用单片机实现数字模块显示.doc

用单片机实现数字模块显示摘要：本系统设计的是1664点阵式LED显示屏控制器，它以单片机AT89C51为控制核心，系统主要包括三个模块，单片机控制逻辑模块、LED屏幕驱动模块、LED显示模块。此LED屏幕能完成对汉字的分屏显示和滚屏显示。如果用户需要更改系统的显示内容，无需改变系统硬件电路，只需通过编程修改软件即可实现。使得产品便于安装，操作简单。关键词：单片机，LED点阵，字模，编程The Achievement of Digital Module Display Through SCM Abstract：This system design take a machine AT89C51 as the core, constituting the LED manifestation of 16 a type of 64* to hold with the LED, the system mainly includes three molds piece, a machine control the logic mold piece, screen of LED drives the mold piece, LED manifestation mold piece. This screen of LED can complete the manifestation to the Chinese characters, sketch, and character list, and have the manifestation reaction speed quick, the bright degree is high, the clear degree is high, the visual effect good etc. Keyword: SCM, LED-lattice, word-model, program1 引言人们现拥有的多种显示器中LED显示屏有着其他显示器不可比拟的优点，总的来说LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速率等方面，都更具优势。LED与LCD的功耗比大约为10:1，而且更高的刷新速率使得LED在视频方面有更好的性能表现，能提供宽达160的视角，可以显示各种文字、数字、彩色图像及动画信息，也可以播放电视、录像、VCD、DVD等彩色视频信号，多幅显示屏还可以进行联网播出。有机LED显示屏的单个元素反应速度是LCD液晶屏的1000倍，在强光下也可以照看不误，并且适应零下40度的低温。将来，利用LED技术，可以制造出比LCD更薄、更亮、更清晰的显示器，拥有广泛的应用前景。本设计依据LED显示原理技术和已有的LED驱动原理技术设计了16*64点阵式LED显示屏的驱动电路。系统主要包括三个模块，单片机控制逻辑模块、LED屏幕驱动模块、LED显示模块。2 LED显示屏设计屏体部分主要由LED 和行列驱动电路构成。不论是图形还是文字，都是由组成这些图形或文字的各个点所在的位置相对应的 LED 器件发光显示。根据屏幕所需的平面面积大小，选择一定数量的 LED。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，每个 LED 发光器件占据数据中的一位，通过对点阵上全部的 LED 进行控制，在需要该 LED 器件发光时数据中相应的位填 1，否则填 0，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，得到满意的显示效果。文字的显示点阵格式，其大小可以有88、1616、2424、3232、4848 等不同规格。根据本设计需要选用了16块88点阵模块组成1664点阵屏。3 系统硬件设计该系统主要包括三个模块，单片机控制逻辑模块、LED屏幕驱动模块、LED显示模块。单片机控制模块是整个系统的核心，完成对驱动电路的信号输入控制、显示内容的存取；LED驱动模块完成显示屏的电流、信号供给，保证显示的亮度、速度等；LED显示模块执行显示的内容。整体框图如图2-1所示。图2-1 系统总体设计3.1控制电路设计控制电路采用AT89系列的8位单片机AT89C511作为控制电路的核心芯片，它具有以下特点： 该单片机由+5V电源供电，I/O口与TTL电平兼容，并有足够的输出口，1664的点阵，以作为控制信号的输出口和被测信号的输入口； 指令执行速度要快； 片内除RAM外还要有EEPROM； 价格低廉。如图3-1所示，该设计采用单片机P1口作为行扫描输出，P0、P2口作为列驱动输出控制端口2。 89C51单片机外围电路行驱动电路列驱动电路P1P0、P2图3-1控制电路设计3.2 驱动显示设计LED的驱动方式有两种，一种是静态驱动方式，另一种为动态（时间分割）驱动方式。本设计LED屏的驱动部分采用动态驱动方式，是由1块74LS154（4-16译码器）1块74LS138（3-8译码器）和8块74HC573为核心，74LS154是对LED屏进行行扫描，而74HC573完成显示行进行列锁存，由于我们为了避免扫描的显示闪烁问题和显示的亮度不均问题，我们虚拟的把1664点阵的屏幕分成4块、每一块能显示一个汉字，在通过程序分别对4块虚拟进行扫描，虽然扫描的行数仍为16行，但是扫描的列数从64列减少到16列，扫描的列数大大减少，那么就能满足对人眼睛对闪烁频率（小于50HZ的频率扫描人眼睛不能分辨）的要求。只要16列扫描一遍的时间小于20ms，就不出现闪烁现象。同样扫描的列数少前后的亮度不均问题同样不会出现。当74HC573被锁存一行列地址时，给LED的正端的三极管基极提供电压，此三极管导通，点亮该列数据对应LED。电路图如图3-2所示。图3-2 驱动电路设计3.3 LED显示屏设计图 3-3 LED点阵显示模块图3-3所示为一个单色的88点阵模块，而该设计采用应用较为广泛的1664单色点阵显示模块。共需要16块88点阵模块3。4 系统软件设计可编程LED控制器通过89C51单片机，运行编译的程序，向P0口传送指令，然后通过锁存器锁存列信号，三极管行电流扫描，然后通过LED模块显示4。系统程序流程图如图4-1所示。图4-1 系统流程图参考文献1胡汉才.单片机微机原理及其接口技术M.北京：清华大学出版社.2003:49-289 2网络.周立