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矩阵LED显示屏摘要矩阵LED显示屏是一种通过对规则排列的发光二极管的亮灭进行选择性控制，点亮的发光二极管组成一定的字符来进行显示的。而通过单片机控制矩阵LED显示屏的显示能够智能调整所需字符，选择更多样的移动方式（如左右移动，上下移动，发散式变换等）。同时，可更改的显示字符，和可更新的字库，让矩阵LED显示屏具有高效重复利用的特点。引言曾经，霓虹灯几乎是每个城市最耀眼的光源，每到夜晚，总能看到五光十色的霓虹灯组成的各种标语。但众所周知的是，霓虹灯只能进行固定的一些显示，而且可回收性差，与当前的可持续发展战略想矛盾。同时，我们需要更低能耗，更加智能的显示方式来满足日益增强的发展需要。矩阵LED显示屏应运而生，它的智能特性、可重复利用特性和操作的简易性让它能够满足各种各样的需求。而它的控制芯片8051单片机更是低成本，功能强大的一款芯片，完全可以满足个人开发，商业采购的需求。正文1. 系统组成本系统由单片机模块、电源模块、晶振模块、矩阵LED模块组成。系统框图如下：电源模块晶振模块矩阵LED模块单片机矩阵键盘操作模块液晶操作显示模块1.1 矩阵LED模块矩阵LED模块主要是整个作品的主要功能部分。它能够根据单片机的程序点亮设定位置的发光二极管组成一定的字符来进行显示。同时可以根据程序设定，产生一定的视觉效果（如闪烁和移位）。框图如下：电源模块矩阵LED模块单片机输入具体的原理图如下（以开发板的点阵为例）：1.2矩阵键盘操作模块及液晶显示模块可以预设多种字符串作为事件n，通过矩阵键盘进行选择，同时可以设定视觉效果。整个设定过程是通过液晶显示屏进行人机交流的，这样可以在不修改程序的情况下灵活的进行矩阵LED模块显示的调整。矩阵键盘单片机矩阵LED模块液晶显示模块矩阵键盘原理图如下液晶显示模块（以开发板的1602液晶为例）：1.3晶振模块8051单片机内有一个高增益发相反放大器，在其外部引脚 XTAL1和XTAL2上接入一个定时元件，即可构成一个时钟电路，为单片机工作提供时钟信号。本系统采用石英晶体和电容组成的并联谐振电路作为定时元件。电路图如下：1.4电源模块由于市电220V远远高于单片机工作的5V，所以为了得到更可靠的电源，系统中采用变压器进行变压、通过整流桥进行整流，用稳压芯片7815和7805做成两级稳压进行逐层稳压。7805部分的电路图如下：VS+为7815输出。2.算法设计2.1算法介绍程序采用了C语言进行编程，主要算法思想是使用循环结构和条件分支结构，系统初始化完成后，开始进行键盘扫描，当检测到按键按下时则进入相应的子程序进行显示的调整：1） 字符内容的更改。2） 视觉效果的选择。2.2流程图系统流程图如下：开始系统初始化（默认字符与视觉效果）键盘扫描是否按下？否是是是否更改字符？更改矩阵LED显示否是是否更改视觉效果？更改矩阵LED显示否2.3部分程序代码2.3.1矩阵键盘扫描(需要另外对各按键进行定义)unsigned char KeyScan(void) /键盘扫描函数，使用行列逐级扫描法 unsigned char Val; KeyPort=0xf0; if(KeyPort!=0xf0)/表示有按键按下 DelayMs(10); /去抖if(KeyPort!=0xf0) /表示有按键按下 KeyPort=0xfe; /检测第一行if(KeyPort!=0xfe) Val=KeyPort&0xf0; Val+=0x0e; while(KeyPort!=0xfe); DelayMs(10); /去抖 while(KeyPort!=0xfe); return Val; KeyPort=0xfd; /检测第二行if(KeyPort!=0xfd) Val=KeyPort&0xf0; Val+=0x0d; while(KeyPort!=0xfd); DelayMs(10); /去抖 while(KeyPort!=0xfd); return Val; KeyPort=0xfb; /检测第三行if(KeyPort!=0xfb) Val=KeyPort&0xf0; Val+=0x0b; while(KeyPort!=0xfb); DelayMs(10); /去抖 while(KeyPort!=0xfb); return Val; KeyPort=0xf7; /检测第四行if(KeyPort!=0xf7) Val=KeyPort&0xf0; Val+=0x07; while(KeyPort!=0xf7); DelayMs(10); /去抖 while(KeyPort!=0xf7); return Val; return 0xff;2.3.2矩阵LED显示unsigned char code HEYAO_DuanMa=0x10,0x28,0x44,0x82,0x92,0x6C,0x0,0x0;unsigned char code HEYAO_WeiMa=0xFE,0xFD,0xFB,0xF7,0xEF,0xDF,0xBF,0x7F;void main (void)unsigned char i=0;while(1) DataPort=0X0; LATCH1=1; LATCH1=0; DataPort=HEYAO_WeiMai; /取列码 LATCH2=1; /列锁存 LATCH2=0; DataPort=HEYAO_DuanMai; /取显示数据，行码 LATCH1=1; /行锁存 LATCH1=0; i+; if(8=i) i=0; 3.作品样图：以学习板上的实现效果为例：总结与感想本系统通过对单片机的程序设计，实现对矩阵LED显示屏的智能控制。可更改的显示字符，和可更新的字库，让矩阵LED显示屏具有高效重复利用的特点；多种视觉效果让LED显示屏的显示效果丰富多样。最终能够实现显示想要的内容和效果。在这个过程中，我应用了在电子设计比赛的作品简易数控直流电源中自学的矩阵键盘与1602液晶，使这个作品能够实时控制单片机的程序，实现人机对话。将这个作品在学习板上实现后，我感