led電子顯示屏的設(shè)計(jì)

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1、摘要LED點(diǎn)陣顯示屏作為一種新興的顯示器件,是由多個(gè)獨(dú)立的LED發(fā)光二極管封裝而成.LED點(diǎn)陣顯示屏可以顯示數(shù)字或符號(hào),通常用來(lái)顯示時(shí)間、速度、系統(tǒng)狀態(tài)等。本設(shè)計(jì)是1個(gè)16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)。整機(jī)以美國(guó)ATMEL公司生產(chǎn)的40腳單片機(jī)AT89S52為核心，介紹了以它為控制系統(tǒng)的LED點(diǎn)陣電子顯示屏的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和和LED書寫屏過(guò)程。通過(guò)該芯片控制一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器74LS154和兩個(gè)列驅(qū)動(dòng)器74HC595來(lái)驅(qū)動(dòng)顯示屏顯示。該電子顯示屏可以顯示各種文字或利用關(guān)閉書寫信息，全屏能顯示1個(gè)漢字，采用4塊8x8點(diǎn)陣LED顯

2、示模塊來(lái)組成1個(gè)16x16點(diǎn)陣顯示模式。顯示采用動(dòng)態(tài)顯示，使得圖形或文字能夠?qū)崿F(xiàn)靜止、移入移出等多種顯示方式。在液晶顯示的信息指導(dǎo)下，用戶可以進(jìn)入LED書寫屏模式進(jìn)行書寫文字或繪畫圖像，文中詳細(xì)介紹了LED點(diǎn)陣顯示的硬件設(shè)計(jì)思路、硬件電路各個(gè)部分的功能及原理、相應(yīng)軟件的程序設(shè)計(jì)，以及使用說(shuō)明等。關(guān)鍵詞：AT89S52單片機(jī)LED點(diǎn)陣顯示屏LED點(diǎn)陣書寫屏光筆動(dòng)態(tài)顯示50一、功能要求及方案論證1.1功能要求本方案設(shè)計(jì)一個(gè)電子顯示屏，具體要求滿足以下條件：Ⅰ：對(duì)于LED點(diǎn)陣顯示屏模式1.要求采用51單片機(jī)作為微控制器；2.

3、通過(guò)四個(gè)8ｘ8的點(diǎn)陣LED進(jìn)行文字顯示；3.在目測(cè)條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足、穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。4.文字顯示具有若干個(gè)字輪流顯示、滾動(dòng)顯示、分別從左右上下的方向移入和移出、分別從四個(gè)對(duì)角的方向移出等多種顯示方式。Ⅱ：對(duì)于LED點(diǎn)陣書寫屏模式1.用戶可以利用光筆在LED屏幕上連續(xù)書寫信息。2.把用戶書寫的信息連續(xù)輸出。1.2點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)方案論證列驅(qū)動(dòng)有串入并出驅(qū)動(dòng)和并入并出驅(qū)動(dòng)，采用并行方式時(shí)，從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并列傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?。采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路?/p>

4、以只用一根信號(hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無(wú)疑是十分經(jīng)濟(jì)的，因此，通過(guò)綜合的考慮選擇芯片為數(shù)據(jù)移位寄存器74HC595，它具有一個(gè)8位串入并出的移位寄存器和一個(gè)8位輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的，可以實(shí)現(xiàn)在顯示本行列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)，既達(dá)到重疊處理的目的。74HC595的數(shù)據(jù)端：O0—O7:八位并行輸出端，可以直接控制數(shù)碼管的8個(gè)段。Q7:級(jí)聯(lián)輸出端。我將它接下一個(gè)74HC595的SER端。SER:串行數(shù)據(jù)輸入端。5074HC595的控制端說(shuō)明：SRCLR(

5、10腳):低點(diǎn)平時(shí)將移位寄存器的數(shù)據(jù)清零,通常我將它接Vcc。SRCLK(11腳)：上升沿時(shí)數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)移位。O0-->O1-->O2-->...-->O7；下降沿移位寄存器數(shù)據(jù)不變。（脈沖寬度：5V時(shí)，大于幾十納秒就行了。我通常都選微秒級(jí)）RCLK(12腳)：上升沿時(shí)移位寄存器的數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)寄存器，下降沿時(shí)存儲(chǔ)寄存器數(shù)據(jù)不變。通常我將RCLK置為低點(diǎn)平，當(dāng)移位結(jié)束后，在RCLK端產(chǎn)生一個(gè)正脈沖（5V時(shí)，大于幾十納秒就行了。我通常都選微秒級(jí)），更新顯示數(shù)據(jù)。E(13腳):高電平時(shí)禁止輸出（高阻態(tài)）。如果單片機(jī)的

6、引腳不緊張，用一個(gè)引腳控制它，可以方便地產(chǎn)生閃爍和熄滅效果。比通過(guò)數(shù)據(jù)端移位控制要省時(shí)省力。74HC595是串入并出帶有鎖存功能移位寄存器，它的使用方法很簡(jiǎn)單，如下面的真值表，在正常使用時(shí)SRCLR為高電平，E為低電平。從SER每輸入一位數(shù)據(jù)，串行輸入時(shí)鐘SCLK上升沿有效一次，直到八位數(shù)據(jù)輸入完畢，輸出時(shí)鐘上升沿有效一次，此時(shí)，輸入的數(shù)據(jù)就被送到了輸出端。列驅(qū)動(dòng)電路如圖1-2(a)LED用的是動(dòng)態(tài)顯示原理，行驅(qū)動(dòng)選擇芯片為4—16譯碼器單元74HC154，其輸入是一個(gè)16進(jìn)制碼，解碼輸出為低態(tài)掃描信號(hào)，點(diǎn)陣顯示屏可以

7、用少量I/O口接收控制器傳輸下來(lái)的大量數(shù)據(jù)，此方案為點(diǎn)陣顯示屏系統(tǒng)中比較常用的，所用器件也比較常用，容易買到。行驅(qū)動(dòng)電路如圖1-2(b)(a)(b)圖1-250二、理論分析與計(jì)算2.1光筆的選擇光筆是利用對(duì)光的敏感而設(shè)計(jì)的，即要求LED屏幕工作在微亮的模式下，微亮意為：高速、短時(shí)間地點(diǎn)亮、熄滅每一個(gè)LED燈，利用人眼的“視覺停留效應(yīng)”，讓人眼察覺不出LED燈的閃爍，人眼只會(huì)覺得它是在微亮。掃描過(guò)程中，光筆所在點(diǎn)的的LED燈亮的時(shí)間是非常短暫的，所以對(duì)光敏器件有兩個(gè)要求：響應(yīng)速度快、靈敏。于是我選用了3DU33光敏三極管

8、。光敏三極管和普通三極管相似，也有電流放大作用，只是它的集電極電流不只是受基極電路和電流控制，同時(shí)也受光輻射的控制。通常基極不引出，但一些光敏三極管的基極有引出，用于溫度補(bǔ)償和附加控制作用。當(dāng)具有光敏特性的PN結(jié)受到光輻射時(shí)，形成光電流，由此產(chǎn)生光生電流由基極入發(fā)射極，從而在集電極回路中得到一個(gè)放大了相當(dāng)于β倍的信號(hào)電流。與光敏二