基于單片機的LED點陣顯示控制的設(shè)計

摘要：LED點陣顯示屏具有運行可靠、安全、節(jié)能、成本低、使用方便等特點。本文討論了基于單片機的LED點陣顯示控制系統(tǒng)設(shè)計所用的各種方法，制作出一個以單片機作為控制單元的點陣顯示屏。設(shè)計采用動態(tài)掃描的顯示方法，選取74LS154和74LS595芯片分別構(gòu)成行、列驅(qū)動電路，單片機通過行、列驅(qū)動電路，可對點陣顯示模塊單元進行行列信號控制，達到控制點陣顯示屏正常顯示漢字、圖片信息的設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞：點陣LED；單片機；顯示控制；芯片

由于單片機技術(shù)的不斷發(fā)展以及高亮度LED發(fā)光管的出現(xiàn)，使得大屏幕高亮度LED電子廣告屏成為可能。與傳統(tǒng)的霓虹燈廣告相比，LED電子廣告屏在顯示效果以及可修改性上都有著無法比擬的優(yōu)勢，而且單片機的日益平民化以及LED技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使得高亮度高清晰的LED點陣廣告牌與傳統(tǒng)霓虹燈廣告牌的成本日益接近。另外，SMT技術(shù)飛速發(fā)展，開關(guān)電源的大規(guī)模使用，使其無論在體積上還是在可靠性上都比傳統(tǒng)的霓虹燈廣告有明顯的優(yōu)勢，為其在特殊領(lǐng)域的應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

1 設(shè)計原理與設(shè)計方案
1．1 設(shè)計原理
對于點陣型LED顯示可以采用共陰極或共陽極，本系統(tǒng)采用共陽極，其硬件電路如圖1所示。當行上有一正選通信號時，列選端四位數(shù)據(jù)為0的發(fā)光二極管便導(dǎo)通點亮。這樣只需要將圖形或文字的顯示編碼作為列信號跟對應(yīng)的行信號進行逐次掃描，就可以逐行點亮點陣。只要掃描速度大于24 Hz，由于掃描時間很快，人眼的視覺有暫留效應(yīng)，就可以看到顯示的是完整的圖形或文字。

本次設(shè)計要完成基于單片機的LED點陣顯示控制的設(shè)計，總體方案是以單片機為控制核心，通過行列驅(qū)動電路，在LED點陣屏上以靜止、左移、右移等方式顯示文字。在設(shè)計過程中驅(qū)動電路運用動態(tài)掃描顯示，動態(tài)掃描簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多行(比如16行)的同名列共用一套列驅(qū)動器。由于動態(tài)掃描顯示(并行傳輸)的局限性，故采用動態(tài)掃描顯示(串行傳輸)，顯示模式用LED點陣屏模塊作顯示屏。
1．2 總體方案
本次設(shè)計單片機采用AT89C51，行電路使用逐行掃描的方式，列電路使用串入并出的數(shù)據(jù)傳輸方式，顯示屏使用由16x16的點陣LED組成的點陣模塊。使用到的芯片有傳入并出移位寄存器74LS595、4線-16線譯碼器74LS154和三極管8550?？傮w設(shè)計框圖如圖2所示。