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)硬件概述

整個(gè)電路由單片機(jī)89C51，8個(gè)74LS373，1個(gè)74HC154，1個(gè)74LS138,4個(gè)16×16的LED。該電路所設(shè)計(jì)的電子屏可顯示多個(gè)漢字，需要4個(gè)16×16 LED點(diǎn)陣模塊，可組成16×64的條形點(diǎn)陣。

AT89C51是一種帶4KB可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能微處理器，俗稱(chēng)單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡(jiǎn)版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51引腳即外觀(guān)如圖3.1所示。

圖3.1 AT89C51的管腳圖

譯碼器是組合邏輯電路的一個(gè)重要的器件，74LS138的輸出是低電平有效，故實(shí)現(xiàn)邏輯功能時(shí)，輸出端不可接或門(mén)及或非門(mén)，74LS138與前面不同，其有使能端，故使能端必須加以處理，否則無(wú)法實(shí)現(xiàn)需要的邏輯功能。發(fā)光二極管點(diǎn)亮只須使其正向?qū)纯?，根?jù)LED的公共極是陽(yáng)極還是陰極分為兩類(lèi)譯碼器，即針對(duì)共陽(yáng)極的低電平有效的譯碼器；針對(duì)共陰極LED的高電平輸出有效的譯碼器。

74LS373是低功耗肖特基TTL8D鎖存器，內(nèi)有8個(gè)相同的D型(三態(tài)同相)鎖存器，由兩個(gè)控制端(11腳G或EN；1腳OUT、CONT、OE)控制。當(dāng)OE接地時(shí)，若G為高電平，74LS373接收由PPU輸出的地址信號(hào)；如果G為低電平，則將地址信號(hào)鎖存。工作原理：74LS373的輸出端O0—O7可直接與總線(xiàn)相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時(shí)，O0—O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來(lái)驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線(xiàn)。當(dāng)OE為高電平時(shí)，O0—O7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線(xiàn)，也不為總線(xiàn)的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端LE為高電平時(shí)，O隨數(shù)據(jù)D而變。當(dāng)LE為低電平時(shí)，O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。74LS373引腳即外觀(guān)如圖3.2所示

圖3.2 74LS373引腳圖

74HC154為 4 線(xiàn)－12 線(xiàn)譯碼器，當(dāng)選通端（G1、G2）均為低電平時(shí)，可將地址端（ABCD）的二進(jìn)制 編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。若將 G1 和 G2 中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端，由 ABCD 對(duì)輸出尋址，還可作 1 線(xiàn)－16 線(xiàn)數(shù)據(jù)分配器。工作環(huán)境溫度為0～70℃，對(duì)社會(huì)的要求非常適合。

LED,50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光

線(xiàn)的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫(xiě)，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線(xiàn)的架子上，然后四周用環(huán)氧7樹(shù)脂密封，即固體封裝，所以能起到保護(hù)內(nèi)部芯線(xiàn)的

作用，所以L(fǎng)ED的抗震性能好該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時(shí)，由單片機(jī)取出第一行需要顯示的內(nèi)容經(jīng)延時(shí)一段時(shí)間后再進(jìn)行下一行點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的顯示。需要注意的是，每次只能選通一行數(shù)據(jù)，即要通過(guò)不斷的逐行掃描來(lái)實(shí)現(xiàn)漢字或字符的顯示。3.2 16×16LED點(diǎn)陣顯示制作

3.2.1 16×16LED點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理

以UCDOS中文宋體字庫(kù)為例，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字庫(kù)中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來(lái)表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。這里我們以“高”字說(shuō)明，如圖3.3所示。

圖3.3 16*16LED漢字顯示

用8位的AT89C51單片機(jī)控制，由于單片機(jī)的總線(xiàn)為8位，一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分。一般把它拆分為上部和下部，上部由8×16點(diǎn)陣組成，下部也由8×16點(diǎn)陣組成。在本例中單片機(jī)首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的p00—p07口。方向?yàn)閜00到p07 ,顯示漢字“高”時(shí),p02點(diǎn)亮,由上往下排列,為p0.0 滅，p0.1 滅, p0.2 滅, p0.3 滅, p0.4 滅, p0.5 亮,p0.6滅,p0.7 滅。即二進(jìn)制00000100，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制為 04h。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線(xiàn)的方 便，我們?nèi)栽O(shè)計(jì)成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃

描，從上圖可以看到，這一列全部為不亮，即為00000000，16進(jìn)制則為00h。然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列，仍為p01點(diǎn)亮，為00000100，即16進(jìn)制04h.這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分的掃描，p20點(diǎn)亮，為二進(jìn)制00000010，即16進(jìn)制02h.依照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個(gè)8位，可以得出漢字“高”的掃描代碼為：02h，00h，01h, 04h,0FFh,0FEh, 00h, 00h，1Fh,0F0h, 10h, 10h, 10h, 10h, 1Fh,0F0h，00h, 04h, 7Fh,0FEh, 40h, 04h, 4Fh,0E4h，48h, 24h, 48h, 24h, 4Fh,0E4h, 40h, 0Ch。

由這個(gè)原理可以看出，無(wú)論顯示何種字體或圖像，都可以用這個(gè)方法來(lái)分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。不過(guò)現(xiàn)在有很多現(xiàn)成的漢字字模生成軟件，就不必自己去畫(huà)表格算代碼了。

3.2.2 用8×8LED點(diǎn)陣構(gòu)成16×16LED點(diǎn)陣

Proteus中只有5×7和8×8等LED點(diǎn)陣，并沒(méi)有16×16LED點(diǎn)陣，而在實(shí)際應(yīng)用中，要良好地顯示一個(gè)漢字，則至少需要16×16點(diǎn)陣。下面我們就首先介紹使用8×8點(diǎn)陣構(gòu)建16×16點(diǎn)陣的方法，并構(gòu)建一塊16×16LED點(diǎn)陣，用于本例的顯示任務(wù)。

首先，從Proteus7.1的元件庫(kù)中找到“MATRIX-8X8-RED”元器件，并將四塊該元器件放入Proteus文檔區(qū)編輯窗口中。此時(shí)需要注意,如果該元器件保持初始的位置（沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)方向），我們要首先將其左轉(zhuǎn)90°，使其水平放置，那么此時(shí)它的左面8個(gè)引腳是其行線(xiàn)，右邊8個(gè)引腳是其列線(xiàn)（當(dāng)然，如果你是將右轉(zhuǎn)，則右邊8個(gè)引腳是行線(xiàn)）。然后我們將四個(gè)元器件對(duì)應(yīng)的行線(xiàn)和列線(xiàn)分別進(jìn)行連接，使每一條行線(xiàn)引腳接一行16個(gè)LED，列線(xiàn)也相同。并注意要將行線(xiàn)和列線(xiàn)引出一定長(zhǎng)度的引腳，以便下面我們使用。連接好的16×16點(diǎn)陣如圖3.4所示。

成如上圖的16×16點(diǎn)陣只是第一步，這樣分開(kāi)的數(shù)塊并不能達(dá)到好的顯示效果,下面我們要將其進(jìn)一步組合。組合實(shí)際上很簡(jiǎn)單，首先選中如上圖中右側(cè)的兩塊8×8點(diǎn)陣，然后拖動(dòng)并使其與左側(cè)的兩塊相并攏，如圖3.5所示。

圖3.4 點(diǎn)陣模塊組合

圖3.5

可以看到原來(lái)的連線(xiàn)已經(jīng)自動(dòng)隱藏了，至于線(xiàn)上的交點(diǎn)，我們不要去動(dòng)。然后，我們?cè)賮?lái)最后一步，選中下側(cè)的兩塊點(diǎn)陣，并拖動(dòng)使其與上側(cè)的兩塊并攏,最后的效果如圖3.6所示?？吹?原來(lái)雜亂的連線(xiàn)現(xiàn)在已經(jīng)幾乎全部隱藏了，一塊16×16的LED點(diǎn)陣做成了。需要注意，做成的LED點(diǎn)陣的行線(xiàn)為左側(cè)的16個(gè)引腳，下側(cè)的16個(gè)引腳為其列線(xiàn)，而且其行線(xiàn)為高電平有效，列線(xiàn)為低電平有效。然后，我們將其保存，以便以后使用。

圖3.6 3.3主控單片機(jī)的接口說(shuō)明

P0口：P0口是一組8位漏極開(kāi)路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)制用口，作為輸入口時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門(mén)電路，對(duì)端口寫(xiě)入“1可作為高阻抗輸入端用。在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線(xiàn)分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線(xiàn)復(fù)用，在訪(fǎng)問(wèn)期激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，PO口接收指令節(jié)，而在程序校檢時(shí)，輸出指令字節(jié)，校檢時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流I。Flash編程和程序校檢期間，P1接收低8位地址。

P2口:P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)端口寫(xiě)“1”，通過(guò)內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流I。在訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪(fǎng)問(wèn)8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口線(xiàn)上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪(fǎng)問(wèn)期間不改變。Flash編程和校檢時(shí)，P2亦接收高位地址和其他控制信號(hào)。

P3口：P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門(mén)電路。對(duì)P3口寫(xiě)入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作輸入端口，作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻，輸出電流I。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校檢的控制信號(hào)。

RST:復(fù)位輸入，當(dāng)震蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。

ALE/PROG：當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),ALE(地址鎖存允許）輸出脈沖用于所存地址的低8位字節(jié)。即使不訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器，ALE乃以時(shí)鐘振動(dòng)頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是:每當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ALE脈沖。

3.4 LED顯示驅(qū)動(dòng)電路 LED顯示驅(qū)動(dòng)電路如圖3.7所示。

圖3.7 顯示驅(qū)動(dòng)電路圖

字模生成

4.1 字模簡(jiǎn)介

文字的字模是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有著根本的變化，它是用數(shù)字的各

[1]位信息來(lái)記載英文或漢字的形狀。

在電腦硬件中，根本沒(méi)有漢字這個(gè)概念，也沒(méi)有英文的概念，其認(rèn)識(shí)的概念只有——內(nèi)碼(將ASCII表的高128個(gè)很少用到的數(shù)值以?xún)蓚€(gè)為一組來(lái)表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。而剩下的低128位則留給英文字符使用，即英文的內(nèi)碼)。如果你用啟動(dòng)盤(pán)啟動(dòng)系統(tǒng)后用DIR命令可能得到一串串莫名其妙的字符，但那確確實(shí)實(shí)是漢字，如果你啟動(dòng)UCDOS或其他的漢字系統(tǒng)后，就會(huì)看到那是一個(gè)個(gè)熟悉的漢字。在硬件系統(tǒng)內(nèi)，英文的字模信息一般固化在ROM里，即使在沒(méi)有進(jìn)入系統(tǒng)的CMOS里，也可以讓你看到英文字符。而在DOS下，中文的字模信息一般記錄在漢字庫(kù)文件里(將制作好的字模放到一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的庫(kù)中，這就是點(diǎn)陣字庫(kù)文件)。

4.1.1 LED顯示屏領(lǐng)域字模實(shí)現(xiàn)技術(shù)

在通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)中，目前有許多字模生成軟件，軟件打開(kāi)后輸入漢字，點(diǎn)“檢取”，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動(dòng)生成，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到我們的程序中即可。在通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)字模提取的技術(shù)中，有在單片機(jī)系統(tǒng)中增加硬漢字庫(kù)的方法，主控器發(fā)送的漢字是其機(jī)內(nèi)碼，用兩個(gè)字節(jié)來(lái)表示一個(gè)漢字。根據(jù)機(jī)內(nèi)碼，顯示單元控制模塊從漢字庫(kù)中查取顯示字模，實(shí)現(xiàn)漢字顯示。由于帶有硬漢字庫(kù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)文字顯示時(shí)，通用智能顯示單元僅接受漢字的機(jī)內(nèi)碼即可，這樣數(shù)據(jù)通訊量大大減少。因此，“動(dòng)態(tài)文字顯示速度快”。4.1.2 軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計(jì)

而在LED顯示屏控制系統(tǒng)具體應(yīng)用的Windows操作系統(tǒng)下如何提取字模信息是設(shè)計(jì)的核心。軟件控制系統(tǒng)在實(shí)際編輯過(guò)程中，要求各種字體、字號(hào)的文字都能被編輯、保存。所以系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，把文本區(qū)理解為由眾多的象素點(diǎn)構(gòu)成，而把不同字體、字號(hào)的文字理解為一幅圖像。因?yàn)樗_(kāi)啟的文本區(qū)大小與LED顯示屏的大小對(duì)應(yīng)，所以采用16×16點(diǎn)陣為單位，把文本區(qū)內(nèi)的每個(gè)像素點(diǎn)都看成一個(gè)二維數(shù)組，由于系統(tǒng)中各種顏色都有對(duì)應(yīng)的值，賦予每個(gè)不同顏色的像素點(diǎn)不同的對(duì)應(yīng)值，再把每個(gè)點(diǎn)賦予一個(gè)int型的值，這樣保存下來(lái)的信息就是二進(jìn)制數(shù)據(jù)。通過(guò)這樣的設(shè)計(jì)，我們不僅可以把任何字型，任何大小的文字保存下來(lái)，還可以顯示以256個(gè)像素點(diǎn)陣為單位的任何圖形。在軟件控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)字模的提取，也就避免了在單片機(jī)中加載硬漢字庫(kù)模塊，從而簡(jiǎn)化了硬件模塊的設(shè)計(jì)。以下以單色屏為例，介紹系統(tǒng)采用字模保存的算法設(shè)計(jì)：

定義COLORREF zimo_ color為像素點(diǎn)的顏色，判斷某個(gè)點(diǎn)的顏色值。如果值為Oxffffff，說(shuō)明此點(diǎn)為白色，賦予此點(diǎn)值0。由于單色屏只有紅色和不顯色兩種，所以可以簡(jiǎn)單賦值為除白色外其余點(diǎn)賦值為1 CClientDC

dc(this);

CFile myfile;unsigned int zimo[192] [384]={0};unsigned char zimo_data[192][48]={0};

COLORREF zimo_color;

int row, col;

this->HideCaret();

for(row=0;row<192;row++){

for(col=0;col<384;col++){

zimo_color=do.GetPixel(col, row);

if(zimo color = =Oxffffff)

{zimo [row] [col]=0;}else

{zimo [row] [col]=1;}}} 定義unsigned int zimo[192][384]={0};//文本區(qū)像素點(diǎn)

以8位為一字節(jié)(因?yàn)樵陔S后的串行通訊中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是8位的二進(jìn)制數(shù)據(jù))定義

unsigned char zimo_data[192][48]={0} 4.2 字模存儲(chǔ)技術(shù)

目前使用最廣泛的技術(shù)是，通過(guò)上位機(jī)軟件將待顯示的字符串轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣字模數(shù)

2據(jù)，通過(guò)燒寫(xiě)的方式將這些字模數(shù)據(jù)按一定的順序編址后存儲(chǔ)在EPROM中。在條屏顯示的2過(guò)程中按規(guī)定的方式取出EPROM中的字模數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)于一個(gè)16×16點(diǎn)陣的漢字字模

2數(shù)據(jù)，需要連續(xù)32字節(jié)的EPROM空間來(lái)存儲(chǔ)。照此計(jì)算，若有256個(gè)需要顯示的字符，則

2至少需要32B×256=8192字節(jié)（8KB）的EPROM存儲(chǔ)空間。通常的單片機(jī)內(nèi)部沒(méi)有集成這么22大容量的EPROM。因此這種方案，需要在單片機(jī)外部擴(kuò)展大容量的EPROM，增加硬件成本。上位機(jī)程序設(shè)計(jì)由于涉及到漢字取模，取模算法的難度較大。在多字下載的時(shí)候傳輸時(shí)間也較長(zhǎng)。諸多弊端使本設(shè)計(jì)放棄了傳統(tǒng)方案。而本設(shè)計(jì)創(chuàng)新使用了專(zhuān)用的點(diǎn)陣字庫(kù)芯片，成本僅為8元，內(nèi)含各種點(diǎn)陣規(guī)格的GB2312、ASCII等標(biāo)準(zhǔn)字庫(kù)。專(zhuān)用字庫(kù)芯片采用微型SO-8封裝，使用高速同步串行SPI接口進(jìn)行讀寫(xiě)操作，節(jié)省了控制器的I/O。在本設(shè)計(jì)中，單片2機(jī)內(nèi)部的小容量EPROM，用于存儲(chǔ)待顯示漢字的GB2312標(biāo)準(zhǔn)機(jī)內(nèi)碼，每個(gè)全角字符的內(nèi)碼

2占2字節(jié)，則在同樣需要顯示256個(gè)漢字的情況下，這種方案僅占用512字節(jié)的EPROM空間

4.3 字庫(kù)生成

因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中為行掃描，列輸入，所以“魏”的自摸代碼為：

DB 49H,40H,4AH,51H,4CH,6AH,7FH,0C4H,4CH,4AH,8AH,71H,88H,42H,3FH,84H DB64H,98H,0A5H,0E0H,3EH,0BEH,24H,81H,24H,89H,7FH,81H,20H,07H,00H,00

“佳”字代碼為：

DB 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH,0E2H,02H,12H,22H,12H,22H,12H,22H DB 12H,22H,0FFH,0FEH,12H,22H,12H,22H,32H,62H,16H,26H,02H,02H,00H,00H

“鋒”字代碼為：

DB 01H,40H,02H,40H,0EH,40H,0F3H,0FEH,12H,44H,12H,48H,09H,00H,11H,28H DB 0F2H,0A8H,2AH,0A8H,25H,0FFH,2AH,0A8H,32H,0A8H,23H,28H,02H,00H,00H,00H 5軟件設(shè)計(jì)

5.1 程序設(shè)計(jì)總體思路和結(jié)構(gòu) 5.1.1 程序設(shè)計(jì)總體思路

用簡(jiǎn)短的匯編程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣顯示內(nèi)容，并使顯示的內(nèi)容在屏幕上從左到右的滾動(dòng)顯示。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、延時(shí)程序、顯示子程序和串行口中斷程序。用AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154芯片和4個(gè)16×16LED點(diǎn)陣顯示器構(gòu)成一個(gè)完整的16位點(diǎn)陣LED顯示系統(tǒng)。5.1.2 程序流程圖

程序主要由開(kāi)始、初始化、主程序、字庫(kù)組成。其中主程序和子程序的流程圖如圖5.1所示。

圖5.1 單片機(jī)漢字顯示程序流程圖

5.2 各模塊程序設(shè)計(jì) 5.2.1 系統(tǒng)初始化 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH LJMP TIME0 ORG 0030H START:MOV R1,#00H MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R4,#00H MOV R5,#00H 5.2.2 LED動(dòng)態(tài)顯示

顯示要求漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個(gè)個(gè)的出現(xiàn)。設(shè)計(jì)時(shí)可采用如下方法：首先將LED顯示屏對(duì)應(yīng)的顯示緩沖區(qū)全部清零，即 LED顯示空白，然后每間隔一個(gè)“軟定時(shí)器”設(shè)定的動(dòng)態(tài)顯示時(shí)間，顯示緩沖區(qū)依次加入一個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)并進(jìn)行掃描顯示，這樣就可達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的效果。實(shí)現(xiàn)LED從左向右移動(dòng)顯示程序： TIME0:INC R5 CJNE R5,#3,NEXT MOV R5,#0 INC DPTR INC DPTR INC R1 CJNE R1,#144,NEXT MOV R1,#0 MOV DPTR,#TAB NEXT: MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H RETI 5.2.3 漢字顯示的原理

我們以中文宋體字庫(kù)為例，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國(guó)標(biāo)漢字庫(kù)中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來(lái)表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。LED點(diǎn)陣漢字顯示程序： MAIN: MOV P1,R2 MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A INC R3 MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A INC R3 MOV P3,R4 LCALL DELAY1MS INC R2 CJNE R2,#16,MAIN MOV R2,#0 INC R4 CJNE R4,#3,MAIN MOV R3,#0 MOV R4,#0 LJMP MAIN

6系統(tǒng)功能測(cè)試

6.1 單元模塊電路測(cè)試

在proteus仿真軟件中運(yùn)行測(cè)試AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154等芯片和LED顯示器均能正常運(yùn)行并完整的顯示出了我所要的效果。所以各個(gè)模塊功能正常。6.2 系統(tǒng)整體功能測(cè)試

在仿真軟件proteus中運(yùn)行測(cè)試系統(tǒng)整體功能，一切正常。實(shí)現(xiàn)了漢字的左移滾動(dòng)顯示，完整的顯示出了“陜西理工學(xué)院”浮動(dòng)漢字。

圖6.1 單片機(jī)漢字顯示系統(tǒng)測(cè)試圖

總結(jié)

在本設(shè)計(jì)中我用簡(jiǎn)短的匯編程序在LED顯示屏實(shí)現(xiàn)了漢字的左移滾動(dòng)顯示。在設(shè)計(jì)中采用的芯片有AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154和4個(gè)16×16LED點(diǎn)陣顯示器。其特點(diǎn)：1.內(nèi)容能從右向左浮動(dòng)顯示。2.硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。3.LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示，工作效率高，價(jià)格低廉等。

通過(guò)本次(64×16位點(diǎn)陣LED)的設(shè)計(jì)，理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專(zhuān)業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富。為后繼的學(xué)習(xí)和工作奠定的基礎(chǔ)。

致謝

在完成此設(shè)計(jì)過(guò)程中，我曾多次去找我的指導(dǎo)老師，李建忠老師，每次在遇到實(shí)驗(yàn)中遇到困難或者程序看不懂的時(shí)候，我都去找李老師，不管上班下班時(shí)間，李老師每次都不厭其煩，不辭辛苦的給我細(xì)心講解指導(dǎo)，我才能在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)，在寫(xiě)論文過(guò)程中老師也給了我很大幫助，在此，我由衷的對(duì)李老師對(duì)我的指導(dǎo)和教育。

參考文獻(xiàn)

[1]李建忠編著.單片機(jī)原理及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002 [2]李群芳，肖看編著.單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2005 [3]于海生編著.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2008 [4]戴梅萼，史嘉權(quán)編著.微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用(第3版).北京：清華大學(xué)出版社，2008 [5]江曉安，董秀峰編著.數(shù)字電子技術(shù)(第二版).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005

附錄

附錄：源程序代碼 ORG 0000H;初始化

AJMP START

ORG 000BH

LJMP TIME0

ORG 0030H START:MOV R1,#00H

MOV R2,#00H

MOV R3,#00H

MOV R4,#00H

MOV R5,#00H

MOV TMOD,#01H

MOV TH0,#3CH

MOV TL0,#0B0H

MOV IE,#82H

SETB TR0

MOV DPTR,#TAB;================ MAIN: MOV P1,R2;單片機(jī)輸出

MOV A,R3

MOVC A,@A+DPTR

MOV P2,A

INC R3

MOV A,R3

MOVC A,@A+DPTR

MOV P0,A

INC R3

MOV P3,R4

LCALL DELAY1MS

INC R2

CJNE R2,#16,MAIN

MOV R2,#0

INC R4

CJNE R4,#4,MAIN

MOV R3,#0

MOV R4,#0

LJMP MAIN;=============== TIME0:INC R5;移動(dòng)顯示

CJNE R5,#3,NEXT

MOV R5,#0

INC DPTR

INC DPTR

INC R1

CJNE R1,#144,NEXT

MOV R1,#0

MOV DPTR,#TAB NEXT: MOV TH0,#3CH

MOV TL0,#0B0H

RETI;================ DELAY1MS:MOV R7,#2;延時(shí) DEL: MOV R6,#250

DJNZ R6,$

DJNZ R7,DEL

RET;================ TAB:;DB 000H,000H,01FH,0FCH,010H,000H,025H,000H,03BH,004H,000H,048H,00AH,050H,009H,060H;陜

;DB 07FH,0C0H,010H,0A0H,012H,090H,014H,088H,000H,08CH,000H,004H,000H,004H,000H,000H

DB 00H,00H,7FH,0FFH,44H,20H,5AH,10H,61H,0E1H,10H,82H,14H,84H,12H,88H

DB 10H,0B0H,0FFH,0C0H,10H,0B0H,12H,88H,34H,86H,11H,83H,00H,82H,00H,00H

DB 000H,000H,003H,000H,002H,0F8H,022H,010H,022H,050H,03FH,090H,022H,010H,022H,010H

DB 07FH,090H,044H,090H,044H,090H,004H,00CH,004H,030H,007H,0C0H,000H,000H,000H,000H

DB 000H,010H,011H,010H,011H,020H,01FH,0E0H,022H,048H,000H,048H,038H,008H,027H,048H

DB 025H,048H,03FH,0F0H,04AH,090H,042H,090H,07EH,010H,000H,010H,000H,000H,000H,000H

DB 000H,000H,000H,010H,000H,010H,000H,010H,008H,010H,008H,010H,008H,010H,00FH,0E0H

DB 010H,020H,010H,020H,010H,020H,000H,020H,000H,020H,000H,020H,000H,000H,000H,000H

DB 000H,000H,003H,020H,00EH,020H,044H,020H,024H,020H,005H,020H,04AH,024H,02AH,0C2H

DB 00BH,07CH,01AH,040H,0E8H,040H,008H,040H,00CH,040H,008H,000H,000H,000H,000H,000H

DB 000H,000H,03FH,0FCH,022H,000H,02DH,004H,033H,008H,004H,010H,018H,0A0H,00AH,0C0H

DB 052H,080H,035H,0F8H,015H,004H,011H,004H,018H,004H,000H,038H,000H,000H,000H,000H

DB 02H,00H,02H,00H,42H,00H,33H,0FEH,00H,04H,02H,08H,02H,10H,02H,00H

DB 02H,00H,0FFH,0FFH,02H,00H,02H,00H,02H,00H,06H,00H,02H,00H,00H,00H

DB 10H,10H,20H,10H,0C0H,11H,5FH,0D2H,75H,7CH,55H,50H,55H,50H,35H,50H

DB 0D5H,50H,55H,50H,75H,7FH,5FH,0D0H,40H,10H,40H,30H,00H,10H,00H,00H

DB 08H,20H,08H,0C0H,0BH,00H,0FFH,0FFH,09H,01H,08H,82H,00H,04H,3FH,0F8H

DB 20H,00H,20H,00H,20H,00H,7FH,0FCH,20H,02H,00H,02H,00H,0EH,00H,00H

DB 24H,08H,24H,10H,24H,60H,25H,80H,7FH,0FFH,0C5H,00H,44H,80H,00H,40H

DB 24H,40H,12H,40H,00H,40H,0FFH,0FFH,00H,80H,01H,80H,00H,80H,00H,00H

DB 02H,20H,0CH,20H,88H,20H,69H,20H,09H,20H,09H,22H,89H,21H,69H,7EH

DB 09H,60H,09H,0A0H,19H,20H,28H,20H,0C8H,20H,0AH,60H,0CH,20H,00H,00H

DB 00H,10H,00H,10H,00H,10H,0FFH,10H,11H,10H,11H,10H,11H,10H,11H,10H

DB 11H,10H,11H,32H,11H,11H,11H,02H,33H,0FCH,11H,00H,00H,00H,00H,00H

DB 08H,20H,08H,22H,08H,41H,0FFH,0FEH,08H,80H,08H,01H,11H,81H,11H,62H

DB 11H,14H,0FFH,08H,11H,14H,11H,64H,31H,82H,10H,03H,00H,02H,00H,00H

DB 04H,08H,04H,08H,04H,10H,04H,20H,04H,40H,04H,80H,05H,00H,0FFH,0FFH

DB 05H,00H,44H,80H,24H,40H,34H,20H,04H,10H,0CH,18H,04H,10H,00H,00H

DB 49H,40H,4AH,51H,4CH,6AH,7FH,0C4H,4CH,4AH,8AH,71H,88H,42H,3FH,84H

DB 64H,98H,0A5H,0E0H,3EH,0BEH,24H,81H,24H,89H,7FH,81H,20H,07H,00H,00H

DB 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH,0E2H,02H,12H,22H,12H,22H,12H,22H

DB 12H,22H,0FFH,0FEH,12H,22H,12H,22H,32H,62H,16H,26H,02H,02H,00H,00H

DB 01H,40H,02H,40H,0EH,40H,0F3H,0FEH,12H,44H,12H,48H,09H,00H,11H,28H

DB 0F2H,0A8H,2AH,0A8H,25H,0FFH,2AH,0A8H,32H,0A8H,23H,28H,02H,00H,00H,00H

END

第三篇：16X16點(diǎn)陣顯示廣告牌設(shè)計(jì) 說(shuō)明

16X16點(diǎn)陣顯示廣告牌

電路說(shuō)明：

J1

為5V電源輸入

S2 電源開(kāi)關(guān)

D1 電源指示燈

R1 指示燈限流電阻

U3 單片機(jī)AT89S52

U1 U2 驅(qū)動(dòng)列掃描74HC595 串入并出。C1 R10 單片機(jī)上電復(fù)位，S1

手動(dòng)復(fù)位。

Y1 C2 C3 為單片機(jī)提供時(shí)鐘

R2……R9 R27…….R34

為點(diǎn)陣的限流電阻（為了更亮些 本設(shè)計(jì)使用2K電阻）。

R11…..R26

三極管基極電阻

Q1------Q16 S8550點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)三極管

A1…..A4

8*8點(diǎn)陣

組成16*16點(diǎn)陣屏。

注：PROTEUS仿真圖為了仿真方便沒(méi)加驅(qū)動(dòng)三極管及電阻（不影響仿真效果）

芯片資料：

AT89S52腳位：

AT89C51腳位：

74HC595腳位：

8*8點(diǎn)陣腳位：

USB母頭：

答辯常見(jiàn)問(wèn)題：

單片機(jī)正常工作的三個(gè)條件：

１．５Ｖ供電 ２．復(fù)位電路

３．時(shí)鐘脈沖（即晶振）

單片機(jī)的29 30腳為何空著：

29腳PSEN是連接 外部ROM時(shí)選通信號(hào)。

30腳 當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部存儲(chǔ)器時(shí)，ALE作為鎖存擴(kuò)展地址的低8位字節(jié)的控制信號(hào)。當(dāng)訪(fǎng)問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ALE以十二分之一振蕩頻率輸出正脈沖，同時(shí)這個(gè)引腳也是EPROM編程時(shí)的編程脈沖輸入端。故此用不上。

單片機(jī)３１腳為何要接高電平：

31腳為內(nèi)部程序存儲(chǔ)器和外部程序存儲(chǔ)器選擇端。當(dāng)31腳(EA /Vpp)為高電平時(shí)，訪(fǎng)問(wèn)內(nèi)部程序存儲(chǔ)器，當(dāng) 31腳(EA/Vpp)為低電平時(shí)，則訪(fǎng)問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器。

此點(diǎn)陣為何要用兩片74HC595，一片可以嗎：

不可以，74HC595是串入8并出，一片只能驅(qū)動(dòng)八列。

可以用其它的芯片代換74HC595嗎：

可以的，74HC138可以，它是三----八譯碼器。74HC154也可以，它是四-----十六譯碼器。

如何使點(diǎn)陣更亮些：

１．修改限流電阻（阻值越小點(diǎn)陣越亮）。２．在每列加三極管驅(qū)動(dòng)。

此點(diǎn)陣為什么有拖影：

是的，一般拖影有三種可能，一是：CPU處理速度太慢，即時(shí)鐘頻率低。二是：字移動(dòng)的速度太快（人眼的視覺(jué)暫留引起）。三是：與點(diǎn)陣屏有關(guān)（本點(diǎn)陣屏采用的是可見(jiàn)發(fā)光芯，由于是可見(jiàn)發(fā)光芯，當(dāng)他熄滅瞬間我們可以見(jiàn)到發(fā)光芯慢慢熄滅，此種屏的好處就是比不可見(jiàn)發(fā)光芯的點(diǎn)陣屏要亮些）。

此點(diǎn)陣在不修改硬件的情況下可往上或下移動(dòng)嗎：

不可以，要其向上或向下移動(dòng)，需要加其他鎖存信號(hào)的芯片。

此電路具有斷電記憶嗎？

沒(méi)有，需要加24CXX存儲(chǔ)器。24CXX是一種EEPROM，即一種存儲(chǔ)器，（24C01、24C02、24C04、24C08、24C16等）這種存儲(chǔ)器的特性是掉電保存，并且可以重復(fù)擦寫(xiě)。

此16*16點(diǎn)陣可擴(kuò)展更大的點(diǎn)陣嗎：

可以的，可擴(kuò)展16*24 16*32等等，列驅(qū)動(dòng)可用74HC595來(lái)完成，因?yàn)榇诵酒加脝纹瑱C(jī)的I/O更少些。也可擴(kuò)展24*24

24*32等等。行 列同樣可以用74HC595來(lái)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。

單片機(jī)AT89C51與 AT89C52區(qū)別：

他們是互相兼容的，引腳排列一樣可以相互替換，存儲(chǔ)空間不一樣AT89C51是4KB的，AT89C52是8KB的 程序可以大點(diǎn)

還有就是52多個(gè)定時(shí)器T 2

單片機(jī)AT89S52與 AT89C52兼容嗎？

完全兼容，AT89S52多了在線(xiàn)下載功能，更方便（最大的區(qū)別就是C52需要把芯片從線(xiàn)路板上摳下來(lái)放到編程器上燒寫(xiě)程序，之后再放回去，極不方便。S52就不用，可以在線(xiàn)路板上下載程序即支持ISP下載，非常方便。AT89C52已經(jīng)停產(chǎn)了，市面上不多見(jiàn)了。）

單片機(jī)AT89S52與 AT89C52對(duì)比：

AT89C52有40個(gè)引腳，32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）端口，同時(shí)內(nèi)含2個(gè)外中斷口，3個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，2個(gè)讀寫(xiě)口線(xiàn)，AT89C52可以按照常規(guī)方法進(jìn)行編程，也可以在線(xiàn)編程。其將通用的微處理器和Flash存儲(chǔ)器結(jié)合在一起，特別是可反復(fù)擦寫(xiě)的 Flash存儲(chǔ)器可有效地降低開(kāi)發(fā)成本。

AT89S52是一個(gè)低功耗，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反復(fù)擦寫(xiě)1000次的Flash只讀程序存儲(chǔ)器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)制造，兼容標(biāo)準(zhǔn) MCS-51指令系統(tǒng)及80C51引腳結(jié)構(gòu)，芯片內(nèi)集成了通用8位中央處理器和ISP Flash存儲(chǔ)單元，功能強(qiáng)大的微型計(jì)算機(jī)的AT89S52可為許多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高性?xún)r(jià)比的解決方案。

AT89S52具有如下特點(diǎn)：40個(gè)引腳，8k Bytes Flash片內(nèi)程序存儲(chǔ)器，256 bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（RAM），32個(gè)外部雙向輸入/輸出（I/O）口，5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)2層中斷嵌套中斷，2個(gè)16位可編程定時(shí)計(jì)數(shù)器,2個(gè)全雙工串行通信口，看門(mén)狗（WDT）電路，片內(nèi)時(shí)鐘振蕩器。

親，答辯之前首先要對(duì)電路熟悉。以上是幫助親，熟悉電路。親，還可以多找些相關(guān)資料，以便順利通過(guò)答辯。

如 親，還有疑問(wèn)，請(qǐng)咨詢(xún)我們。QQ：905653785

第四篇：基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì)

基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì)

摘要：?jiǎn)纹瑱C(jī)作為L(zhǎng)ED主控制模塊，利用簡(jiǎn)單的外圍電路來(lái)驅(qū)動(dòng)64×16的點(diǎn)陣LED顯示屏。利用多個(gè)系列高速單片機(jī)本身強(qiáng)大的功能，可以很方便的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸及存儲(chǔ)，并能利用軟件方便的進(jìn)行顯示內(nèi)容的多樣變化，點(diǎn)陣顯示屏廣泛的應(yīng)用于醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、銀行等公共場(chǎng)所，所以L(fǎng)ED顯示屏具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性。

關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)顯示；單片機(jī)；點(diǎn)陣字庫(kù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TN312.8；TP368.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-7712(2014)08-0000-01

LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)LED，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見(jiàn)光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹(shù)脂封裝起來(lái)。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來(lái)的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。多個(gè)LED發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進(jìn)行顯示，即形成LED點(diǎn)陣圖文顯示屏。其主要特征是只控制LED點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制LED的發(fā)光強(qiáng)弱。LED點(diǎn)陣的漢字顯示方式是先根據(jù)所需要的漢字提取漢字點(diǎn)陣（如16×16點(diǎn)陣），將點(diǎn)陣文件存入ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時(shí)則需要先根據(jù)新的漢字編碼組成語(yǔ)句，再由MCU根據(jù)新編碼提取相應(yīng)的點(diǎn)陣進(jìn)行漢字顯示。

一、LED電子顯示屏概況

LED電子顯示屏是由幾百到幾十萬(wàn)個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的像素點(diǎn)，按矩陣均勻排列組成。利用不同的半導(dǎo)體材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開(kāi)發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。LED顯示屏是一種通過(guò)控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的亮度的方式，來(lái)顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。

LED顯示屏分為圖文顯示屏和條幅顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形，而條幅顯示屏則適用于小容量的字符信息顯示。LED顯示屏因?yàn)槠湎袼貑卧侵鲃?dòng)發(fā)光的，具有亮度高，視角廣、工作電壓低、功耗小、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因而被廣泛應(yīng)用于車(chē)站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣(mài)行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。LED顯示屏的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高氣候耐受性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。

二、點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏顯示原理及單片機(jī)應(yīng)用

點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺(jué)暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫(huà)面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來(lái)就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫(huà)面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線(xiàn)數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。以8×8點(diǎn)陣模塊為例，說(shuō)明一下其使用方法及控制過(guò)程。廣告牌設(shè)計(jì)過(guò)程中使用的紅色水平線(xiàn)Y0、Y1??Y7叫做行線(xiàn)，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽(yáng)極，每一行8個(gè)LED的陽(yáng)極都接在本行的行線(xiàn)上。相鄰兩行線(xiàn)間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線(xiàn)X0、X1??X7叫做列線(xiàn)，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線(xiàn)間絕緣。

在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，若在某行線(xiàn)上施加高電平（用“1”表示），在某列線(xiàn)上施加低電平（用“0”表示）。則行線(xiàn)和列線(xiàn)的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過(guò)而發(fā)光。比如，Y7為1，X0為0，則右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮。隨著廣告屏顯示內(nèi)容的多媒體化，對(duì)控制器傳輸速度，運(yùn)算能力的要求越來(lái)越高。因此控制器的種類(lèi)也在不斷發(fā)展以適應(yīng)要求，從最初的8051單片機(jī)，到PIC單片機(jī)，又到FPGA，直到現(xiàn)在的ARM處理器。不同功能檔次的廣告屏對(duì)應(yīng)著不同的處理器。

單片機(jī)運(yùn)算速度及通信速率的限制，LED動(dòng)態(tài)顯示的刷新率不可能做得太高。對(duì)顯示效果和移動(dòng)算法的處理也比較吃力，在實(shí)際顯示效果上有比較明顯的閃爍感。除此之外，傳統(tǒng)8051單片機(jī)的內(nèi)部資源貧乏，僅128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，幾K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，無(wú)E2PROM，SPI。這就需要對(duì)單片機(jī)擴(kuò)展外設(shè)，無(wú)疑增加了硬件成本。因此，8051控制的條屏只能用于顯示內(nèi)容及其簡(jiǎn)單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場(chǎng)合。

因?yàn)镻IC單片機(jī)是RISC架構(gòu)的工業(yè)專(zhuān)用單片機(jī)，處理指令的速度有所增加，抗干擾能力優(yōu)秀，型號(hào)種類(lèi)繁多。作為條屏的控制器，可以明顯的改善顯示效果，同時(shí)PIC單片機(jī)內(nèi)部的資源較豐富，可節(jié)省外部電路設(shè)計(jì)難度，同時(shí)降低了硬件成本。因此，以PIC單片機(jī)為控制器的條屏目前仍是單色條屏市場(chǎng)的主流。

參考文獻(xiàn)：

[1]李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002.[2]李群芳,肖看.單片機(jī)原理?接口及應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.[3]于海生.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.[4]戴梅萼,史嘉權(quán).微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用(第3版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.[5]江曉安,董秀峰.數(shù)字電子技術(shù)(第二版)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2005.[作者簡(jiǎn)介]周麗萍（1979.09-），女，學(xué)士學(xué)位，科員，工程師，研究方向：電子通信技術(shù)、led顯示屏研發(fā)。

第五篇：24. 8X8 LED點(diǎn)陣顯示技術(shù)（精選）

24． 8X8 LED點(diǎn)陣顯示技術(shù)

1． 實(shí)驗(yàn)任務(wù)

在8X8 LED點(diǎn)陣上顯示柱形，讓其先從左到右平滑移動(dòng)三次，其次從右到左平滑移動(dòng)三次，再次從上到下平滑移動(dòng)三次，最后從下到上平滑移動(dòng)三次，如此循環(huán)下去。2． 電路原理圖

圖4.24.1 3． 硬件電路連線(xiàn)

(1)． 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P1端口用8芯排芯連接到“點(diǎn)陣模塊”區(qū)域中的“DR1－DR8”端口上；(2)． 把“單片機(jī)系統(tǒng)”區(qū)域中的P3端口用8芯排芯連接到“點(diǎn)陣模塊”區(qū)域中的“DC1－DC8”端口上； 4． 程序設(shè)計(jì)內(nèi)容(1)． 8X8 點(diǎn)陣LED工作原理說(shuō)明 8X8點(diǎn)陣LED結(jié)構(gòu)如下圖所示

圖4.24.2 從圖4.24.2中可以看出，8X8點(diǎn)陣共需要64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)發(fā)光二極管是放置在行線(xiàn)和列線(xiàn)的交叉點(diǎn)上，當(dāng)對(duì)應(yīng)的某一列置1電平，某一行置0電平，則相應(yīng)的二極管就亮；因此要實(shí)現(xiàn)一根柱形的亮法，如圖49所示，對(duì)應(yīng)的一列為一根豎柱，或者對(duì)應(yīng)的一行為一根橫柱，因此實(shí)現(xiàn)柱的亮的方法如下所述：

一根豎柱：對(duì)應(yīng)的列置1，而行則采用掃描的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。一根橫柱：對(duì)應(yīng)的行置0，而列則采用掃描的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。

6． C語(yǔ)言源程序

#include

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();} }

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