1、 4 个个 16X16 点阵点阵 LED 电子显示屏电子显示屏 报告主体参考报告主体参考单片机课程设计指导单片机课程设计指导 2 一、功能设计要求一、功能设计要求 3 3 二、方案论证二、方案论证 3 3 三、系统硬件电路的设计三、系统硬件电路的设计 4 4 四、系统程序的设计四、系统程序的设计 6 6 五、调试及性能分析五、调试及性能分析 7 7 六、控制源程序清单六、控制源程序清单 7 7 七、收获、体会、建议七、收获、体会、建议 7 7 八、焊接成品八、焊接成品 7 7 九、附件九、附件 附件附件 1 8 8 附件附件 2 1515 附件附件 3 1515 附件附件 4 1616 附件附
2、件 5 1717 3 课题：课题：4 个个 16X16LED 点阵电子显示屏点阵电子显示屏 一、功能一、功能设计设计要求要求 设计一个能显示 4 个 16X16 点阵图文 LED 显示屏(由于经济问题，由 4 个 8X8 的 LED 焊接成一个 16X16 的 LED)，要求能显示图形或文字，显示图形或文字应稳定、清晰，图形 或文字显示有静止、左移或右移等显示方式。 二、方案论证二、方案论证 从理论上讲， 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位 置相对应的 LED 器件发光，就可以得到想要的显示结果。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。每个 16
3、X16 的点阵共有 256 个发光二极管，显然单片机没有 这么多端口。如果采用锁存器来扩展端口，那么按 8 位锁存器来计算，一个 16X16 的点阵 需要 256/8=32 个锁存器。这个数字很庞大，因为这里仅仅是 16X16 的点阵，而在实际应用 中的显示屏往往还要大得多， 这样在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，显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另一种称为动态扫描的显示方法。 所谓动态扫描，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（如 16 行）的同名列共用一套列驱动器。以 16X16 点阵为例，把所有同一行发光管的阳极连在 一起，把所有同一列发光
4、管的阴极连在一起（共阳的接法） ，先送出第一行发光管亮灭的数 据并锁存，然后选通第一行使其点亮一定的时间，然后熄灭；再送出对应第二行的数据并锁 存，然后选通第二行使其点亮相同的时间，然后熄灭第十六行之后又重新亮第一行，这 样反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒 24 次以上）时，由于人眼的视觉暂留现象， 我们就能看到显示屏上稳定的图形了。 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个列驱动器。 显示数据通常存储在单片机的存储器中，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的列驱动器上去， 这就存在一个显示数据传输的问题。 从控制 电路到列
5、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，并行传输的方案是不可 取的。 采用串行传输的方法，控制电路可以只用一根信号线，将列数据逐位地传往列驱动器， 在硬件方面无疑是十分经济的。但是，串行传输过程较长，数据按顺序逐位地输出给列驱动 器，只有当一行中的各列数据都已经传输到位之后，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，列数据准备时间相对要长一些，在行扫描周期确定的情况下，行显示的时间 就会缩短，以致会影响到 LED 的亮度效果。 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式来 解决。即在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据。为了达到重叠处理的目的，列 数据的显示就需要具有锁存功能。 经过上述分析， 可以归纳出列驱动器电路应具备的主要功 能：对于列数据准备来说，应能实现串入并出的移位功能；对于列数据显示来说，应具有并 行锁存的功能。这样，本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串并移位寄存器就 可以准备下一行的
