基于單片機的LED點陣顯示控制的設計

摘要：LED點陣顯示屏具有運行可靠、安全、節能、成本低、使用方便等特點。本文討論了基于單片機的LED點陣顯示控制系統設計所用的各種方法，制作出一個以單片機作為控制單元的點陣顯示屏。設計采用動態掃描的顯示方法，選取74LS154和74LS595芯片分別構成行、列驅動電路，單片機通過行、列驅動電路，可對點陣顯示模塊單元進行行列信號控制，達到控制點陣顯示屏正常顯示漢字、圖片信息的設計要求。
關鍵詞：點陣LED；單片機；顯示控制；芯片

由于單片機技術的不斷發展以及高亮度LED發光管的出現，使得大屏幕高亮度LED電子廣告屏成為可能。與傳統的霓虹燈廣告相比，LED電子廣告屏在顯示效果以及可修改性上都有著無法比擬的優勢，而且單片機的日益平民化以及LED技術的不斷創新，使得高亮度高清晰的LED點陣廣告牌與傳統霓虹燈廣告牌的成本日益接近。另外，SMT技術飛速發展，開關電源的大規模使用，使其無論在體積上還是在可靠性上都比傳統的霓虹燈廣告有明顯的優勢，為其在特殊領域的應用奠定了基礎。

1 設計原理與設計方案
1．1 設計原理
對于點陣型LED顯示可以采用共陰極或共陽極，本系統采用共陽極，其硬件電路如圖1所示。當行上有一正選通信號時，列選端四位數據為0的發光二極管便導通點亮。這樣只需要將圖形或文字的顯示編碼作為列信號跟對應的行信號進行逐次掃描，就可以逐行點亮點陣。只要掃描速度大于24 Hz，由于掃描時間很快，人眼的視覺有暫留效應，就可以看到顯示的是完整的圖形或文字。

本次設計要完成基于單片機的LED點陣顯示控制的設計，總體方案是以單片機為控制核心，通過行列驅動電路，在LED點陣屏上以靜止、左移、右移等方式顯示文字。在設計過程中驅動電路運用動態掃描顯示，動態掃描簡單地說就是逐行輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以實現多行(比如16行)的同名列共用一套列驅動器。由于動態掃描顯示(并行傳輸)的局限性，故采用動態掃描顯示(串行傳輸)，顯示模式用LED點陣屏模塊作顯示屏。
1．2 總體方案
本次設計單片機采用AT89C51，行電路使用逐行掃描的方式，列電路使用串入并出的數據傳輸方式，顯示屏使用由16x16的點陣LED組成的點陣模塊。使用到的芯片有傳入并出移位寄存器74LS595、4線-16線譯碼器74LS154和三極管8550。總體設計框圖如圖2所示。