开题报告--单片机控制LED点阵显示器

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1、 LED 显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、 码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理 和其它公共场所。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 1616 的点阵 LED 图文显示屏，图形或文 字显示有静止、移入移出等显示方式 LED 就是 Light Emitting Diode（发光二极管）的缩写。在某些半导体材料的 PN 结 中，注入的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。PN 结加反向电压，少数载流子难以

2、注入，故不发光。这种利用 注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称 LED。发光二极管是由 p 型和 n 型半导体组成的二极管。在 LED 的 p - n 结附近,n 型材料中多数载流子是电子,p 型 材料中多数载流子是空穴。p -n 结上未加电压时构成一定的势垒,当加正向偏压时,在 外电场作用下,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 p - n 结附近产生导带电子和价带空穴的复合,同时释放出相对应的能量 h(h 为 普朗克常数, 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 (nm) 的关系为 = 123

3、9. 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、动画、行情、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 算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图 像并茂，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，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、 建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公

4、共场所。 它的优点：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。 设计要求设计要求： 设计一个室内用 1616 的点阵 LED 图文显示屏，要求在目测条件下 LED 显示屏各 点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形和文字应稳定、清晰无串扰。图形或 文字显示有静止、移入移出等显示方式。 方案实现： 从理论上说，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 在的位置相对应的 LED 器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，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。 1616 的点阵共有 256 个发光二极管， 显然

5、 单片机没有这么多的端口，如果我采用锁存器来扩展端口，按 8 位的锁存器来计算，16 16 的点阵需要 256/8=32 个锁存器。 这个数字很庞大， 因为我们仅仅是 1616 的点阵， 在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数 字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另外一种称为动态扫描 的显示方法。 动态扫描的意思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 （比如 16 行）的同名列共用一套驱动器。具体就 1616 的点阵来说，把所有同 1 行的 发光管的阳极连在一起，把所有同 1 列的发光管的阴极连在一起（共阳极的接法） ，

6、先 送出对应第一行发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第 1 行使其燃亮一定时间，然后熄 灭；再送出第二行的数据并锁存，然后选通第 2 行使其燃亮相同的时间，然后熄灭；以 此类推，第 16 行之后，又重新燃亮第 1 行，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每 秒 24 次以上） ，由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的图形了。 采用扫描方式进行显示时， 每一行有一个行驱动器， 各行的同名列共用一个驱动器。 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。 从控制电路到列驱动器的数据传输可以采用并列方式或串行方式。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，并列传 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，将列数据一位一位传往列驱 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，数据按顺序一位一位 地输出给列驱动器，只有当一行的各列数据都以传输到位之后，这一行的各列才能并行