点阵LED电子显示屏控制系统设计与实现

1、2010年第5期福建电脑点阵LED 电子显示屏控制系统设计与实现陈红丽（西安航空职工大学宝成工学院电子系，陕西宝鸡721006）【摘要】：利用AT89S52作为主控制芯片, 给出简单实用的外围电路来驱动16*16的点阵LED 显示屏的设计方案，包括系统具体的硬件设计方案和各个外围电路部分的设计等方面。【关键词】：AT89S52；设计；LED0、引言LED 显示屏是在20世纪80年代在全球迅速发展起来的一种新型的信息显示媒体，它利用发光二极管构成的点阵模块组成大面积显示屏幕，具有可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、价格性能比高、使用成本低等特点，迅速成长为平板显示的主流产品之一，在广告牌、公共

2、显示屏等信息显示领域得到了广泛的应用。1、LED 及LED 显示屏 LED （Light Emitting Diode ），发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件。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。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子就会被推向其PN 结的P 区，在P 区里电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，从使LED 发光。LED 发光灯可以分为单色发光灯、双色发光灯、三色发光灯、面发光灯、闪烁发光灯、电压型发光灯等多种类型。按照发光灯强度又可以分为普通亮度发光灯、高亮

3、度发光灯、超高亮度发光灯等。 LED 显示屏（LED panel ）是一种由半导体发光二极管构成的点阵模块组成的显示屏幕，它是通过控制半导体发光二极管的亮灭情况来显示的方式，根据要显示的文字、图形、图像、动画、视频、录像信号等各种信息来选择相应的发光二极管的亮灭，从而实现显示各种信息的目的。LED 显示屏具有抗震耐冲击、光响应速度快、节能、发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内室外环境适应能力强等优点, 随着LED 制造技术的不断完善，在国内外得到了很大的推广，广泛应用于大型剧场、商城、酒店的出入口及洗手间的标示牌等各种室内、户外显示屏。12、点阵LED 电子显示屏系统组成通过对

4、LED 主控电路、亮度连续可调电路、驱动电路、键盘电路等硬件电路做全面的分析，选择出比较适合的方案，从而实现对16*16点阵显示屏的驱动，完成电子显示屏的电路设计方案。本设计电子显示屏系统的由AT89S52单片机及相关外围电路具体包括时钟电路、复位电路、键盘模块、显示控制电路和电子显示屏等部分组成，具体如图1所示:图1系统总体框图3、点阵LED 电子显示屏系统硬件电路及工作原理3.1采用8个LED8*8显示屏, 构成16行*32列点阵显示。由8个8*8点阵LED 显示模块组成点阵显示屏。8片8*8点阵LED 显示模块利用总线形组成一个16*32的LED 点阵, 用于同时显示2个16*16点阵汉

5、字或4个16*8点阵的字母、字符或数字。根据实际需要，显示板可扩展至更多的显示单元, 从而显示更多的内容。3.2LED 显示屏驱动电路本设计的点阵显示屏电路是以AT89S52单片机作主控器，结合74LS154和74LS595进行扩展。选择了共阴的行列扫描方式，单片机P0，P2口输出的高电平对应字模的亮点，低电平对应字模的暗点，以九字为例，如图2所示。图2' 九' 字字模但是P0，P2口一次总共只能传送16位的数据，因此要对字模数据进行扫描。扫描后的高电平作为点阵显示管的行输入，列输入则由74LS154的低电平控制，74LS154接在单片机P1.0到P1.3口上，如图3所示。图3

6、九字第一列显示图4' 九' 字第二列显示从图3中我们可以看出，要把' 九' 字显示出来，先显示' 九' 字的第一列, 就是让P0口输出00001000，P2口输出00000001，对应的列上，74LS154输出低电平，即P1口输出00H, 然后保持显示1MS 。如下面的程序:1462010年第5期福建电脑 （上接第129页）!直接相连，而是通过Web 服务器与数据库服务器相连。用户的请求先送到Web 服务器，再由Web 服务器将处理结果格式化为HTML 格式，最后反馈给用户，该结构的实质是传统的两层C/S模式的进一步发展，通常称为3层结构。B/S

7、结构在本质上是请求驱动结构，它在综合多项技术的同时克服了C/S结构的一些不足。(3B/S管理信息系统的体系结构。基于Web 平台的Intranet 极大地提高了信息处理和交换方式上的灵活性，将内外部、不同业务系统之间的信息集成为图文声并茂的多媒体信息，通过统一、方便的浏览器查询。信息流动是双向的，下层可以为上层提供信息、上层也可以为下层提供信息，这样极大地扩展了信息资源开发、利用的深度与广度。这种管理系统是基于网络的、分布式的、不同网络构型、采用不同数据库和应用程序开发工具的在功能上相对独立的管理信息系统。在各分系统内部各应用系统之间通过共享高度集成；在各MIS 系统之间通过Web 服务器在客

8、户端以浏览器方式访问。3.2、实现系统采用B/S结构，在Microsoft Windows 2000环境下开发实现的设备管理信息系统。客户端采用DELPHI 进行用户界面的开发，后台采用了Microsoft SQL Serve 作为数据库管理系统，系统中数据的交互实现采用微软的ADO 数据访问技术来访问Microsoft SQLServe ，在Microsoft SQL Serve 客户端直接配置同名服务器，即可实现系统配置。4、结束语仪器设备维修管理，特别是大型精密仪器设备维修管理，一直是高校资产管理工作的薄弱环节。使用本设备管理系统，可以实现仪器设备的全过程网络化管理。一方面可以减少一些不

9、必要的重复工作，而且还可以确保数据的准确性和及时性；另一方面学校各个部门都可以通过网络非常方便查询本单位的各种信息，从而加强了学校各单位之间的信息交流，使仪器设备管理工作效率和水平大幅度提高，能更好地为教学、科研服务。参考文献：1朱华勇，吴昊等. 基于Web 的高校设备资产管理系统设计. 科技信息. 2009，342张汉君，彭三城等. 基于XML 的高校设备信息管理系统的设计与实现. 邵阳学院学报（自然科学版）.2004，13王国强，谢立. 基于Web 的仪器设备信息管理系统开发应用. 实验技术与管理.2005，094罗洪.ERP 原理·设计·实施M.北京：电子工业出版社，

10、2004.5郑钢强. 基于W eb 模式的设备维修管理信息系统开发. 软件导刊，2006，5MOV A ，00HMOV P1,A ：00H 送P1锁存MOV P0,00H ；00H 送P0锁存MOV P2,00H ；00H 送P2锁存DELAY 1MS ；延时1MS然后显示第二列，P0口输出00001000,P2口输出00000001，对应第二列低电平输出，也就是P1口输出01H ，同样保持显示1MS 。显示情况如图4所示。程序如下：INC AMOV P1，A；P1锁存加1MOV P0，00H；00H 送P0锁存MOV P2，00H；00H 送P2锁存DELAY 1MS；延时1MS 程序执行1

11、6次后用时0.016S 左右，由于人眼的视觉停留效应，我们是分辨不出闪烁的，循环100次后，' 九' 字就可以完整显示出来，持续时间1.6S 左右。设计中采用左移显示方式。如果把显示一次看作一桢图像，那么本设计中一桢就是显示两个字，共32列。这样依次显示下去，就可以达到左移显示汉字的目的。列扫描电路:每个LED 管亮需要7mA 的电流, 那么32个同时亮就需要224mA 的电流, 所以我们要对列进行驱动, 我们采用晶体管8550对列信号进行放大, 使LED 点阵能够正常显示。3.3亮度连续可调用一个10K 的电位器可以对LED 的压降进行调节, 以达到连续改变亮度，从而实现对显示屏亮度的调节。3.4刷新频率的计算根据人眼的视觉的暂留特性,50HZ 是适宜的刷新频率, 所以CPU 的刷新频率一般不低于60HZ, 但是刷新频率太高的话, 会使显示屏的亮度降低, 所以刷新频率有最高值要求, 本设计中使用12M 晶体振荡电路，刷新频率在50HZ 以上。3.5键盘键盘是使用比较简单的独立式键盘。编程容易控制，实现方便，如图5所示。图5键盘电路4、结束语本文主要讨论了电子显示屏