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基于单片机的LED显示屏控制电路设计

2010-10-13 11:00
小鱼时代
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         LED显示屏广泛应用于工矿企业、学校、商场、店铺、公共 场所等进行图文显示,广告宣传,信息发布。本文设计一种由4个16×16点阵LED模块组成的显示屏,由单片机作控制器,平滑移动显示任意多个文字或图形符号,本电路可级联扩展实现由任意多个16×16点阵LED模块组成的显示屏。

        1 电路设计

        控制电路由AT89C51单片机作控制器,显示屏由4个16×16点阵LED模块组成,每个16×16点阵LED模块由4个8×8点阵LED模块组成,用 户可根据需要扩展增加任意多个16×16点阵LED模块。8×8点阵LED模块结构如图1所示,共8行8列,每个发光二极管放置在行线和列线的交叉点上, 共64个发光二极管。当某一列为高电平,某一行为低电平时,则对应的发光二极管点亮。

        单片机P3.0引脚接串入并出移位寄存器74LS164(U10)的串行数据输入端,8个74LS164(U10~U17)级联,P3.1引脚接8个 74LSl64的时钟脉冲输入端;8个74LS164分别接8个锁存器74LS373(U18~U25),8个锁存器的数据输出端接4个16×16点阵 LED模块的行线,每个16×16点阵LED模块的行线是独立控制的。P1.O接8个74LS164(U2~U9)的时钟脉冲输入端,P1.1接U2、 U4、U6、U8的串行数据输入端,每两个74LSl64(U2和U3,U4和U5,U6和U7,U8和U9)级联;U2~U9的并行数据输出端接4个 16×16点阵LED模块的64条列线。P1.2接所有74LSl64的清0端,P1.3接锁存器的锁存控制端。设计完成的电路如图2所示。

        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。

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