点阵式电子显示屏设计
基于单片机的LED点阵显示屏的设计
基于单片机的LED点阵显示屏的设计LED点阵显示屏是一种常见的显示设备，它通过控制各个LED的亮灭来显示文字、图形或动画。
在这篇文章中，我们将介绍基于单片机的LED 点阵显示屏的设计。
一、设计目标设计一个基于单片机的LED点阵显示屏，使其能够显示各种文字、图形和动画。
同时，要求显示屏的显示效果清晰、稳定，能够满足日常使用的需求。
二、设计方案1.硬件设计（1）点阵屏：选择合适的点阵屏作为显示屏的输出设备。
点阵屏的种类有很多，常见的有8x8、16x16和32x32等不同尺寸的点阵屏。
根据实际需求选择合适的尺寸。
（2）单片机：选择一块适合的单片机作为控制器。
单片机的选择需要考虑其计算能力、扩展性和易用性等因素。
（3）扩展模块：根据需要，可以选择添加一些额外的扩展模块，如按键模块、声音模块等，以增加显示屏的功能。
（4）电源模块：为显示屏提供稳定的电源，以保证其正常工作。
2.软件设计（1）驱动程序：编写驱动程序，通过单片机控制各个LED的亮灭。
根据点阵屏的不同类型，编写相应的驱动程序。
（2）显示程序：编写显示程序，将要显示的文字、图形或动画转换成相应的点阵数据，然后通过驱动程序显示在点阵屏上。
（3）用户界面：设计一个用户界面，使用户能够方便地输入要显示的文字、选择图形或动画等，然后通过单片机控制显示屏显示出来。
三、实施步骤1.硬件部分（1）按照设计方案选择合适的点阵屏、单片机和扩展模块，并连接它们。
（2）根据点阵屏的引脚定义，设计相应的电路板，并进行制作。
（3）将单片机和扩展模块焊接到电路板上，并连接好相应的引脚。
（4）连接电源模块，为整个系统提供电源。
2.软件部分（1）根据点阵屏的类型，编写相应的驱动程序。
（2）编写显示程序，将要显示的文字、图形或动画转换成点阵数据。
（3）设计用户界面，编写相应的程序，将用户输入的内容转换成可显示的数据。
（4）将驱动程序、显示程序和用户界面程序上传到单片机。
四、测试与调试完成硬件和软件的设计后，进行测试与调试。
16×16点阵LED电子显示屏的设计
单片机课程设计16×16点阵LED电子显示屏的设计题目：16×16点阵LED电子显示屏的设计姓名：学号：专业班级：指导老师：摘要：LED显示屏作为一种新型的显示器件，是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成，通常用来显示时间、图文等信息。
本设计是基于MCS-51单片机的16x16显示屏，其中包含了硬件、软件、调试等方案的设计。
此外、该设计只需简单的级联就能实现显示屏的拓展，但级联时要注意不要超过驱动负载范围。
关键词：MCS-51；LED；单片机一、概述当今社会在飞速发展无疑能源、健康、空间的利用，成了人们着重关注的对象。
而在这个信息传递极速的社会，LED的出现给人们带来了希望之光。
LED的特色之处一是节能（直接功耗，间接耗能），二是基本无电离辐射，三提高空间利用率。
而这些特色又恰好解决了上述的三种问题。
然而LED点阵显示屏的特点不仅仅于此LED点阵显示屏用的是数码管，而数码管具有实用,便宜等优点。
做出来的LED点阵显示很耐用。
LED点阵显示屏之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与LED显示屏本身所具有的优点分不开的。
LED点阵显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。
二、简介组合型led点阵显示器以发光二极体为图素,它用高亮度LED晶粒进行阵列组合后,再透过环氧树脂和塑模封装而成。
具有高亮度、功耗低、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。
点阵显示器有单色和双色两类,可显示红,黄,绿,橙等。
LED点阵有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16、24×24、40×40等多种;根据图素的数目分为等,双原色、三原色等,根据图素顏色的不同所显示的文字、图像等内容的顏色也不同,单原色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色,双原色和三原色点阵显示内容的顏色由图素内不同顏色发光二极体点亮组合方式决定,如红绿都亮时可显示黄色,如果按照脉冲方式控制二极体的点亮时间,则可实现256或更高级灰度显示,即可实现真彩色显示。
点阵电子显示屏制作
点阵电子显示屏制作点阵电子显示屏是一种常见的显示设备，用于在电子设备中显示文字、图像和视频等内容。
它由许多小的像素点组成，可以通过控制这些像素点的颜色和亮度来显示各种不同的内容。
在本文中，我们将讨论点阵电子显示屏的制作过程及其使用的技术。
第一步是设计点阵电子显示屏的像素布局。
像素布局是指将显示屏分成一系列小的像素点，在这些像素点中每一个都能够显示一种具体的颜色或者亮度水平。
设计像素布局时需要考虑到屏幕的大小、分辨率以及需要显示的内容。
通常情况下，像素布局会根据具体要求来进行选择。
第二步是选择合适的材料来制作点阵电子显示屏。
点阵电子显示屏的核心是LED（Light Emitting Diode，发光二极管）或者OLED（Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管）等发光材料，这些材料可以发出红、绿、蓝等不同颜色的光，通过控制颜色和亮度来显示各种图像。
在选择材料时，需要考虑到发光材料的亮度、耗电量、寿命等因素。
第三步是将发光材料连接到控制电路上。
控制电路是控制显示屏中每个像素点的颜色和亮度的关键部分。
通常情况下，控制电路是基于微控制器或者FPGA等数字集成电路设计的。
在连接发光材料时，需要采用多道复杂的驱动电路，以克服不同像素的电涌和色差等问题。
第四步是在控制电路上添加合适的接口，以便于显示屏与其他设备进行连接。
显示屏上的接口通常是基于标准化的数字信号接口或者串行接口设计的。
这些接口可以使显示屏能被电脑、移动设备或者其他设备所识别和连接。
最后一步是编写软件程序来控制点阵电子显示屏。
使用编程语言如C、C++或者Python等编写软件程序来控制点阵电子显示屏是必不可少的。
程序需要控制显示屏中每个像素点的颜色和亮度，并完成驱动显示屏与其他设备的通信。
在制作点阵电子显示器时，需要注意一些问题。
首先，为了防止电容效应或者其他干扰，需要进行严格的屏蔽和接地处理。
其次，需要对显示屏中每个像素的电气特性和可靠性进行全面的测试和评估。
16X16点阵LED电子显示屏设计
单片机应用系统实验设计 16X16点阵LED电子显示屏设计班级：物电学院电信2班组员：吕勇军学号：201011020219 黄波 201011020220指导老师：彭建英日期：2012年12月1号第一章绪论1.1 单片机的应用单片机是生活必不可缺的，顾名思义单片机的应用是很广泛的，导弹的导航装置、飞机上各种仪表的控制、计算机的网络通讯和数据传输、工业自动化过程和实时控制数据处理、广泛使用的智能IC卡、民用豪华轿车的安全保障系统、录像机和摄像机、全自动洗衣机的控制、以及程控玩具、电子宠物等等。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。
1.2电子显示屏随着现代光电技术、微电子技术及计算机技术的飞速发展和普及，LED显示屏已遍及社会的各个领域。
简单的讲，显示屏就是由若干个可组合拼接的显示单元构成屏体，再加上一套适当的控制器。
所以多种规格的显示板配合不同技术的控制器就可以组成许多种LED显示屏，以满足不同环境，不同显示要求的需要。
LED显示屏是由几万到几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。
利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素点。
目前应用最广的是红色、绿色、黄色。
而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。
LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的优点。
LED显示屏的分类：按颜色可以分为单基色显示屏、双基色显示屏、全基色显示屏；按显示器分类LED数码显示屏、LED点阵图文显示屏；按实用场合分类有室内显示屏和室外显示屏。
仔细分解一个LED显示屏，它有以下一些要素构成：金属结构框架、显示单元、扫描控制板、开关电源、双绞线传输电缆、主控制仪、专用显示卡及多媒体卡、电脑及其外设、其它信息源。
第二章系统整体方案2.1 需要实现的功能用移动显示屏来显示汉字，通过单片机AT89C52的行扫描和74LS138芯片的列扫描使点阵显示屏移动显示“湖南文理学院物电”的字幕。
LED点阵显示屏设计
LED点阵显示屏设计简介LED点阵显示屏广泛应用于室内和室外的广告牌、交通信号灯、数字时钟等场合。
它由多个LED灯组成的二维阵列，可以显示文字、图形、动画等内容。
本文将介绍LED点阵显示屏的设计原理、硬件组成和软件控制。
设计原理LED点阵显示屏的设计原理基于LED〔Light Emitting Diode〕发光二极管技术。
它通过控制LED灯的亮灭来实现信息的显示。
在LED点阵显示屏中，每个LED灯都是点阵的一个元素，通过适当的排列组成二维阵列。
每个LED灯可以分别控制其亮度和颜色，从而实现文字、图形和动画的显示。
硬件组成LED点阵显示屏的硬件组成主要包括LED灯、控制电路、电源和外壳。
LED灯LED点阵显示屏所使用的LED灯可以是单色LED或多色LED。
单色LED通常只能发出单一颜色的光，多色LED那么可以发出多种颜色的光。
在设计LED点阵显示屏时需要根据实际需求选择适合的LED灯。
控制电路控制电路是LED点阵显示屏的核心局部，它负责接收来自软件的控制信号，并通过对LED灯的控制来实现信息的显示。
常见的控制电路包括驱动芯片和控制模块。
驱动芯片负责将控制信号转化为对LED灯的驱动信号，控制模块那么负责提供控制信号。
电源LED点阵显示屏需要稳定的电源来正常工作。
电源可以使用交流电源或直流电源，需要根据实际情况选择适宜的电源类型。
同时，还需要考虑电源的容量和可靠性，以确保LED点阵显示屏能够正常工作。
外壳LED点阵显示屏通常需要在室内或室外使用，因此需要选择适宜的外壳来保护LED灯和控制电路不受环境影响。
外壳应具有防水、防尘、耐高温、抗冲击等特性，以确保LED点阵显示屏的正常工作。
软件控制LED点阵显示屏的软件控制主要包括显示内容的编辑和控制信号的发送两局部。
显示内容的编辑显示内容的编辑通常通过计算机或专用软件完成。
用户可以通过编写文本、图形和动画等内容来定义显示的内容，并将其转化为控制信号发送给LED点阵显示屏。
单片机课程设计--+16x16点阵LED电子显示屏的设计
单片机课程设计-- 16ｘ16点阵LED电子显示屏的设计第一章系统总体方案设计LED驱动显示采用动态扫描方法, 动态扫描方式是逐行轮流点亮, 这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套列驱动器。
以16×16点阵为例, 把所有同一行的发光管的阳极连在一起, 把所有同一列的发光管的阴极连在一起（共阳的接法）, 先送出对应第1行发光管亮灭的数据并锁存, 然后选通第1行使其燃亮一定的时间, 然后熄灭；再送出第2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；…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, 就能看到显示屏上稳定的图形。
该方法能驱动较多的LED, 控制方式较灵活, 而且节省单片机的资源。
显示数据传输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已传输到位之后, 这一行的各列才能并行地进行显示。
对于串行传输方式来说, 列数据准备时间可能相当长, 在行扫描周期确定的情况下, 留给行显示的时间就太少了, 以致影响到LED的亮度。
采用串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾, 可以采用重叠处理的方法。
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有锁存功能。
对于列数据准备来说, 它应能实现串入并出的移位功能。
这样, 本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时, 串行移位寄存器就可以准备下一行的列数据, 而不会影响本行的显示。
系统框图如图一图一点阵显示器硬件系统框图第二章系统硬件电路的设计硬件电路大致上可以分为单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。
一. 单片机系统及外围电路单片机采用89C51或更高频率的晶振, 以获得较高的刷新频率, 使得显示更稳定。
（完整版）16×16点阵LED电子显示屏的设计_毕业论文
16×16点阵LED电子显示屏的设计摘要LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。
本设计是1616××16点阵LED电子显示屏的设计。
整机以美国ATMEL公司生产的40脚单片机AT89C51为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。
通过该芯片控制一个行驱动器74LS154和两个列驱动器74L373来驱动显示屏显示。
该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，采用4块8 x 8点阵LED显示模块来组成一个16x16点阵显示模式。
显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。
文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。
关键词：AT89C51单片机 LED 点阵显示动态显示AbstractAs a popular display device component, 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 design is 1 16 ×16 lattice LED electron display monitor design.The whole equipment is with the 40-pin AT89C51 MCU (Micro Controller Unit) produced by the American ATMEL company at thecore, introduced take it as the control system LED lattice electron display monitor dynamic design and the development process. Controls good driver 74LS154 an two row driver 74L373 through thischip actuates the display monitor demonstration. The electronic screen can show all kinds of written or monochrome images, one full screen display Chinese characters, four pieces of 8 x 8 dot-matrix LEDdisplay modules to form the 16x16 dot matrix display mode. Show dynamic show that makes static graphic or text can be achieved, shifted out of various formats. This paper describes the of the LEDdot matrix display, and the principle function of the various parts ofthe circuit, the corresponding software program design and the use of some such. Key words: AT89C51 Micro Controller U nitUnit； LED； LatticeDisplay；Dynamic Display目录第1章绪论1.1 选题背景LED显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，显示屏由几万……几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。
LED 点阵显示设计(单片机课程设计)
LED 点阵显示设计利用LED 点阵（16*16 个发光二极管）交替显示自己名字的每个汉字。
一、预备知识:目前, LED 电子显示屏广泛应用于各种公共场所, 如南通大学新校区图书馆底楼LED 大屏幕、新校区学生食堂各种显示菜价的LED 电子屏等, 在车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场等更是随处可见LED 电子显示屏的身影。
实验箱上由4 块8*8 LED 点阵模块组成1 个16*16 的LED 点阵, 每个LED 发光管其实就是1 个像素点, 而通常汉字显示时所需像素点就是16*16。
汉字显示需要“字模生成软件”生成显示的点阵数据, 通常“字模生成软件”支持使用指定字体、指定取点模式及字节排列模式, 支持字体加粗、斜体、删除线、下划线等设置等。
“字模生成软件”的具体使用见课程设计讲解视频。
二、设计目的1.了解、掌握LED 点阵显示的控制原理, 为后续的LCD 显示控制打下基础；2.熟悉、掌握串行输入并行输出移位寄存器的使用；3.掌握单片机串行接口扩展原理和编程方法。
三、设计内容1.设计LED 点阵模块显示控制电路的原理图；2.设计程序流程图；3、编程调试, 在LED 点阵模块上交替显示自己名字的每个汉字, 交替间隔时间控制在0.5~1 秒之间。
四、参考接线LED 点阵模块显示控制所用导线较多, 可参见LED 点阵模块原理说明及实验箱电路原理图。
五、设计步骤程序:ORG 0000HLJMP MAINMAIN:MOV SP,#6FHMOV B,#80HMOV R0,#0MOV R3,#100MAIN_LOOP:MOV DPTR,#LED_TABMOV R1,#8MOV R2,#8MAIN_LOOP_H:MOV A,BMOV P2,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R1,MAIN_LOOP_H MOV P2,#00HMAIN_LOOP_L:MOV A,BMOV P1,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R2,MAIN_LOOP_L MOV P1,#00HDJNZ R3,MAIN_LOOP MOV R3,#100MAIN_LOOP1:MOV R1,#8MOV R2,#8MOV DPTR,#LED_TAB1 MAIN_LOOP_H1:MOV A,BMOV P2,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R1,MAIN_LOOP_H1 MOV P2,#00HMAIN_LOOP_L1:MOV A,BMOV P1,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R2,MAIN_LOOP_L1DJNZ R3,MAIN_LOOP1MOV R3,#100MAIN_LOOP2:MOV R1,#8MOV R2,#8MOV DPTR,#LED_TAB2MAIN_LOOP_H2:MOV A,BMOV P2,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R1,MAIN_LOOP_H2 MOV P2,#00HMAIN_LOOP_L2:MOV A,BMOV P1,ARR AMOV B,ALCALL FASONGLCALL FASONGLCALL DELAYDJNZ R2,MAIN_LOOP_L2MOV P1,#00HDJNZ R3,MAIN_LOOP2 LJMP MAINFASONG:MOV A,@R0MOVC A,@A+DPTRCLR TIMOV SBUF,AJNB TI,$CLR TIINC DPTRRETDELAY:MOV R7,#4DL Y_LOOP:DJNZ R6,$DJNZ R7,DL Y_LOOP RETDELAY2:MOV R7,#250DL Y_LOOP2:MOV R6,#250DJNZ R6,$DJNZ R7,DL Y_LOOP2 RETLED_TAB:DB …….LED_TAB1:DB …….LED_TAB2: DB……..END原理图:。
16乘16点阵LED电子显示屏的设计
16乘16点阵LED电子显示屏的设计概述本文将讨论16乘16点阵LED电子显示屏的设计。
这是一个可以显示图形和文字的电子屏幕，使用16列和16行LED灯来组成一个点阵，可以显示256个像素。
这样的屏幕可以广泛应用于科技展示、娱乐游戏和家庭电子设备等领域。
设计硬件LED灯基本的LED操作和驱动电路在这里不再赘述。
需要注意的是，对于16行LED 灯和16列LED灯，需要使用合适的电流控制电路并且保证它们可以受到足够的电流。
此外，将需要16个NPN晶体管来控制16列LED灯，和16个PNP晶体管来控制16行LED灯。
控制器在控制器的选择上推荐使用ATmega328p微控制器。
这个控制器也是Arduino Uno的基础。
软件代码结构代码文件应当按照以下结构进行组织：Libraries/SevSeg/SevSeg.hLedControl/LedControl.hLedControl.cppMAX7219.hMAX7219.cppSPI.hSPI.cpp16x16LEDMatrix/16x16LEDMatrix.inoREADME.md这里我们使用SevSeg和LedControl库。
打包由于ATmega328p微控制器的内存限制，将需要对代码进行压缩，以减小程序的尺寸，使它适合在所预算的存储设备中运行。
可以通过使用压缩工具完成这个任务。
推荐使用zip或tar。
结论在这篇文档中，我们讨论了16乘16点阵LED电子显示屏的设计。
我们详细介绍了硬件和软件方面的设计需求以及代码结构的组织。
通过对这些内容的了解，你可以开始创建你自己的16乘16点阵LED电子显示屏!。
16×32点阵LED电子显示屏的设计
摘要 (II)第一章前言 (1)第二章设计任务 (2)2.1任务 (2)2.2 要求 (3)2.2.1 基本要求：设计并制作LED电子显示屏和控制器。
(3)2.2.2 发挥部分： (3)2.2.3其它 (3)第三章方案论证 (4)3.1 显示部分 (4)3．2 数据传输方案 (4)第四章系统硬件部分设计 (5)4．1 电源设计 (6)4．2 单片机系统及外围电路 (7)4．2．1 单片机的选择 (7)4．2．2 AT89S52芯片介绍 (7)4．2．3 单片机系统外围电路 (11)4．3 列驱动电路 (12)4．4 行驱动电路 (14)4．4．1 行驱动芯片74HC154 介绍 (14)4．4．2 行驱动电路 (16)4．5 LED显示屏电路 (18)第五章系统软件部分设计 (20)5.1系统主程序 (21)结束语 (22)致谢 (23)参考资料 (23)附录 (24)摘要本设计是一16×32点阵LED电子显示屏的设计。
整机以美国ATMEL 公司生产的40脚单片机AT89S52为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。
通过该芯片控制一个行驱动器74HC154和四个列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。
该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，全屏能显示2个汉字，采用8块8×8点阵LED 显示模块来组成16×32点阵显示模式。
显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。
文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。
单片机控制系统程序采用单片机汇编语言进行编辑，通过编程控制各显示点对应LED阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。
所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。
LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点在车站、证券所、运动场馆、交通干道及各种室内/外显示场合的信息发布，公益宣传，环境参数实时，重大活动倒计时等等得到广泛的应用。
16×64LED点阵显示屏的设计(附完整proteus仿真图和源程序)
P1 口的管脚第一次写 1 时，被定义为高阻输入。P0 能够用于外部程 序数据存储器，它可以被定义为数据/地址的第八位。 P1 口：P1 口是一个内部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P1 口缓冲器能接 收输出 4TTL 门电流。P1 口管脚写入 1 后，被内部上拉为高，可用作 输入，P1 口被外部下拉为低电平时，将输出电流，这是由于内部上拉 的缘故。在 FLASH 编程和校验时，P1 口作为第八位地址接收。 P2 口：P2 口为一个内部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口，P2 口缓冲器可接收， 输出 4 个 TTL 门电流，当 P2 口被写“1”时，其管脚被内部上拉电阻 拉高，且作为输入。并因此作为输入时，P2 口的管脚被外部拉低，将
《单片机原理及应用》课程设计
摘要
LED 电子显示屏是利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面 积的显示屏幕，在信息显示领域得到了广泛的应用，实现显示屏的技术也有很多 种。本文介绍了基于单片机 80C51 为控制器的 16×64LED 点阵显示屏系统的设计。 整机以美国 ATMEL 公司生产的 40 脚单片机 AT89C51 为核心，介绍了以它为控制 系统的 LED 点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。通过该芯片控制一个行驱动 器 74LS154 和八个列驱动器 74HC595 来驱动显示屏显示。该电子显示屏可以显示 各种文字或单色图像，全屏能显示 4 个汉字，采用 16 块 8×8 点阵 LED 显示模块 来组成一个 16×64 点阵显示模式。显示采用动态显示，使得图形或文字能够实 现静止、移入移出等多种显示方式。本文介绍了利用 Proteus7.10 软件进行原 理图的绘制，利用汉字转换软件将汉字转换为将要发送给单片机的点阵数据，在 keil 软件当中采用 C 语言编程，与 proteus 进行联调，并通过仿真软件 Proteus7.10 最终实现自己设想的效果，总体上系统的设计简单、显示清晰、成 本较低。
16×16点阵LED电子显示屏设计报告_单片机课程设计报告
单片机课程设计报告项目16×16点阵LED电子显示屏地设计摘要：本文介绍了基于STC89C51单片机地16×16点阵LED电子显示屏地设计.分别介绍了显示屏显示地基本原理，硬件设计、控制方法及其程序地实现.经过调试和分析，本设计基本满足了题目设计地要求.关键字：STC89C51 16×16点阵 LED 74LS154 74LS595前言：LED电子显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成地平面式显示屏幕.他具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点.并广泛用于公交汽车、码头、商店、学校和银行等公共场合用于信息地发布和广告宣传.自20世纪八十年代开始，LED电子显示屏地应用领域已经遍布了交通、电信、教育、广告宣传等各方面.LED电子显示屏发展较快，其无论在成本和产生地社会效益等方面都有其独特地优势.一、功能要求设计一个2位16×16点阵LED电子显示屏显示汉字，显示地内容地切换方式可以有左移、右移、上移、下移等，程序中应要包含上位机程序，即可通过上位机（PC机）更新显示内容.二、方案论证2.1 LED驱动显示方案大屏幕显示广泛应用于各个领域，动态大屏幕显示系统显示地文字，数字，图形等生动逼真，立体感强.用单片机驱动LED点阵有很多方法，按显示方式分，有静态显示和动态（扫描）显示，按译码方式可分硬件译码和软件译码之分.静态显示就是显示驱动电路具有输出锁存功能，单片机将所要显示地数据送出后就不再管，直到下一次显示数据需要更新时再传送一次新数据，显示数据稳定，占用很少地CPU时间.动态显示需要CPU时刻对显示器件进行数据刷新，显示数据有闪烁感，占用地CPU时间多.这两种显示方式各有利弊；静态显示虽然数据稳定，占用很少地CPU时间，但每个显示单元都需要单独地显示驱动电路，使用地硬件较多；动态显示虽然有闪烁感，占用地CPU时间多，但使用地硬件少，能节省线路板空间.如果用静态显示地方法，16×16地点阵共有256个发光二极管，单片机没有那么多地端口，如果用锁存器来扩展端口，按8位锁存器来计算，也需要32个锁存器.两位显示就需要64个锁存器.因此在实际应用中地显示屏几乎都不采用静态显示，而是采用动态扫描地显示方法.本次设计地要求是2位地16×16点阵显示，采用动态显示，扫描电路就可以实现多行地同名列共用一套列驱动器.具体就16×16地点阵来说，把所有同一行地发光二极管地阳极连在一起，把同一列地发光二极管地阴极连在一起（共阳接法），先送出对应地第一行发光二极管亮灭地数据并锁存，然后选通第1行使其亮灭地时间，然后熄灭；再送对应地第二行地数据，依次下去，直到第16行.整个来回地时间只要能够达到每秒24次以上，由于人眼地视觉暂留现象，就可以看到显示在屏幕上地稳定地图像了.2.2数据传输和显示方案采用扫描方式进行显示时，每行一个行驱动器，各行地同名列共用一个列驱动器.显示数据通常存储在单片机地存储器中，按8位一个字节地形式顺序排放.显示时要把一行中各列地数据都传送到相应地列驱动器上，这就存在着一个显示数据传输地问题.从控制电路到列驱动器地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地线路数量大，相应地硬件数目多.当列数很多时，并行传输地方案不可取.采用串行传输地方法，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，在硬件方面比较经济.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，只有当一行地各列数据都已传输到位后，这一行地各列才能并行地进行显示.这样，对于一行地显示过程就可以分解为列数据传输和列数据显示两个部分.解决串行传输中列数据传输和列数据显示地时间矛盾问题，可以采用重叠处理地方法.即在显示本行各列数据地同时，传送下一行地列数据.为了达到重叠处理地目地，列数据地显示就需要具有锁存地功能.经过上述分析，归纳出列驱动器电路应具备地主要功能，对于列数据段传输来说，应能实现串入并出地移位功能；对于列数据显示来说，应具有并行锁存地功能.综上所述，本次设计采用动态扫描方式驱动LED显示，采用串入并出地方法实现数据传输和采用并行锁存地方法实现数据显示.2.3系统整体方案框图经过分析，给出系统电路原理框图如图1-1.三、系统硬件电路设计硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分. 3.1单片机系统及其外围电路本次设计采用单片机STC89C51，使用11.0592MHZ地晶振.单片机地串口与列驱动器相连，用来送显示数据.P1口低4位与行驱动器相连，送出行选信号；P1.5~P1.7口则用来送控制信号.P0和P2空着，在有必要时可以扩展系统地ROM和RAM.设计地显示界面可显示2个汉字，需要8个8×8 LED点阵模块，组成16×32地矩形点阵.3.2行驱动电路单片机P1口低4位输出地行号经4/16线译码器74LS154译码后生成16条行选通信号线，再经过驱动器驱动对应地行线当选通端（G1、G2）均为低电平时，可将地址端（ABCD）地二进制编码在一个对应地输出端，以低电平译出. 若将G1 和G2 中地一个作为数据输入端，由 ABCD 对输出寻址，54/74154 还可作1 线－16 线数据分配器.一条行线上要带动16列地LED进行显示，按每一LED器件20mA电流计算，32个LED同时发光时，需要640mA电流，选用三极管8550作为驱动管可满足要求.3.3列驱动电路列驱动器由集成电路74HC595构成.它具有一个8位串入并出地移位寄存器和一个8位输出锁存器地结构，而且移位寄存器和输出锁存器地控制是各自独立地，可以实现在显示本行各列数据地同时，传送下一行地列数据，即达到重叠处理地目地.引脚SI为串行数据输入端，与单片机串口RXD（P3.0）相连，用来传送数据；引脚SCK为移位寄存器地移位时钟脉冲，与单片机串口TXD(P3.1)相连；引脚SCLR信号是移位寄存器地清0输入端，低电平有效，接与单片机P1.5口；RCLK是输出寄存器地打入信号，与单片机P1.6口相接；四、主要元器件功能介绍4.1 8×8点阵LED结构LED点阵电子显示屏是利用发光二极管点阵模块组成地平面显示屏幕.8×8点阵是最基本地单元模块，由4块8×8点阵可构成一块16×16点阵模块，由8块8×8点阵可构成一块18×32点阵模块.单色8×8点阵外形及结构如图1-3：图1-2 硬件电路原路图图1-3从图1-3中可以看出，8X8点阵共需要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地交叉点上，当对应地某一列置1电平，某一行置0电平，则相应地二极管就亮；如要将第一个点点亮，则9脚接低电平13脚接高电平，则第一个点就亮了；如果要将第一行点亮，则第9脚要接低电平，而（13、3、4、10、6、11、15、16）这些引脚接高电平，那么第一行就会点亮；如要将第一列点亮，则第13脚接高电平，而（9、14、8、12、1、7、2、5）接低电平，那么第一列就会点亮.4.2 74LS154芯片介绍74LS154为4线-16线译码器，其管脚图如图1-4所示.引脚A,B,C,D为译码地址输入端，低电平有效；G1,G2为选通端，低电平有效；0-15为输出端，低电平有效.其功能表如图1-5所示.图1-53.3 74LS595芯片介绍74LS595是一个8位串行输入并行输出地移位寄存器和一个8位输出锁存器地结构.74HC595地内部结构如图1-6它地输入端有8个串行移位寄存器，每个移位寄存器地输出都连接一个输出锁存器.引脚SER是串行数据地输入端.引脚SRCLK是移位寄存器是移位时钟脉冲，在其上升沿发生移位，并将SER地下一个数据打入最低位.移位后地各路信号出现在各移位寄存器地输出端.RCLK是输出锁存器地打入信号，其上升沿将移位寄存器地输出打入输出锁存器.引脚E是输出三态门地开放信号，只要当其为低时锁存器地输出才开放，否则为高阻态.SRCLK*是寄存器地清零输入端，当其为低电平时输出全部为零.由于SRCLK和RCLK两个信号是互相独立地，所以能够作到输入串行移位与输出锁存互不干扰.芯片地输出端为Q0——Q7，最高位Q7可以做为多片74LS595级联应用向下级地芯片输入.但因Q7受输出锁存器打控制，所以还从输出锁存器前引出了QT作为级联输出.图1-6五、系统软件设计显示屏软件地主要功能是向屏体提供显示数据，并产生各种控制信号，使屏幕按设计地要求显示.根据软件分层次设计地原理，可把显示屏地软件系统分成两大层：第一层是底层地显示驱动程序，第二层是上层地系统应用程序.显示驱动程序负责向屏体送显示数据，并负责产生行扫描信号和其它控制信号，配合完成LED显示屏地扫描显示工作.显示驱动程序由定时器T0中断程序实现.系统应用程序完成系统环境地设置、显示效果处理等工作，由主程序来实现.5.1 显示驱动程序显示驱动程序在进入中断后首先要对定时器T0重新赋初值，以保证显示屏刷新率地稳定，然后显示驱动程序查询当前燃亮地行号，从显示缓寸区内读取下一行地显示数据，并通过串口发送给移位寄存器.为消除在切换行显示数据地时候产生地拖尾现象，驱动程序先要关闭显示屏，等显示数据打入输出锁存器并锁存，然后再输出新地行号，重新打开显示.图1-7是显示驱动程序地流程图.5.2系统主程序系统主程序开始以后，首先是对系统环境初始化，包括设置串口、定时器、中断和端口以及显示效果.如、左移、右移等.系统主程序地流程图如图1-8所示.六、调试及性能分析6.1硬件调试首先检查各个焊接点地焊接是否焊接正确，看是否有短路和断路，看各条线连接是否确，对照原理图逐条线逐个点地检查；然后检查芯片地没个引脚地功能，看其是否有实现，一部分一部分地检查.直至检查出错误或保证电路完全正确.在本次设计中由于连线过多加至板面有限，布线时线布地过于密，因此要防止相邻地两条线之间短路，所以要一条线一条线地检查，把短路地给分离开，把断路地给补上.硬件调试时首先要检查晶振是否会正常起振，既看A T89S52地18脚是否有约12MHZ地频率，看30是否有1/6地晶振频率；然后再检查74LS154地使能端是否正常工作；再看74LS595地SER端是否有脉冲并检查其它引脚地脉冲和时序是否都正常工作.最后再检查LED灯地各行和各列是否都连接正确.各部分都调试正常之后就可以进行软件调试了.6.2软件调试软件部分需要调试地分需要调试地主要有显示屏地刷新率及显示效果部分.显示屏地刷新率由定时器T0地溢出率和单片机地晶振频率决定.显示驱动程序在进入中断后首先要对定时器T0重新赋初值，以保证显示屏地刷新率地稳定.定时器T0设定为工作方式1，即16位定时器模式，晶振频率f为11.0592MHZ,通过计算得定时器T0地初值TH0=0XFCH,TL0=0X18H.显示效果处理程序地内容及方法非常广泛，本次采用地是左移、两边对移、和上移. 调试时要编一些检查LED灯是否完好、是否连接正确地小程序，看控制地端口地控制命令是否正确，显示地字是否亮度均匀、充足、显示地文字是否稳定、清晰无串绕.我在做本次设计中，主要是硬件调试，在程序调试时观察字左移显示是否完全显示完.，还在字段间加空格使得显示更加美观，另外显示地延时也要取得恰当.七、设计总结两周地课程设计终于圆满落下帷幕了.经过这次地课程设计，让我更深刻体会到了把理论学习联系到实践应用当中地重要性.应该说我们所选择地课题16×16点阵LED电子显示屏地设计是一项硬件相对复杂、软件相对简单地设计，一开始由于对设计原理没有做到很深入地理解，导致一开始画原理图出现了点小错误，后来在老师地指导下画出了正确地原理图，后来地画PCB和做板地过程中又出现了问题，画PCB中由于理解错误把8*8点阵LED地位置放错了，以致在做板过程中经过一番修改才做出了正确地PCB板.在软件设计时，参考了很多网上搜索地资料，经过无数次地修改和调试，最后确定了这次设计地源程序.总之，经过这次课程设计，让我们地实践动手能力得到了很大地提高，在接下来地学习中，我们应该更多地把学习地理论知识应用到实践当中.参考文献【1】孙育才. 单片微型计算机及其应用. 东南大学出版社 2004【2】李华. MCS-51系列单片机实用接口技术. 北京航空航天大学出版社.1993附录一:完整源程序#include<reg51.h>#define BLKN 4sbit G=0x97。
LED电子显示屏的设计
LED电子显示屏的设计LED电子显示屏是一种采用发光二极管（LED）作为发光材料，通过控制LED的亮灭来达到图像显示的一种设备。
它被广泛应用于室内外广告、宣传、指示等场景，能够实现高亮度、宽视角、高清晰度等特点。
以下将从硬件设计、电路设计和控制系统设计三个方面详细介绍LED电子显示屏的设计。
1.硬件设计：(1)点阵设计：根据需要显示的图像或文字，确定LED的象素点阵数。
一般常用的点阵有8x8、16x16、32x32等，也可以根据实际需求进行定制。
(2)显示面板设计：选择合适的显示面板，并进行尺寸设计。
显示面板的尺寸通常根据实际应用场景进行选定，需要考虑可视距离和显示内容的大小。
(3)灯珠选择：根据显示屏的亮度、颜色和灯珠寿命等要求，选择合适的发光二极管。
常见的有红、黄、蓝、绿、白等颜色可选。
(4)驱动电路设计：设计合适的驱动电路，确保LED灯珠正常工作。
常用的驱动电路有常流驱动和电压驱动两种方式，需要根据具体需求进行选择。
2.电路设计：(1)电源设计：根据LED显示屏的功耗，选择稳定可靠的电源。
一般采用交流电源转直流电源的方式，确保供电稳定。
(2)信号处理电路设计：根据外部信号源的输入，设计相应的信号处理电路，将输入信号转化为驱动LED灯珠的控制信号。
(3)驱动电路设计：设计合适的驱动电路，通过驱动芯片控制LED的亮灭。
常用的驱动控制芯片有74HC595、TM1637等。
(4)保护电路设计：为了确保LED电子显示屏的长期稳定工作，需要设计相应的保护电路，包括过流保护、过压保护、过温保护等。
3.控制系统设计：(1)控制芯片选择：根据实际应用需求选择合适的控制芯片。
常用的有单片机、FPGA等，单片机常用的有8051、STM32等。
(2)控制程序设计：根据显示的要求，设计相应的显示程序。
包括图像显示、文字滚动、亮度调节等功能。
编写程序时需要考虑控制芯片的规格和功能。
(3)通信接口设计：如果需要通过外部设备控制显示内容，需要设计相应的通信接口，如串口、以太网接口等，保证外部设备可以与显示屏进行数据交互。
16乘16点阵LED电子显示屏的设计
邢台职业技术学校Xingtai Polytechnic Institute 毕业设计（论文）题目16×16点阵LED电子显示屏的设计班级应电081姓名杨艳德指导教师唐俊英16×16点阵LED电子显示屏的设计目录摘要 (3)关键词 (3)前言 (4)1.背景介绍 (5)1.1 LED及LED显示屏 (5)1.2 MCS-51系列单片机简介 (6)1.2.1 MCS-51系列单片机及其特点 (6)1.2.2 单片机的发展历史简介 (6)3.功能要求 (7)4.方案实现 (7)4.1 系统硬件电路的设计 (8)4.1.1单片机系统及外围电路 (9)4.1.2列驱动电路 (9)4.2.系统程序的设计 (11)4.2.1显示驱动程序 (11)4.2.2系统主程序 (12)5性能分析 (19)5.1 性能分析 (19)总结 (20)摘要LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。
文章给出了一种基于MCS-51单片机的16×16 点阵LED显示屏的设计方案。
包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分汇编语言程序等方面。
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：MCS-51；LED；单片机前言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16ｘ16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显示屏分为数码显示屏、图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。
LED数码显示屏的显示器件为7段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏。
LED点阵电子显示屏系统的设计
资源 已显不 足 ，会导致 系统 功能
欠 佳 ，达 不 到 较 好 的 性 能 。
方案论证
１点 阵娃求屏部 分
图 １ 串行方式显 示逻辑结构 框 图
方案二：主从工作模式 。 采用 主 从单 片机 工作 方式 来控制 整个
点阵的６ 个列线 的 目的 。 ４ 方案 中运 用 １ 系统 。 中一 个单 片机用于控制 Ｌ Ｄ点 ６ 其 Ｅ
对 Ｌ Ｄ点阵的 １ Ｅ ６行进行扫描 。在送每
一
行的数据到 Ｌ Ｄ点阵 前 ， Ｅ 先把 数据分
别送 到第一级 的 ８ ７ ＨＣ ７ ，然后再 个 ４ ５３
给 第 二 级 的 ８ 个
７ ＨＣ５ ３ 一 个 锁 ４ ７送
脉 冲 ，将 数据 一 起
送 到 Ｌ Ｄ点 阵 的 各 Ｅ 列。
合 的公告 牌的 Ｌ ＥＤ 点阵 电子显示 屏设 示 ，通用 ５ 单 片机会 比较吃力 ， １ 出现 比 定 、时 间 读 取 、温 度 检 测 ，以 及 与 上 位
计 。公告 内容随时可以 更新 ，能够实时 较严 重的闪烁停 滞现象 。此外 ，要实现 机 的通信等 。只用一个单片机控制 点阵
片锁存 器７ ＨＣ ７ 来组成 ８ ４ ５３ 组双缓 冲寄 阵 显示 ， 另外 一个 单 片机 用于 扩 展键
存器 ，驱动 Ｌ Ｄ点阵的 ８ 列线 ， ４ 盘 、串 口与上位机通信 、温 度测量 、时 Ｅ 组 用 ／ １ 译码 器 ７ ＨＣ５ ５ Ｌ Ｄ点阵 的 ｌ 行 间读取 等工作 。相对单机 工作方式 ，主 ６ ４ ９对 Ｅ ６ 进行 扫描 。 送每一行 的数据到 Ｌ Ｄ点 从 工作模式的处 理能 力大大提 高 ，并且 在 Ｅ 阵前 ，先把数据分 别送到第 一级的 ８个 分 工 明确 ，执 行速 度得 到很大 的提高 。 ７ ７３，然后 再给 第 二级 的 ８个 虽然硬 件电路以及软件设 计方面要求相 Ｈ Ｃ５ ４ ７ ＨＣ５ ３送锁脉 冲 ，数据一起 输 出到 ４ ７ Ｌ Ｄ点阵列 中 ， Ｅ 这样就避 免了 各行数 据 显示 不同步 问题 。由于并 行数据传输 速 度比 串行快 ，所以字符 闪烁的 问题 得到 较好地解决 ，文字左右移 动也 比较 容易 控制 。综上所述 ，本设计 最终选择 了这 个方案 。
16x16点阵式汉字电子显示屏之欧阳家百创编
郑州工程技术学院欧阳家百（2021.03.07）单片机原理及应用技术课程设计题目：点阵式电子显示屏的设计学号： 201550180205姓名：潘阳同组人: 石国夫专业：电气自动化班级：15电气对口二班指导教师：孙建延2016年 12 月27 日点阵式汉字电子显示屏的设计设计内容：以MCS-51系单片机为核心器件，设计一个点阵式汉字电子显示屏。
任务要求：（1）显示屏为16*16LED点阵显示器；（2）可以依次显示“老师，您辛苦了！”8个汉字。
设计要求：（1）设计方案选择合理，达到设计任务要求；（2）设计思路清晰，原理框图正确，元器件选择恰当，计算正确；软件流程图正确合理，源程序完整；说明书简明扼要，文字流畅，论点明确，书写工整；（3）图纸表达正确，符合制图规范；图面整洁，布局合理，图中电气连接和元器件符号符合要求。
（4）设计的有关技术指标符合国家有关规范、标准和政策要求。
（5）在设计过程中认真、按时完成各阶段的设计、计算、编程、绘图、调试任务。
（6）原理图绘制在A1纸，要求用PROTEUS仿真正确后，焊接实物电路板，并能测试成功。
摘要本设计使用AT89C51系列高速单片机作为主控制模块，利用简单的外围电路来驱动16×16的点阵LED显示屏。
利用AT89C51系列高速单片机本身强大的功能，可以很方便的实现单片机与PC机间的数据传输及存储，并能利用软件方便的进行显示内容的多样变化，另一方面点阵显示屏广泛的应用于医院、机场、银行等公共场所，所以本设计具有很强的现实应用性。
本LED显示屏能够以动态扫描的方式同时显示4个8×8点阵汉字，并能通过上位机软件修改显示内容和显示效果等等。
把字符内码存储在空闲的单片机程序存储器空间，本文从LED的显示原理入手，详细阐述了LED动态显示的过程，以及硬件电路的设计、计算和软件仿真下载实现。
关键词：动态显示；单片机；AbstractThis design USES AT89C51 series high speed single chip microcomputer as the main control module, the use of simple peripheral circuit to drive the 16 * 16 lattice LED display. Using AT89C51 series high-speed microcontroller itself powerful function, can easily achieve between MCU and PC data transmission and storage, and convenient to use software to display content diversity change, on the other hand dot matrix display screen is widely used inhospitals, airports, Banks and other public places, so this design has a strong practical applicability.The LED display can be displayed in a dynamic scanning way and at the same time four 8 x 8 dot matrix Chinese characters, and can pass the PC software revision display content and effect, and so on. Store named character in the free microcontroller program memory space, this article obtains from the principle of LED display, LED dynamic display of the process were introduced in detail, as well as the hardware circuit design, calculation and simulation software to download.Key Words:Dynamic display; Single chip microcomputer;目录摘要3一绪论6二单元电路设计与分析92.1系统设计92.2系统硬件电路的设计92.2.1单片机系统92.2.2行驱动电路112.2.3列驱动电路122.3软件设计152.3.1软件要求162.3.2 程序代码16三电路安装与调试213.1 单元模块电路测试223.2 系统整体功能测试22四总结22五.参考文献23六附录241元件清单242系统原理图25一绪论设计课题背景知识单片微型计算机（single chip microcomputer）简称单片机，它是为各类专用控制器而设计的通用或专用微型计算机系统，高密度集成了普通计算机微处理器，一定容量的 RAM 和ROM 以及输入/输出接口，定时器等电路于一块芯片上构成的。
16×16点阵LED电子显示屏的设计
告宣传。
自20世纪八十年代开始，LED电子显示屏的应
用领域已经遍布了交通、电信、教育、广告宣传等
各方面。LED电子显示屏发展较快，其无论在成本
和产生的社会效益等方面都有其独特的优势。功能介绍本作品的能：可以显示静态的汉字
可以实现动态显示，显 示的内容有左移、右移、 上移、下移等
可以通过上位机（PC机） 更新显示的内容
显示。本次设计单片机选用STC89C51、行驱动采用4线16线译码器74LS154、列驱动采用串行输入转并行输出 的移位寄存器74HC595.
4、系统整体方案框图
5、硬件电路原理图
6、系统PCB图
设计心得
通过这次的电子设计竞赛，让我们
的实践动手能力得到了很大的提高，明
白了理论学习联系到实践应用当中的重
要性，培养了我们团结合作、吃苦耐劳
的精神，而且更让我们认识到一个团队
只有具备良好的团结协作精神才能做出
出色的作品！
谢 谢 大 家！
The end
祝电子设计大赛圆 满成功！！
或熄灭，即可产生文字或图案的效果。通常把要显示的 图形或文字转换成点阵，再按照显示控制的要求以一定 的格式形成显示数据。
3、硬件电路设计
本次设计硬件电路大致上可以分为单片机系统及外
围电路、行驱动电路和列驱动电路三部分。由于显示量
比较大，很难用静态方法显示，只能采用动态扫描方法，
所以只有采用单片机及相关接口电路才能灵活实现动态
第十八届大学生专业素质能力竞赛
电子设计竞赛
16×16点阵LED电子 显示屏的设计
硬件设计： 软件设计： 报告设计：
背景介绍
LED电子显示屏是利用发光二极管点阵模块
组成的平面式显示屏幕。他具有发光效率高、使用
16×16点阵LED电子显示屏的设计
机器人创新设计课程设计报告书题目：16×16点阵LED电子显示屏的设计：津学号：1613010320专业：国际经济与贸易指导老师：于大泳设计时间：2017年3月管理学院目录1. 引言 (3)1.1 设计意义 (3)1.2 系统功能要求 (3)2. 方案设计 (4)3. 硬件设计 (5)4. 软件设计 (8)5. 系统调试 (9)6. 设计总结 (11)7. 附录A.：源程序 (11)8. 附录B.：作品实物照片 (16)9. 参考文献 (17)16×16点阵LED电子显示屏的设计1.引言1.1 设计意义目前广告牌具有显示容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。
因此传统的LED显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。
而利用PC 机通信技术控制LED显示屏,则具有显示容丰富,信息更换灵活等优点。
1.2 系统功能要求本设计是一16×16点阵LED电子显示屏的设计。
整机以40脚单片机AT89C51为核心，通过该芯片控制列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。
该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，全屏能显示1个汉字。
显示可以采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。
开关控制显示“矿大电气五班”、“电子综合设计”的字幕。
同时还要实现的功能：5V的电压输入，时钟电路的设置，复位电路的设置，单片机给74HC154芯片同时给E1和E2低电平，74LS154才能正常的工作。
例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1，X0=0即可。
应用时限流电阻可以放在X轴或Y，16*16LED点阵如图1.2.1所示。
图1.2.12.方案设计16X16点阵LED 工作原理说明 : 16X16点阵共需要256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，当对应的某一列置1电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的亮的方法如下所述：一根竖柱：对应的列置1，而行则采用扫描的方法来实现。
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点阵式电子显示屏设计调研报告2014年7月26日小组人员：刘博，刘毅，王盛丽调研背景：LED点阵是由发光二极管排列组成的显示器件，具有耗电少、使用寿命长、成本低、亮度高、故障少、视角大、可视距离远、规格品、可靠耐用、应用灵活、安全、响应时间短、绿色环保、控制灵活等特点。
被广泛用作公共场合的信息传播媒体，如店铺打折信息，交通信号指示灯，以及广场上的彩色显示屏。
为人们的日常生活带来了很大的便利。
不过在今天各种触摸显示屏，LCD液晶显示屏，TFT显示屏等色彩更为亮丽的屏幕已经占领了大部分市场，而LED点阵显示是否有存在的必要呢？它的技术能否跟上时代的步伐，它的应用前景如何，值得我们去思考。
国内外现状：一分类：1．按颜色基色可以分为单基色显示屏：单一颜色（红色或绿色）。
双基色显示屏：红和绿双基色，256级灰度、可以显示65536种颜色。
全彩色显示屏：红、绿、蓝三基色，256级灰度的全彩色显示屏可以显示一千六百多万种颜色。
全彩显示屏2．按显示器件分类LED数码显示屏：显示器件为7段码数码管，适于制作时钟屏、利率屏等，显示数字的电子显示屏。
LED点阵图文显示屏：显示器件是由许多均匀排列的发光二极管组成的点阵显示模块，适于播放文字、图像信息。
3．按使用场合分类室内显示屏：发光点较小，一般Φ3mm--Φ8mm，显示面积一般几至十几平方米。
室外显示屏：面积一般几十平方米至几百平方米，亮度高，可在阳光下工作，具有一定的防风、防雨、防水功能。
4．按发光点像素间距分类室内屏：P3mm、P3.75mm、P4mm 、P6mm、P7.62mm、P8mm、P10mm室外屏：P10mm、P12mm、P14mm、P16mm、P20mm、P25mm、P31.25mm、P36mm、室外屏发光的基本单元为发光筒，发光筒的原理是将一组红、绿、蓝发光二极管封在一个塑料筒内共同发光增强亮度。
二．应用场合：当前，LED显示屏的应用已涉及社会经济的许多领域。
主要包括：（1）证券交易、金融信息显示。
这一领域的LED显示屏占到了前几年国内LED显示屏需求量的50%以上，仍为LED显示屏的主要需求行业。
上海证券交易所、深圳证券交易所及全国上万家证券、金融营业机构广泛使用了LED显示屏。
（2）机场航班动态信息显示。
民航机场建设对信息显示的要求非常明确，LED显示屏是航班信息显示系统FIDS(Flight information Display system)的首选产品，首都机场、上海浦东国际机场、海口美兰机场、珠海机场、厦门高崎机场、深圳黄田机场、广州白云机场及全国数十家新建和改扩建机场都选用了国产的LED显示屏产品。
（3）港口、车站旅客引导信息显示。
以LED 显示屏为主体的信息系统和广播系统、列车到发揭示系统、票务信息系统等共同构成客运枢纽的自动化系统，北京站、北京西站、南昌站、大连港等国内重要火车站和港口都安装了国内厂家提供的产品和系统。
（4）体育场馆信息显示。
LED显示屏已取代了传统的灯泡及CRT 显示屏，四十三届世乒赛主场地天津体育中心首次采用了国产彩色视频LED显示屏，受到普遍好评，上海体育中心、大连体育场等许多国内重要体育场馆相继采用了LED显示屏作为信息显示的主要手段。
（5）道路交通信息显示。
智能交通系统（ITS）的兴起，在城市交通、高速公路等领域，LED显示屏作为可变情报板、限速标志等，替代国外同类产品，得到普遍采用。
（6）调度指挥中心信息显示。
电力调度、车辆动态跟踪、车辆调度管理等，也在逐步采用高密度的LED显示屏。
（7）邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。
遍布全国的服务领域均有国产LED显示屏在信息显示方面发挥作用。
（8）广告媒体新产品。
除单一大型户内、户外显示屏作为广告媒体外，国内一些城市出现了集群LED显示屏广告系统；列车LED显示屏广告发布系统也已在全国数十列旅客列车上得到采用并正在推广。
[1]由于LED显示屏价格较为昂贵，主要应用于比较高档的场所，一般集中在城市的繁华场所，作为多媒体广告的一部分。
单双色led电子显示屏主要应用于交通，高速公路，银行、证券交易等金融场所。
三．发展趋势LED电子显示屏采用了低电压扫描驱动，具有耗电省、使用寿命长、成本低、亮度高、视角大、可视距离远、防水、规格品种多等优点，可以满足各种不同应用场景的需求，发展前景非常广阔，被公认为最具增长潜力也是发展最快的的LED应用市场。
而在未来各项大型运动赛事等新增需求，都将促使LED显示屏的大规模发展。
此外，已架设的大型LED显示屏幕每10年将历经一次换机潮，随着人们生活水平的提高，户外led显示屏将逐渐应用于各个行业。
过去被用于LCD背光等的恒流式LED驱动器采取1个恒流电路对1个LED元件的结构方式，增加LED灯数就要增大芯片面积、增加成本，所以往往被敬而远之。
但是，近年来LED在高亮度化方面已取得进展，用较小的电流值也可使LED以足够的亮度进行亮灯，而恒流电路本身不增加。
LED的电源（正极）一侧内置了依次驱动的PMOS晶体管进行分时亮灯，从而可以分别控制数量更多的LED（图1）。
如图所示，传统的LED驱动器用6ch的恒流电路使6个LED亮灯，而点阵式驱动器用3ch的SW电路和3ch的恒流电路便可分别对9个LED元件进行亮灯控制。
在国外有一种技术可以用概率PWM调光通过消除弱电流减轻点阵式LED显示屏热电磁干扰，并使大型LED显示屏幕更清晰，另外，由于PWM只影响脉冲计时和峰值振幅，所以可以用高频的PWM实现高质量的LED显示屏。
下面就是经过处理的图像：In this paper, we propose a probability-based PWM (PPWM) generation method and PPWM-based LED tile control architecture suitable for a large-size LED display system. The proposed methods can efficiently alleviate the inrush current by probabilistic shifting of PWM. Experimental results on a commercial LED panel show that PPWM dimming can reduce the average peak value of the inrush current by up to 5% and the variation by up to 35%, with an affordable hardware cost. Therefore, it is expected that PPWM-based LED tile controllers will mitigate the EMI and thermal problems of large-size LED screens as well as reduce the design complexity of its power supply component. Moreover, because probabilistic PWM technique only influences the pulse timing and the peak amplitude of current consumed, it can be used for high-frequency PWM and becomes a key technique for implementing a high-classLED screen system.（2）三. 关键技术分析LED阵列的显示方式是按显示编码的顺序，一行一行地显示。
每一行的显示时间大约为4ms,由于人类的视觉暂留现象，将感觉到8行LED是在同时显示的。
若显示的时间太短，则亮度不够，若显示的时间太长，将会感觉到闪烁。
用单片机实现点阵屏显示就是要用算法做到行与列的扫描，以做到动态的显示。
用单片机控制时，由于单片机的总线只有8位所以一个字只能拆分做两部分来完成即8*16与8*16，在扫描时先把一行的左边读出来，再读右边部分，读完一行再读另一行，在完成一个字的扫描过后，再进行另一个字的扫描。
但要实现动态显示就必须让数据的显示进行移位，所以就需要移位寄存器来实现。
在UCDOS中文宋体字库中，每一个字由16行16列的点阵组成显示，即国标汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。
我们这次的点阵屏是32*64的较大显示屏，所以一个字就只是占了宽度的一半，这样我们就可以在上面实现更多的显示方式，做到既有多行显示，又有大个字体显示，不过这样做的技术难度也大大增加了。
对汉字的编码是个比较费时间的事，所以可以采用汉字点阵软件来完成汉字的编码，当然我们也可以自己设计一些图标使内容更丰富。
不过就我们现在来说，如何实现点阵的动态显示才是首要任务，首先要了解像74HC595这样的移位寄存器的使用方法，以及像74HC154这样的译码器的使用。
另外还必须掌握对单片机的电位操作。
四．结论LED从上个世纪1907年Herty josepy round在一块碳化硅上发现电致光发展至今，已经有100多年的历史了。
在80年到20世纪初被大量的应用起来，如今仍然存在于我们生活的各个角落里。
其中有很多它发展的理由。
第一，它的可塑性很高。
它不仅能用作照明，还可以作为显示屏，凭它的稳定性能可以用在各种场合。
第二，它的使用效果很好。
由于它是由发光二极管组成，所以它的响应速度很快，在拥有低功耗的同时又有较好的可视效果，即使隔很远也能看到，所以可以用作交通灯。
并且还具有很长的使用寿命，是一款节能又环保的产品。
虽然有很多比它更为亮丽的屏幕，但没有任何一种屏幕能像LED屏那样能在阳光的曝晒，雨水的冲洗，以及寒冷天气下仍然正常工作。
目前LED屏的的制作技术大多已经成熟了，能够应用于各种场合。
我们的设计是用单片机制作点阵屏，是一种比较基础的点阵屏应用，同时也是我们能力范围内的设计。
但一些关键部分仍然需要我们去学习，要求我们对单片机有一定的理解，在此基础上才能设计自己的算法，来实现屏幕的显示与变化。
参考文献：（1）： LED显示屏百度百科（2）：Implementation of an LED tile controller for high-quality image display Jin-Ho Ahn Eisevier Journal（3）：基于Proteus 的单片机汉字点阵显示电路设计，杨延宁，刘立军，张志勇液晶与显示 2009年2月。