简易电子广告屏设计

简易电子广告屏的设计

毕剑龙

（德州学院物理与电子信息学院，山东德州253023）

摘要本设计是基于单片机(AT89C51)为核心部件的室内用的16×16LED电子广告屏的点阵显示。主要介绍了LED汉字显示屏的硬件电路、程序设计等方面的内容，以74HC595作为列驱动器，以三极管8550作为行驱动器，LED七段数码管作为字模显示用。本显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单及易实现等优点，能帮助我们了解和认识汉字的点阵显示原理，单片机的基本结构、工作原理及应用方法，并提高对单片机知识技术的应用。

关键词LED显示屏；行驱动器；列驱动器

1 绪论

1.1电子广告屏的发展

LED（Light Emitting Diode），发光二极管，简称LED,是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极使整个晶片被环氧树脂封装起来。LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式，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。由于其像素单元是主动发光的，具有容易控制、低压直流驱动、组合后色彩表现丰富、视角广、工作电压低、功耗小、使用寿命长等优点，因而被广泛应用于车站、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。

随着近些年来科技的飞速发展，单片机的应用不断深入，以单片机为核心部件的控制系统也是多种多样。利用功能越来越丰富的单片机和操控越来越简单的外部设备，可以实现点阵电子显示屏更加丰富的功能。它具有发光率高、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。LED显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、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。

1.2电子广告屏的应用

随着生活水平的提高，时代的不断进步，LED行业已成为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。随着信息产业的高速发展，LED显示作为信息传播的一种重要手段，且具有众多优势，在市场中得到了广泛的应用，主要应用领域有：信号指示应用，信号照明是LED单色光应用比较广泛也是比较早的一个领域；显示应用，主要包括指示

牌、广告牌、大屏幕显示；照明应用，主要有便携灯具，汽车用灯，特殊照明；背光照明，应用于普通电子设备功能显示背光源、笔记本电脑背光源、大尺寸超大尺寸LCD显示器背光源以及投影仪用RGB光源。显然，LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。

本次研究课题主要以16x16点阵为例，讲述汉字的点阵显示原理，单片机的基本结构、工作原理及应用方法。

2 系统总体设计方案

2.1 方案设计原理

LED阵显示器是由一串发光或不发光的点状显示器按矩阵的方式排列组成的，其发光体是LED发光二极管。只要让某些LED点亮，就可组成数字、字母、图形、汉字等。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。

2. 2 系统框图

显示屏电路实现的结构框图如图2.1所示。

图2.1 显示屏电路框图

3 系统硬件设计

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 控制器部分

1.单片机AT89C51的简介

AT89C51是MCS-51系列单片机的典型产品，它是一种带4KB 闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能的CMOS 8位微处理器。AT89C51单片机包含中央处理器（CPU ）、程序存储器(ROM )、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，内部结构见图3.1所示。

图3.1 AT89C51单片机内部结构示意图

各部分说明如下：

（1）中央处理器

中央处理器(CPU )是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器。能处理8位二进制数据或代码，CPU 负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。由运算器和控制器构成，其中包括若干特殊功能寄存器（SFR ）

（2）数据存储器(RAM )

片内为128B ，片外最多可外扩为64KB 。片内128B 的RAM 以高速RAM 的形式集成