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時間:2019-08-13
  LED顯示屏廣泛應用于工礦企業、學校、商場、店鋪、公共場所等進行圖文顯示,廣告宣傳,信息發布。本文設計一種由4個16×16點陣LED模塊組成的顯示屏,由單片機作控制器,平滑移動顯示任意多個文字或圖形符號,本電路可級聯擴展實現由任意多個16×16點陣LED模塊組成的顯示屏。
  1 电路设计
  控制電路由AT89C51單片機作控制器,顯示屏由4個16×16點陣LED模塊組成,每個16×16點陣LED模塊由4個8×8點陣LED模塊組成,用戶可根據需要擴展增加任意多個16×16點陣LED模塊。8×8點陣LED模塊結構如圖1所示,共8行8列,每個發光二極管放置在行線和列線的交叉點上,共64個發光二極管。當某一列爲高電平,某一行爲低電平時,則對應的發光二極管點亮。
  

  單片機P3.0引腳接串入並出移位寄存器74LS164(U10)的串行數據輸入端,8個74LS164(U10~U17)級聯,P3.1引腳接8個74LSl64的時鍾脈沖輸入端;8個74LS164分別接8個鎖存器74LS373(U18~U25),8個鎖存器的數據輸出端接4個16×16點陣LED模塊的行線,每個16×16點陣LED模塊的行線是獨立控制的。P1.O接8個74LS164(U2~U9)的時鍾脈沖輸入端,P1.1接U2、U4、U6、U8的串行數據輸入端,每兩個74LSl64(U2和U3,U4和U5,U6和U7,U8和U9)級聯;U2~U9的並行數據輸出端接4個16×16點陣LED模塊的64條列線。P1.2接所有74LSl64的清0端,P1.3接鎖存器的鎖存控制端。
  2 工作原理
  本电路利用串行通信口工作于方式0,同时利用P1.O和P1.1模拟串行输出,来实现LED显示屏字符平滑移动显示。由于LED模块为16× 16点阵,所以字符点阵也为16×16点阵,即每个字符由32个字节即16个字数据组成,每个字数据决定了每列LED点亮的情况。16×16点阵字符数据由字符点阵提取软件获得。
  首先单片机P1.1串行输出一位二进制位“1”,经4组74LSl64给4个16×16点阵LED模块的第1列送入一高电平,接着由P3.O串行输出4个16×16点阵LED模块的第1列行数据,即Y1,Y17,Y33,Y49列的行数据,经74LS373锁存后送LED显示屏的行线,此时每个LED模块第1列对应的LED点亮。每列的行数据为1个字数据,4列共4个字数据,每个字数据首字节在字符点阵数据表中的地址相差32,此时每个LED模块显示每个字符的第1列。接着P1.1串行输出一位二进制位“0”,经4组74LS164移位后给4个LED模块的第2列送入一高电平,再由P3.O串行输出4个16× 16点阵LED模块的第2列行数据,即Y2,Y18,Y34,Y50列的行数据,经74LS373锁存后送LED显示屏的行线,此时每个LED模块第2列对应的LED点亮,即显示每个字符的第2列。如此循环,依次点亮每个LED模块每列对应的LED,直到点亮每个LED模块的第16列,即依次显示每个字符的各列。只要每列交替显示的时间适当,利用人眼的视觉暂留特性,看上去16列LED同时点亮,即看上去整个字符同时显示。然后再从第1列依次扫描显示至16列,如此循环多次,以确保显示出的字符具有足够的亮度。
  爲實現字符平滑移動顯示的效果,在上面實現的4個字符靜態顯示一定時間後,再次掃描顯示時,每個LED模塊的第1列從每個字符的第2列數據開始掃描顯示,即第1個LED模塊顯示第1個字符的第2列、第3列、……、第16列和第2個字符的第1列,第2個LED模塊顯示第2個字符的第2列、第3列、……、第16列和第3個字符的第1列、第2列、……。當第三次掃描顯示時,每個LED模塊的第1列從每個字符的第3列數據開始掃描顯示,即第1個LED模塊顯示第1個字符的第3列、第4列、……、第16列和第2個字符的第1列、第2列,第2個LED模塊顯示第2個字符的第3列、第4列、……、第16列和第3個字符的第1列、第2列、……。如此實現了字符的平滑移動顯示。
  3 程序设计
  根據以上電路設計及工作原理,繪制出本電路的控制程序流程圖。按程序流程圖編寫出控制程序,用Wave或Keil軟件調試通過後,産生目標代碼文件。
  4 电路仿真
  將目標代碼文件加入用Proteus軟件繪制的LED顯示屏控制電路仿真圖中的單片機中,仿真運行,運行結果如圖4所示。
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  5 结语
  該LED顯示屏控制電路用單片機作爲控制器,采用串行移位輸出方式,實現了一行字符的平滑移動顯示,在實際應用時還應加上相關驅動電路。本電路可擴展實現由任意多個16×16點陣LED模塊組成的LED顯示屏顯示控制。經實際應用表明,該電路穩定可靠,效果良好。
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