LED显示屏的设计 - 图文

LED屏幕字符显示屏设计

摘要

LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是人们获得信息的一个方便工具。包括在商场门口，售票大厅，候车大厅，会议室，广场等场所，各种信息都可以通过LED显示屏清晰地显示出来，使人们方便的获得他们想要的更多信息。它是由多个独立的LED发光二极管组合封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、公告、通知、速度等。文章给出了一种基于AT89C52单片机的16×16 点阵LED显示屏的设计方案。此LED点阵显示屏设计主要包括三大部分：系统具体的硬件设计方案,显示程序的设计，软件流程图和部分汇编语言程序等方面。此LED点阵显示屏具有很强的扩展性，在负载范围内, 只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展,是一种成本低廉的图文显示方案。 关键词： LED；单片机；汇编语言；

I

LED screen character display screen

Abstract

As a popular display device component, People get their information is a convenient tool. Included in the market doorway, the ticket hall, waiting hall, meeting rooms, square, etc all kinds of information can pass the LED display clearly shown, make it easy for people to get what they want more information..,LED dot-matrix display board consists of several independent LED (Light Emitting Diode). The LED dot-matrix display board can display the number or sign, and it is usually used to show time, speed, the state of system etc. This paper introduces a kind of simple 16ｘ16 LED display screen design process based on MCU single chip minicomputer . The LED detail hardware scheme, software flow and assemble language programmer design and so on is followed. This destem strong expansibility ,The display part can be cascaded to meet the need. The practice proves the design is low-cost and effective. Keyword:LED；MCU；Assemble language

II

Abstract

目录

摘要 ............................................................................................................................................. I Abstract ................................................................................................................................... II 第一章 绪论 .............................................................................................................................. 1

1.1 LED及LED显示屏 .................................................. 1 第二章 MCS-51系列单片机简介 ........................................................................................... 2

2.1 MCS-51系列单片机及其特点 ......................................... 2 2.2

单片机的发展历史简介 ........................................... 5

第三章 功能要求及特点 .......................................................................................................... 6 第四章 方案实现 ...................................................................................................................... 7

4.1 系统硬件电路的设计 ................................................ 9

4.1.1单片机系统及外围电路 ......................................... 9 4.1.2列驱动电路 ................................................... 9 4.1.3行驱动器 .................................................... 10 4.2.系统程序的设计 ................................................... 10

4.2.1显示驱动程序 ................................................ 10 4.2.2系统主程序 .................................................. 12

第五章 性能分析与总结 ........................................................................................................ 13

5.1 性能分析 ........................................................ 13 5.2 硬件调试 ......................................................... 14 5.3 总结 ............................................................. 14 参考文献 .................................................................................................................................. 16 致谢 .......................................................................................................................................... 17 附录 1 protel原理图 ..................................................................................................... 18 附录 2 Proteus仿真 ....................................................................................................... 19 附录 3 protel制版图 ..................................................................................................... 20 附录 4 主要汇编程序清单 .................................................................................................. 21

III

第一章 背景介绍

第一章 绪论

1.1 LED及LED显示屏

LED 就是Light Emitting Diode（发的缩写光二极管）。发光二极管发明于20世纪60年代，在随后的几年中，其基本用途是作为电路和电子设备的指示灯。随着LED的不断发展，近几年它被广泛的用于汽车的照明灯上。在半导体材料的PN结中，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。在PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入多数载离子和少数载离子发光原理制作的二极管叫发光二极管。发光二极管包括可见光、不可见光、激光等类型。发光二极管是由p 型和n 型半导体组成的二极管。在LED 的PN结附近,p型材料中多数载流子是空穴,n 型材料中多数载流子是电子。在PN结上加正向偏压时,在外电场作用下将多数载流子推向空间电荷区,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PN结附近产生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、符号、动画、表格、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，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，广泛应用于会议室、车站、地铁、码头、机场、商场、社区、集贸市场、医院、校园、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行和其它公共场所。

它的优点：耐风雨、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。 LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影。在实际应用中的显示屏由于成本和可靠性的因素常采用一种称为动态扫描的显示方法。本文设计的是一个室内用4个8ｘ8点阵组成1个16ｘ16的点阵LED图文显示屏，图形或文字显示有静

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第一章 背景介绍

止、移入移出等显示方式。发光二极管简称为LED。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管，在电路及电子设备中作为指示灯，或者组成文字或数字显示出来，还有就是用于汽车行业。LED点阵是由发光二极管组成，它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性。当给发光二极管加上正向电压后，从P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近数微米内分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的荧光。当电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。常用的是发红光、绿光或黄光的二极管。

点阵原理，8X8点阵共由64个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一行置1电平，某一列置0电平，则相应的二极管就亮；如要将第一个点点亮，则9脚接高电平13脚接低电平，则第一个点就亮了；如果要将第一行点亮，则第9脚要接高电平，而（13、3、4、10、6、11、15、16）这些引脚接低电平，那么第一行就会点亮；如要将第一列点亮，则第13脚接低电平，而（9、14、8、12、1、7、2、5）接高电平，那么第一列就会点亮。

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