基于單片機的LED點陣顯示系統的設計

摘要：LED點陣顯示屏是由多個LED發光二極管封裝在一起組成，是一種新興的顯示器件。為了說明LED點陣顯示的原理，以單片機為控制核心，設計和制作了一種成本低廉的漢字顯示系統，其包括硬件和軟件兩個部分。該電路通過按鍵控制可實現任意多個漢字的卷簾、上移和左移等多種顯示形式，可廣泛應用于機場、商場、醫院等公共場所進行文字廣告宣傳，信息發布等。通過仿真和實物測試，該系統獲得良好的顯示效果，而且具有體積小、硬件電路結構簡單和容易實現等特點。
關鍵詞：MCU；LED；顯示屏；系統設計

0 引言
LED顯示屏是一種由半導體發光二極管構成的顯示點陣，人們通過控制每個LED的亮滅實現圖形或字符的顯示。由于LED顯示屏亮度高、視角廣、工作電壓低、功耗小、壽命長、耐沖擊、性能穩定，因而被廣泛應用于機場、商場、醫院、賓館、證券市場等公共場所。本文以單片機為控制核心設計和制作了一種漢字顯示系統，其成本低廉，內容更新簡便。

1 顯示原理
1．1 LED點陣顯示屏
將多個LED按矩陣方式排列在一起，如圖1所示，就構成了一個LED點陣顯示屏。其中各個LED的引腳按照一定的規律連接，以最常見的8×8單色LED點陣共陽型顯示器為例，其內部電路結構和外型規格如圖1所示。

16×16單色LED點陣顯示屏可由4塊8×8單色LED點陣顯示器組合而成，即16行16列，16×16=256像素。如果采用共陽型連接方式，即每行的LED陽極連接在一起，每列的LED陰極連接在一起。
1．2 顯示原理
對于共陽型LED點陣顯示屏，如果采用動態掃描方式，掃描電路就可以實現多行發光二極管的同名列共用一套驅動器。動態掃描，簡單說就是逐行輪流點亮。具體以8×8點陣模塊為例顯示字符“B”的過程如圖2所示。即先送出對應于第一行發光二極管亮滅的列數據OFFH并鎖存，然后選通第一行，即送行數據80H，延時一段時間后，送行數據00H，第一幀顯示結束；再送第二行的列數據87H并鎖存，然后選通第二行，即送行數據40H，點亮相同時問后，送行數據00H，相應二極管熄滅，第二幀顯示結束；以此類推，第8行顯示之后，又重新點亮第一行，周而復始。當這樣輪回的速度足夠快(每秒24次以上)時，就能看到顯示屏上穩定的字符B了。上述列數據即為字符B的字模數據。