16X16点阵显示汉字
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3
图（1）8×8 点阵 LED 外观及引脚图
图（2）8×8 点阵 LED 等效电路
2.2、LED 点阵的显示文字图形原理
图（3）16*16 点阵 汉字显示屏用于显示汉字、字符及图像信息，在公共汽车、银行、医院及
4
户外广告等地方都有广泛的应用。下面是简单的汉字显示屏的制作，由单片机控 制汉字的显示内容。为了降低成本，使用了四块 8×8 的 LED 点阵发光管的模块， 组成了一个 16×16 的 LED 点阵显示屏，如图所示。在这里仅做了二十五个汉字 的显示，在实际的使用中可以根据这个原理自行的扩展显示的汉字，下面是介绍 汉字显示的原理。
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阴极连在一起，把所有同一列的发光管的阳极连在一起 （共阴的接法），先送出对应第 1 列发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第 1 列 使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第 2 列的数据并锁存，然后选通第 2 列使其燃亮相同的时间，然后熄灭；….第 16 列之后，又重新燃亮第 1 列，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。
2
一：概述
设计的意义和目的在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口和来 越多的公共场所需要用 LED 点阵显示图形和汉字。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 最为信息传播的一种重要手段，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗 旨宣传的公共场所。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。
动芯片。移位寄存器和存储器分别具有独立的时钟信号。数据在 SHCP 的上升沿
输入，在 STCP 的上升沿进入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移
位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（DS），
和一个串行输出（Q7’），和一个异步的低电平复位（MR），存储寄存器有一个
用点阵方式构成图形或文字，是非常灵活的，可以根据需要任意组合和变化， 只要设计好合适的数据文件，就可以得到满意的显示效果。因而采用点阵式图文 显示屏显示经常需要变化的信息，是非常有效的。
二：硬件设计
2.1 16×16 点阵 LED 原理及应用 设计时必须掌握点阵工作原理方能进行更深层设计。16x16LED 点阵其实就
2.1 16×16 点阵 LED 原理及应用------------------------------------------3 2.2、LED 点阵的显示文字图形原理------------------------------------4 2.3 点阵的移动---------------------------------------------------------------5 2.4 74HC595 芯片-----------------------------------------------------------6
本设计应用的是第一种的扫描方法，即水平方向（X 方向）扫描。 每一个字由 16 行 16 列的点阵形成显示，即每个字均由 256 个点阵来表示， 我们可以把每一个点理解为一个像素。一般我们使用的 16×16 的点阵宋体字库， 即所谓的 16×16，是每一个汉字在纵横各 16 点的区域内显示的。汉字库从该位 置起的 32 字节信息记录了该字的字模信息。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉 字，也可以显示在 256 像素范围内的任何图形。 上半部分第一列完成之后，继续扫描下半部分的第一列，为了接线的方便， 我们仍设计成由上往下的扫描方式，即从 A8 向 A15 方向扫描，从上图可以看到， 这一列所有的都不亮，所以代码为 00000000，16 进制为 00H，然后单片机转向 上半部的第二列，除了第 5 个亮，其他的都不亮，即为 00000100，16 进制为 04H， 这一列扫描完成之后继续进行下半部分的扫描，除了第 3 个亮，其他的为不亮， 为二进制 00100000，即 16 进制 20H。 按照这个方法，继续进行下面的扫描，一共扫描 32 个 8 位，可以得出汉字 “理”的扫描代码为 ：
是 4 块 8x8 点阵 LED 级联而成的，因此特给出 8×8 点阵 LED 的工作原理。图 （1）为 8×8 点阵 LED 外观及引脚图，其等效电路如图（2）所示，只要其对应 的 X、Y 轴顺向偏压，即可使 LED 发亮。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 轴。而 16x16 就是在 8x8 原 理 的 基 础 上 将 四 块 8x8 级 联 而 成 ， 如 图
汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（16×16 点阵），将点阵 文件存入 ROM，形成新的汉字编码；而在使用时则需要先根据新的汉字编码组 成语句，再由 MCU 根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。不论显示图形还 是文字，都是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。通常事先把需要显示的图形文字转换成点阵图形，在按照显示控制的要求 以一定的格式形成显示数据。对于只控制通断的图文显示屏来说，每个 LED 发 光器件占据数据中的 1 位（1bit），在需要该 LE D 器件发光的数据中相应的位填 1，否则填 0。当然，根据控制电路的安排，相反的定义同样时可行的。这样依 照所需显示的图形文字，按显示屏的各行各列逐点填写显示数据，就可以构成一 个显示数据文件。显示图形的数据文件，其格式相对自由，只要能够满足显示控 制的要求即可。文字的点阵格式比较规范，可以采用现行计算机通用的字库字模。 组成一个字的点阵，其大小也可以有 16×16、24×24、32×32、48×48 等不同规格。
图 方框图法左右移动示意图
6
2.4 74HC595芯片
74HC595 是一款漏极开路输出的CMOS 移位寄存器，输出端口为可控的三态输 出 端，亦能串行输出控制下一级级联芯片。 特点：
高速移位时钟频率Fmax>25MHz标准串行（SPI） 接口CMOS 串行输出，可用于多个设备的级联 低功耗：TA =25℃时，Icc=4μA（MAX） 管脚图：
5
0H 8H 13H FCH FAH 48H 22H 48H 23H F8H 22H 48H FAH 48H 23H F8H 20H 40H 20H 50H 23H F8H 3CH 40H E0H 40H 40H 44H FH FEH 0H 0H
由这个原理可以看到，无论显示何种字体或图像，都可以用这种方法来分 析出它的扫描代码从而显示在屏幕上。
显示数据可通过单片机的 P2 口接驱动电路传输到点阵行引脚。 LED 点阵显示模块进行的方法有两种： 1）水平方向（X 方向）扫描，即逐列扫描的方式（简称列扫描方式）：此时用一 个 P 口输出列码决定哪一列能亮（相当于位码），用另一个 P 口输出行码（列数 据），决定该列上哪个 LED 亮（相当于段码）。能亮的列从左到右扫描完 16 列（相 当于位码循环移动 16 次）即显示出一个完整的图像。 （2）竖直方向（Y 方向）扫描，即逐行扫描方式（简称行扫描方式）：此时用一 个 P 口输出决定哪一行能亮（相当于位码），另一个 P 口输出列码（行数据，行 数据为将列数据的点阵旋转 90 度的数据）决定该行上哪些 LED 灯亮（相当于段 码）。能亮的行从上向下扫描完 16 行（相当于位码循环移位 16 次）即显示一帧 完整的图像。
管脚说明：
管脚编号
管脚名
说明
1、2、3、4、5、6、7、15 QA—QH
三态输出管脚
8
GND
电源地
9
SQH
串行数据输出管脚
10
SCLR
移位寄存器清零端
11
SCK
数据输入时钟线
12
RCK
输出存储器锁存时钟线
13
OE
输出使能
14
SI
数据线
15
VCC
电源端
74HC595工作原理简述：
74HC595 是一款具有 8 位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能的驱
0x0,0x30,0x0,0x18,0x0,0x8,0x3E,0xA,0x2,0xEC,0x2,0xA8,0x2,0xA8,0xFF,0xAF,0x2,0xA8, 0x22,0xA8,0x42,0xEC,0x3E,0xA,0x2,0x8,0x0,0x28,0x0,0x18,0x0,0x0, /*常*/
课程设计
题目：16*16 点阵显示汉字 学院：电气工程与自动化学院 班级：ZB02131 姓名：单智显 学号：ZB0213106 指导老师：卢振利 完成日期：2013 年 12 月 15 日
1ห้องสมุดไป่ตู้
目录
1.概述-------------------------------------------------------------------3 2.硬件设计-------------------------------------------------------------3
并行 8 位的，具备三态的总线输出，当使能 OE 时（为低电平），存储寄存器的
7
数据输出到总线。
开始
清除屏幕
显示汉字 N
计数 延迟
显示下一汉字
Y 显示结 束
结束 #include<reg51.h> #include <intrins.h> #define speed 5 //速度 unsigned char code FONT16x16[]= { 0x0,0x0,0x3,0xFC,0xC,0x3A,0x10,0x45,0x20,0x55,0x22,0x45,0x44,0x39,0x48,0x1, 0x48,0x1,0x48,0x1,0x44,0x39,0x22,0x45,0x20,0x55,0x10,0x45,0xC,0x3A,0x3,0xFC, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, /* 笑脸*/
2.3 点阵的移动 以下以 16×16 点阵为例介绍点阵的移动。要显示一个字符，该字符的点阵 数据可以列向（纵向）16 点组字，又可以行向（横向）16 点组字。 1．显示字符的左右移动 (1)列扫描方式左移动：列向组字显示字符水平方向的移动（左滚动） 方法：将原来字符点阵数组的 16 个数据重复一遍延长，点阵数组的数据个 数为 32 个。每扫描仪帧取 8 个数据显示，下一帧取数要在数组中后移一个数取 数。循环一遍扫 16 帧。可以假想有两块 16×16 的点阵模块（共 32 帧）水平平 行排列，用一个恰好能罩住 8 列点阵的中空方框去罩这个点阵，第 1（第 1 帧） 罩住最左边数起第一列开始的 16 列，就扫描显示这 16 列；第 2 次（第 2 帧）使 方框右移一列，罩住做左边数起第 2 列开始的 16 列，就扫描显示这 16 列；······； 这样每扫描完一帧使方框右移一列，最后第 16 次（第 16 帧）时，罩住左边数起 的第 16 列开始的 16 列，就扫描显示这 16 列。如此完成 16 帧画面的扫描显示， 也就完成了整个一次移动循环扫描、之后反复循环，即可呈现显示字符沿水平向 左移动的图像，如图所示。
3.流程图----------------------------------------------------------------7 4.程序-------------------------------------------------------------------8 5.仿真图---------------------------------------------------------------11 6.参考文献------------------------------------------------------------12
图（1）8×8 点阵 LED 外观及引脚图
图（2）8×8 点阵 LED 等效电路
2.2、LED 点阵的显示文字图形原理
图（3）16*16 点阵 汉字显示屏用于显示汉字、字符及图像信息，在公共汽车、银行、医院及
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户外广告等地方都有广泛的应用。下面是简单的汉字显示屏的制作，由单片机控 制汉字的显示内容。为了降低成本，使用了四块 8×8 的 LED 点阵发光管的模块， 组成了一个 16×16 的 LED 点阵显示屏，如图所示。在这里仅做了二十五个汉字 的显示，在实际的使用中可以根据这个原理自行的扩展显示的汉字，下面是介绍 汉字显示的原理。
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阴极连在一起，把所有同一列的发光管的阳极连在一起 （共阴的接法），先送出对应第 1 列发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第 1 列 使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第 2 列的数据并锁存，然后选通第 2 列使其燃亮相同的时间，然后熄灭；….第 16 列之后，又重新燃亮第 1 列，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。
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一：概述
设计的意义和目的在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口和来 越多的公共场所需要用 LED 点阵显示图形和汉字。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 最为信息传播的一种重要手段，已广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗 旨宣传的公共场所。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。
动芯片。移位寄存器和存储器分别具有独立的时钟信号。数据在 SHCP 的上升沿
输入，在 STCP 的上升沿进入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移
位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（DS），
和一个串行输出（Q7’），和一个异步的低电平复位（MR），存储寄存器有一个
用点阵方式构成图形或文字，是非常灵活的，可以根据需要任意组合和变化， 只要设计好合适的数据文件，就可以得到满意的显示效果。因而采用点阵式图文 显示屏显示经常需要变化的信息，是非常有效的。
二：硬件设计
2.1 16×16 点阵 LED 原理及应用 设计时必须掌握点阵工作原理方能进行更深层设计。16x16LED 点阵其实就
2.1 16×16 点阵 LED 原理及应用------------------------------------------3 2.2、LED 点阵的显示文字图形原理------------------------------------4 2.3 点阵的移动---------------------------------------------------------------5 2.4 74HC595 芯片-----------------------------------------------------------6
本设计应用的是第一种的扫描方法，即水平方向（X 方向）扫描。 每一个字由 16 行 16 列的点阵形成显示，即每个字均由 256 个点阵来表示， 我们可以把每一个点理解为一个像素。一般我们使用的 16×16 的点阵宋体字库， 即所谓的 16×16，是每一个汉字在纵横各 16 点的区域内显示的。汉字库从该位 置起的 32 字节信息记录了该字的字模信息。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉 字，也可以显示在 256 像素范围内的任何图形。 上半部分第一列完成之后，继续扫描下半部分的第一列，为了接线的方便， 我们仍设计成由上往下的扫描方式，即从 A8 向 A15 方向扫描，从上图可以看到， 这一列所有的都不亮，所以代码为 00000000，16 进制为 00H，然后单片机转向 上半部的第二列，除了第 5 个亮，其他的都不亮，即为 00000100，16 进制为 04H， 这一列扫描完成之后继续进行下半部分的扫描，除了第 3 个亮，其他的为不亮， 为二进制 00100000，即 16 进制 20H。 按照这个方法，继续进行下面的扫描，一共扫描 32 个 8 位，可以得出汉字 “理”的扫描代码为 ：
是 4 块 8x8 点阵 LED 级联而成的，因此特给出 8×8 点阵 LED 的工作原理。图 （1）为 8×8 点阵 LED 外观及引脚图，其等效电路如图（2）所示，只要其对应 的 X、Y 轴顺向偏压，即可使 LED 发亮。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 轴。而 16x16 就是在 8x8 原 理 的 基 础 上 将 四 块 8x8 级 联 而 成 ， 如 图
汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵（16×16 点阵），将点阵 文件存入 ROM，形成新的汉字编码；而在使用时则需要先根据新的汉字编码组 成语句，再由 MCU 根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。不论显示图形还 是文字，都是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。通常事先把需要显示的图形文字转换成点阵图形，在按照显示控制的要求 以一定的格式形成显示数据。对于只控制通断的图文显示屏来说，每个 LED 发 光器件占据数据中的 1 位（1bit），在需要该 LE D 器件发光的数据中相应的位填 1，否则填 0。当然，根据控制电路的安排，相反的定义同样时可行的。这样依 照所需显示的图形文字，按显示屏的各行各列逐点填写显示数据，就可以构成一 个显示数据文件。显示图形的数据文件，其格式相对自由，只要能够满足显示控 制的要求即可。文字的点阵格式比较规范，可以采用现行计算机通用的字库字模。 组成一个字的点阵，其大小也可以有 16×16、24×24、32×32、48×48 等不同规格。
图 方框图法左右移动示意图
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2.4 74HC595芯片
74HC595 是一款漏极开路输出的CMOS 移位寄存器，输出端口为可控的三态输 出 端，亦能串行输出控制下一级级联芯片。 特点：
高速移位时钟频率Fmax>25MHz标准串行（SPI） 接口CMOS 串行输出，可用于多个设备的级联 低功耗：TA =25℃时，Icc=4μA（MAX） 管脚图：
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0H 8H 13H FCH FAH 48H 22H 48H 23H F8H 22H 48H FAH 48H 23H F8H 20H 40H 20H 50H 23H F8H 3CH 40H E0H 40H 40H 44H FH FEH 0H 0H
由这个原理可以看到，无论显示何种字体或图像，都可以用这种方法来分 析出它的扫描代码从而显示在屏幕上。
显示数据可通过单片机的 P2 口接驱动电路传输到点阵行引脚。 LED 点阵显示模块进行的方法有两种： 1）水平方向（X 方向）扫描，即逐列扫描的方式（简称列扫描方式）：此时用一 个 P 口输出列码决定哪一列能亮（相当于位码），用另一个 P 口输出行码（列数 据），决定该列上哪个 LED 亮（相当于段码）。能亮的列从左到右扫描完 16 列（相 当于位码循环移动 16 次）即显示出一个完整的图像。 （2）竖直方向（Y 方向）扫描，即逐行扫描方式（简称行扫描方式）：此时用一 个 P 口输出决定哪一行能亮（相当于位码），另一个 P 口输出列码（行数据，行 数据为将列数据的点阵旋转 90 度的数据）决定该行上哪些 LED 灯亮（相当于段 码）。能亮的行从上向下扫描完 16 行（相当于位码循环移位 16 次）即显示一帧 完整的图像。
管脚说明：
管脚编号
管脚名
说明
1、2、3、4、5、6、7、15 QA—QH
三态输出管脚
8
GND
电源地
9
SQH
串行数据输出管脚
10
SCLR
移位寄存器清零端
11
SCK
数据输入时钟线
12
RCK
输出存储器锁存时钟线
13
OE
输出使能
14
SI
数据线
15
VCC
电源端
74HC595工作原理简述：
74HC595 是一款具有 8 位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能的驱
0x0,0x30,0x0,0x18,0x0,0x8,0x3E,0xA,0x2,0xEC,0x2,0xA8,0x2,0xA8,0xFF,0xAF,0x2,0xA8, 0x22,0xA8,0x42,0xEC,0x3E,0xA,0x2,0x8,0x0,0x28,0x0,0x18,0x0,0x0, /*常*/
课程设计
题目：16*16 点阵显示汉字 学院：电气工程与自动化学院 班级：ZB02131 姓名：单智显 学号：ZB0213106 指导老师：卢振利 完成日期：2013 年 12 月 15 日
1ห้องสมุดไป่ตู้
目录
1.概述-------------------------------------------------------------------3 2.硬件设计-------------------------------------------------------------3
并行 8 位的，具备三态的总线输出，当使能 OE 时（为低电平），存储寄存器的
7
数据输出到总线。
开始
清除屏幕
显示汉字 N
计数 延迟
显示下一汉字
Y 显示结 束
结束 #include<reg51.h> #include <intrins.h> #define speed 5 //速度 unsigned char code FONT16x16[]= { 0x0,0x0,0x3,0xFC,0xC,0x3A,0x10,0x45,0x20,0x55,0x22,0x45,0x44,0x39,0x48,0x1, 0x48,0x1,0x48,0x1,0x44,0x39,0x22,0x45,0x20,0x55,0x10,0x45,0xC,0x3A,0x3,0xFC, 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, /* 笑脸*/
2.3 点阵的移动 以下以 16×16 点阵为例介绍点阵的移动。要显示一个字符，该字符的点阵 数据可以列向（纵向）16 点组字，又可以行向（横向）16 点组字。 1．显示字符的左右移动 (1)列扫描方式左移动：列向组字显示字符水平方向的移动（左滚动） 方法：将原来字符点阵数组的 16 个数据重复一遍延长，点阵数组的数据个 数为 32 个。每扫描仪帧取 8 个数据显示，下一帧取数要在数组中后移一个数取 数。循环一遍扫 16 帧。可以假想有两块 16×16 的点阵模块（共 32 帧）水平平 行排列，用一个恰好能罩住 8 列点阵的中空方框去罩这个点阵，第 1（第 1 帧） 罩住最左边数起第一列开始的 16 列，就扫描显示这 16 列；第 2 次（第 2 帧）使 方框右移一列，罩住做左边数起第 2 列开始的 16 列，就扫描显示这 16 列；······； 这样每扫描完一帧使方框右移一列，最后第 16 次（第 16 帧）时，罩住左边数起 的第 16 列开始的 16 列，就扫描显示这 16 列。如此完成 16 帧画面的扫描显示， 也就完成了整个一次移动循环扫描、之后反复循环，即可呈现显示字符沿水平向 左移动的图像，如图所示。
3.流程图----------------------------------------------------------------7 4.程序-------------------------------------------------------------------8 5.仿真图---------------------------------------------------------------11 6.参考文献------------------------------------------------------------12