LED点阵书写显示屏设计与制作
目录
前言 (2)
第1章绪论 (3)
第1.1节选题背景 (3)
第1.2节研究现状及发展趋势 (3)
1.2.1. 我国LED产业发展现状 (3)
1.2.2. LED显示屏的发展趋势 (3)
第1.3节选题意义 (4)
第2章方案选择 (5)
第2.1节主控芯片的选择与论证 (5)
第2.2节显示模块的选择与论证 (5)
第2.3节控制按键的设计选择与论证 (5)
第2.4节光笔的选择与论证 (5)
第2.5节 LED驱动模块 (6)
第2.6节电源的选择与论证 (6)
第3章硬件设计 (7)
第3.1节系统硬件设计及组成 (7)
第3.2节单片机系统设计 (7)
3.2.1. A T89S52单片机 (7)
3.2.2. 复位电路设计 (8)
3.2.3. 时钟电路设计 (9)
3.2.4. 按键电路设计 (10)
第3.3节 LED点阵模块 (10)
3.3.1. 点阵屏行驱动电路设计 (10)
3.3.2. 点阵屏列驱动电路设计 (12)
第3.4节光笔检测电路设计 (13)
第3.5节 LCD显示模块 (13)
第3.6节电源设计 (14)
第4章系统软件设计 (15)
第4.1节软件总体设计 (15)
第4.2节功能模块设计 (15)
4.2.1. 主程序内容 (15)
4.2.2. 外部中断子程序 (16)
4.2.3. 定时器子程序 (17)
4.2.4. LCD液晶显示程序 (17)
4.2.5. 休眠程序 (17)
第5章系统测试与制作 (19)
第5.1节测试与制作仪器 (19)
第5.2节测试方案与测试结果 (19)
结论 (20)
参考文献 (21)
致谢 (22)
附录 (23)
附录1：实物照片说明 (23)
附录2：部分源程序 (23)
LED点阵书写显示屏设计与制作
【摘要】：本课题设计运用了一种以单片机AT89S52为控制器的LED点阵书写显示屏系统的设计。本设计介绍了在单片机控制下，由4个8×8LED点阵模块组成的16×16LED点阵模块为显示屏的设计，用感光性能优良的光电三极管为完成信号采集功能的光笔等，实现了点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字等书写功能。并给出了各个硬件的设计和其原理图，写出软件总流程图。该设计具有设计简单，字符清晰，可靠性高等特点。
【关键词】：单片机，点阵 LED书写显示器
[Abstract]: This issue designed to. Use a microcontroller AT89S52 writing the controller LED dot matrix display system design. Microcontroller AT89S52 is the controller of the system.16×16 LED-dot-matrix-units which composed of 4 8*8 LED-dot-matrix-units are used as the LED display. Optical transistor is used as the light pen and so on can achieve functions as light, zoned, anti-evident, erase screen, writing continuous-word and so on. Write the various hardware Design and its principle of maps, write the overall flow chart of the software. This design is simple in design, characters Clear, and high reliability.
[Key words]: Microcontroller, lattice LED writing display
前言
作为一种新型的发光体，LED自诞生以来就倍受关注。特别是进入21世纪后，显示技术将是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。LED点阵屏目前在平常社会中得了广泛的运用，比如在户外广告媒体中越来越多的传统的灯箱、霓红灯等都被LED显示屏替代。但目前市场运用的电子显示屏只能做到简单的显示作用。要实现更多的功能都要在上位机上现实。所以本设计阐述了如何更简单制作LED书写显示屏，实现多种功能。
本设计制作的是一个基于由16×16的点阵LED模块的书写显示屏。本设计系统由主控模块、电源模块、光笔电路模块、键盘和LCD显示模块、LED点阵模块组成。在控制器的管理下，当光笔触及LED点阵模块表面时，获取行列坐标，在根据功能决定坐标处的LED是否点亮，从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写功能。
本文分为五部分，第一章主要介绍了LED发展的历史和未来。第二章主要介绍了LED 的主控芯片的选择、键盘的选择、电源的选择、LED驱动模块和光笔的选择。第三章主要就硬件电路进行了介绍，主要包括单片机电路、键盘模块、电源部分、LED行列驱动电路、LCD显示模块、光笔检测电路。第四章是系统软件介绍，主要包括系统的主的流程图和各功能模块的流程图。第五章主要是实物的测试试与制作。
第1章绪论
第1.1节选题背景
LED (light emitting diode，发光二极管)是六十年代末发展起来的一种半导体显示器件。七十年代，随着半导体材料合成技术、单晶制造技术和P一结形成技术的研究进展，发光
二极管在发光颜色、亮度等性能方面得以提高，并迅速进入批量化和实用化。进入八十年代后，LED在发光波长范围和性能方面大大提高，并开始形成平面显示产品即LED显示屏。由于LED 具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、工作性能稳定以及在室内室外适应力强等优点，且LED显示屏的最大特点是不受面积的限制，可以达到几十甚至几百平方米以上，应用于室内外各种公共场所显示文字、图形、动画、视频图像等各种信息。LED 显示屏的应用涉及到社会经济的许多领域，主要包括：机场、港口、车站旅客引导信息显示；证券交易、金融信息显示；邮政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示；道路交通信息显示；高校教学管理信息发布显示；文艺演出和体育比赛；室外产品广告及信息发布。除单一大型户内、户外显示屏作为广告媒体外，国内一些城市还出现了集群LED显示屏广告系统。另外，自2000年后随着高亮度LED产品亮度与效率增进，可携式产品（如手机、PDA、数字相机等）大量使用作为产品屏幕或按键光源，配合可携式产品市场成长，使得可携式产品成为LED最大应用市场。随着电子技术的发展，LED 点阵书写显示屏是信息传播一种重要手段，成为现代化社会的一个闪亮标志，它的广泛应用将是一种趋势。因此，在科技以日新月异的速度向前发展，经济全球一体化的社会中，LED点阵显示技术发展前景乐观。
第1.2节研究现状及发展趋势
1.2.1.我国LED产业发展现状
作为一种新型的发光体，LED自诞生以来就倍受关注。特别是进入21世纪后，世界面临严重的能源、环境危机，在发达国家，照明用电占总用电量的20%；我国的照明用电约占总用电量的12%，至2010年，我国照明用电将高达3000亿度，相当于三峡水电站完工后的年发电量的3倍以上。而目前我国的发电主要还是依靠火力，对于环境的污染非常严重，这就需要改进现有的照明设备，提高其效率。而半导体照明作为新兴的发光体，具有电光效率高、体积小、寿命长、电压低、节能和环保等优点，是下一代照明的不二之选。根据各种照明器件的效率，可以得出，LED与传统的白炽灯、日光灯相比，在电光效率、寿命上占有绝对的优势，一旦在成本、光效上取得突破，将很快占领照明市场。因而，现
今不管是国内还是国外我们都是围绕先进的LED技术做进一步研究。
1.2.2.LED显示屏的发展趋势
现代信息社会中，作为信息视觉传播媒体的显示产品，它的技术得到迅速发展，进入二十一世纪的显示技术将是平板显示的时代，LED显示屏作为平板显示的主导产品之一无疑会有更大的发展，并有可能成为二十一世纪平板显示的代表性主流产品。高亮度、全彩化蓝色及纯绿色LED产品自出现以来，成本逐年快速降低，已具备成熟的商业化条件。基础材料的产业化。使LED全彩色显示产品成本下降，应用加快。LED产品性能的提高，使全彩色显示屏的亮度、色彩、白平衡均达到比较理想的效果，完全可以满足户外全天候的环境条件要求，同时，由于全彩色显示屏价格性能比的优势，预计在未来几年的发展中，全彩色LED显示屏在户外广告媒体中会越来越多地代替传统的灯箱、霓红灯、磁翻板等产品，体育场馆的显示方面全彩色LED屏更会成为主流产品。全彩色LED显示屏的广泛应用会是LED显示屏产业发展的一个新的增长点。未来LED点阵显示屏会向着标准化、规范化，产品结构多样化的方向发展。
第1.3节选题意义
本设计课题是89s52单片机为核心，采用动态扫描的方式驱动电路，并用74LS138作为译码单元提供实验所需要端口，另外，在软件编程中采用C 语言，显示时采用点阵显示。在设计本课题是查阅了大量的书籍和相关知识使我们能够掌握LED显示屏的基本显示原理和设计方法，对LED显示屏这个行业有了较为深刻的了解和认识。并且对大学期间所学习的一些理论进行了实践，使我们对所学过的理论知识有了新的认识。并且通过本设计课题学习掌握A T89S52单片机的控制功能和用它作为主控单元完成许多设计目标的方法。熟悉A T89S52单片机软件编程。且能掌握使用Protel99se进行电路设计和制图的方法步骤。为以后从事相关行业的工作积累了实际工作经验。目前我国的信息行业发展迅速，作为主要平面显示媒介的LED显示屏的作用也越练越广泛，相关的从业人员也会越来越紧缺。但同时应该清楚的认识到我国的LED技术虽然发展迅速但和世界先进水平还有一定的差距。因此本设计课题不论是对自己的就业还是对我国LED显示技术的发展都有非常现实与积极的意义。
第2章方案选择
第2.1节主控芯片的选择与论证
方案一：8031芯片内部无ROM，需要外扩程序存储器，由此造成电路焊接的困难，况且使用8031还需要另外购买其他的芯片，从而造成成本较高，性价比低。
方案二：A T89S52芯片内部有ROM，且片内ROM全部采用Flash ROM,它能于3V的超低压工作，与MCS-51系列单片机完全兼容。另外，A T89S52是比较常用的单片机，用起来比较熟悉用起来得心应收。
经过比较我选择A T89S52来设计。
第2.2节显示模块的选择与论证
方案一：采用LED八段数码显示。数码管的亮度高，价格便宜，但只能显示数字和字母，并且占用控制器的资源多，显示的信息量少。
方案二：采用带字库的1286液晶显示。12864液晶屏，亮度高，可显示数字、字母、汉字图片、显示信息量大，采用串口通信，占用I/O口少，性能较稳定。显示数据更加美观、大方、清晰，加上文字显示对数据显示进行说明，更加直观，便捷。
经过比较我选择方案二。
第2.3节控制按键的设计选择与论证
方案一：选取4×4标准矩阵键盘，减少了I/O的使用，用8个I/O控制16个键，节省了很多的口线，降低了成本。
方案二：独立式按键，每个按键实现一个功能，易于控制编写程序简单，容易理解，但占用较多的单片机I/O口资源。
经比较我选择了方案一
第2.4节光笔的选择与论证
方案一：采用光敏二极管(2CU2B)确定LED行列坐标值。光电二极管的光电流小，响应时间短，适用于要求光电流与照度成线性关系或要求工作频率高的电路，但其灵敏度较低，光电流较小，不易判别光笔所在处的LED在点阵屏中的坐标。
方案二：采用光敏三极管(3DU33)确定LED行列坐标值。光电三极管光电流大，响应时间短，且其灵敏度非常高，很容易判别光笔所在处的LED在点阵屏中的坐标。
经比较及测试：光敏三极管作为光笔检测器件，能够很好的满足题目的要求，因此，本系统采用方案二。
第2.5节 LED驱动模块
方案一：采用静态锁存方式，将每一个LED发光管的一端接至单片机的一个I/O口，另一端通过电阻接电源。这种方法可以直接驱动LED，原理简单，驱动能力强，LED的亮度也可以通过限流电阻调节，非常方便，但此种方法太浪费单片机的I/O口，只适合于较小的系统。
方案二：采用动态扫描方式，通过三极管驱动并联在一起的LED发光管的一端(共阴或共2端)，LED发光管的另一脚接通用I/O口，控制其亮灭。该方法能驱动较多的LED，控制方式较灵活，而且节省单片机的资源。
比较以上两种方案，系统设计中采用方案二。
第2.6节电源的选择与论证
方案一：采用普通的干电池，电压稳定，方便携带，但工作时间短不利于大屏幕显示，并且造成环境污染，不利于环保。
方案二：采用直流稳压电源，由输入12V稳压后5V，这样电压稳定能持续工作，并能用于大屏幕显示，不会造成环境污染，节省成本。综上所述，采用方案二，即直流稳压电源。
第3章硬件设计
第3.1节系统硬件设计及组成
本设计的硬件原理结构如图3-1所示。该系统由主控模块A T89S52、光强检测模块、光笔检测模块、LED点阵显示模块、键盘输入模块、LCD实时状态显示6个部分组成。
图3-1 硬件原理结构图
第3.2节单片机系统设计
3.2.1.AT89S52单片机
控制器电路包括单片机芯片A T89S52电路、驱动电路和显示电路、按键等。
A T89S52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得A T89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。
A T89S52具有以下标准功能：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes 的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器，2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。此外，A T89S52设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。见单片机电路图3-1：
图3-1单片机电路
RST: 复位信号输入端，高电平有效。当晶振工作时，RST脚持续2 个机器周期高电平，就可以使单片机复位。
XTAL1:振荡器反相放大器和内部时钟发生电路的输入端。
XTAL2:振荡器反相放大器的输出端。
P0 口：P0口是一个漏极开路的8位准双向I/O端口。作为输出口，每位能驱动8个LLS型TTL负载。对P0端口写1时，引脚用作高阻抗输入。当访问外部程序和数据存储器时，P0口也被作为低8位地址/数据复用。在此期间，P0内部上拉电阻有效。在flash编程时，P0口也用来接收指令字节；在程序校验时，输出指令字节；程序校验时，需要外部上拉电阻。
P1 口：P1 口是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 端口。p1 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P1 端口写1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。此外，在flash编程和校验时，P1口接收低8位地址字节。
P2 口：P2 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P2 端口写1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在访问外部程序存储器或用16位地址读取外部数据存储器时，P2 口送出高八位地址。。在使用8位地址（如MOVX @RI）访问外部数据存储器时，P2口输出P2锁存器的内容。在flash 编程和校验时，P2口也接收高8位地址字节和一些控制信号。
P3 口：P3 口是一个具有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，p2 输出缓冲器能驱动4 个TTL 逻辑电平。对P3 端口写1时，内部上拉电阻把端口拉高，此时可以作为输入口使用。作为输入使用时，被外部拉低的引脚由于内部电阻的原因，将输出电流（IIL）。在flash编
程和校验时，P3口也接收一些控制信号。
3.2.2.复位电路设计
为确保单片机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分，复位电路的
第一功能是上电复位。一般单片机正常工作所需要的供电电压为+5V，由于单片机电路是时序数字电路，它需要稳定的时钟信号，因此在电源上电时，只有当VCC在特定的工作电压范围内以及晶体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，单片机开始正常工作。
目前为止，单片机复位电路主要有四种类型：（1）微分型复位电路；（2）积分型复位电路；（3）比较器型复位电路；（4）看门狗型复位电路。
复位电路工作原理如图3.3所示，VCC上电时，C充电，在10k电阻上出现电压，使得单片机复位；几个毫秒后，C充满，10k电阻上电流降为零，电压也为零，使得单片机进入工作状态。工作期间，按下S、C放电。
S松手，C又充电，在10k电阻上出现电压，使得单片机复位。几个毫秒后，单片机进入工作状态。见图3-2：
图3-2 复位电路
3.2.3.时钟电路设计
内部时钟，是用芯片内部振荡电路，精度不高，温飘也较大，不需要外部振荡器件。
外部时钟，分RC振荡和石英晶振，RC精度不高，成本低，石英晶振，精度高，稳定性好，根据使用场合选择，适合的时钟方式
A T89S52内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是反相放大器的输入端和输出端，由这个放大器与作为反馈元件的片外晶体或搪瓷谐振器一起构成了一个自激振荡器，这种方式形成的时钟信号称为内部时钟方式。利用芯片内部的振荡电路，在XTAL1和XTAL2两端跨接晶体（或陶瓷）振荡器和两个电容就构成了一个稳定的自激振荡器。晶体振荡频率可在1.2MHz～12MHz之间选择。电容值无严格要求，但其取值对振荡频率输出的稳定性、大小、振荡电路起振速度稍有影响，C1、C2可在20pF～100pF之间取值。一般当外接晶体时，电容选为30pF。本设计采用内部时钟电路，时钟电路如图3-3所示：
图3-3 时钟电路
3.2.
4.按键电路设计
本设计采用4×4标准的行列键盘，通过8个I/O口控制16个键，采用线反转法行列键盘扫描。在单片机系统中为了扩大同一个I/O口的键盘个数，则采用了行列式键盘接法，就是交叉相接。如图3-4所示：
图3-4按键电路
键盘接的前4个I/O口为行接线，后4个为列接线。这样的接法就构成了一个坐标，每个键都对应这一个行的位置和一个列的位置。例如我们说左上角的那个所对应第1行和第4列，即单片机P1.0和P1.7两个I/O口。键盘的组成是用的微动开关，微动开关的特性是当有键按下时开关的两个引脚闭合导通。无按键时两个引脚是断开的状态。这样我们按下图3-4中左上角的键时P1.0和P1.7在物理上市导通了，其它的I/O口（P1.1～P1.6）都处于独立的状态。这里我们用的方法是将4个行线的I/O口置为“0”（低电平）将列线的I/O口置为“1”（高电平）。这样当有键按下某一行的I/O口就和某一列中的I/O口导通了，因为行线的口都是“0”（低电平）所以和行线导通的列线也将会变成“0”，而其余的列线因为开始时是“1”又没和其他的行线导通，所以依然是“1”。这样我们就可以找出了按键所在的列了。反过来确定行的位置也是一样的。
第3.3节 LED点阵模块
3.3.1.点阵屏行驱动电路设计
本系统采用两块74HC595级联作为点阵屏的行控制信号，控制点阵屏的16行。见图3-6。
74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。移位寄存器和存储器是分别的时钟。数据在SCH_cp的上升沿输入，在ST_cp的上升沿进入的存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个
Q）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有串行移位输入（Ds），和一个串行输出（'7
一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。这里用到2块74HC595，采用级联的工作方式可以组成16位移位寄存器，输出的16个数据端口来控制点阵屏的16行。74HC595引脚图如图3-5所示：
图3-5 74HC595引脚图
74HC595各个引脚的功能：Q0～Q7是并行数据输出口，即存储寄存器的数据输出口。SI：串行数据输入端。ST_CP：存储寄存器的时钟脉冲输入口。SH_CP：移位寄存器的时钟脉冲输入口。OE：输出使能端。MR：芯片复位端。Q0～Q7：八位并行输出端，采用
Q:级联输出端。我将它接下一个595的DS端。
级联方式可以输出16位控制信号。'7
74595的控制端说明：MR(10脚): 低点平时将移位寄存器的数据清零，通常将它接Vcc。SH_CP (11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。ST_CP(12脚)：上升沿时,移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。当移位结束后，在ST_CP 端产生一个正脉冲，更新显示数据。OE(13脚): 高电平时禁止输出（高阻态）。
74HC595的主要优点是具有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。这在串行速度慢的场合很有用处，LED显示器件没有闪烁感。
图3-6行驱动电路
3.3.2.点阵屏列驱动电路设计
本设计采用74LS154作为点阵屏列控制信号，因为它可以输出16位的控制信号，所以只要扫描频率可以，点阵屏就可以看成稳定平滑过渡，没有闪烁的感觉，74LS154引脚如图3-7所示。
图3-7 74LS154引脚图
74LS154是此集成电路的TTL版本，其功耗更小，功能一样。译码器在单片机系统中一般起扩展I/O的作用，当外设比较多，单片机的引脚不够用的时候，就可以由74LS154把4个单片机I/O口扩展为16个。增强了单片机控制外设的能力。这种单片 4 线—16 线译码器非常适合用于高性能存储器的译码器。当两个选通输入E1 和E2 为低时, 它可将4 个二进制编码的输入译成16 个互相独立的输出之一。实现解调功能的办法是：用4 个输入线(A、B、C、D)写出输出线的地址，使得在一个选通输入为低时数据通过另一个选通输入。当任何一个选通输入是高时，所有输出都为高。
点阵屏的列驱动单元电路由4-16线的74LS154译码器来驱动，每个LED管需要7mA 的电流，那么64个同时亮就需要448mA的电流所以我们要对列进行驱动，采用三极管8050对列信号进行放大，使LED点阵能正常显示。点阵屏列驱动单元电路原理图如图3-8所示：
图3-8列驱动电路
第3.4节光笔检测电路设计
光笔采用3DU33型光敏三极管检测点阵屏发光的强弱变化电压信号，经过8050三极管放大后输出。此时检测到的电压变化信号仍然很小，只有100MV左右。单片机仍无法识别电压变化信号，但能很好的感应点阵屏亮度的变化，为单片机对亮度的检测提供基础。
光笔检测电路原理图如图3-9：
图3-9光笔检测电路
第3.5节 LCD显示模块
单片机接受键盘的中断申请，根据不同的按键执行不同的功能，将执行的结果在LCD 上显示出来．在显示的时候，由于LCD 只接受相应字符的字形码，所以对于固定不变的提示信息和标题，将字型码存储在单片机ROM 的字库内．对于变化的数值的字型码，则在显示以前通过查字库，将字库内存储的数字的字型码复制到自己的存储单元．然后将自己的存储单元的字型码送入LCD显示缓存中显示。由单片机P2.0～P2.7口控制D7～D0S 数据的输入输出，RS为数据选择信号由P3.0控制，E为读写使能端，高电平有效，下降沿锁定数据由P3.2控制，R/W为读写选择端，高电平：读数据，低电平：写数据，由单片机P3.1口控制。见图3-10：
图 3-10液晶显示电路
第3.6节电源设计
由于单片机输出电压比较小，LED点阵显示采用外部单独供电的方式，减低了点阵亮度不够的问题，使LED显示亮度连续不变。本电源设计从进入12V电压经过三端LM7805
（见图3-9）稳压后变成5V。电路原理图3-11如下：
图3-11 电源电路
第4章系统软件设计
本设计采用C语言进行软件编程设计，C语言使用方便，容易编写，程序易读懂，编
写程序结构清晰，容易修改。
第4.1节软件总体设计
本设计用A T89S52、3-8线的74LS138、8050三极管等和4个8×8LED点阵模块构成一个16×16的LED点阵书写显示系统。利用C语言编写程序，系统上电后，执行主程序，LCD液晶显示开机界面。A T89S52对键盘进行扫描，按下“设定”键后，进入功能选择显示界面，按键进行功能选择，依次进行“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”。当前图标以闪烁标识为被选中，点阵屏既可在控制下执行相应功能，并可以显示光笔位置的行列坐标值。
第4.2节功能模块设计
为了在LED点阵显示屏上实现点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移等功能，将系统软件设计部分做简单的划分，主要有主程序、扫描程序、按键程
序、休眠程序等部分。
4.2.1.主程序内容
（1）初始化各个数据存储器，设置中断触发方式、开外部中断，定时器中断等。
（2）系统显示为16行16列的方阵排列，共得256个点的坐标数据，程序对各点进行逐行逐列动态扫描，整屏显示微亮状态。
（3）检测各个功能状态，等待中断调用。
主程序流程图见图4-1：
图4-1 主程序流程图
4.2.2.外部中断子程序
触控笔接近LED显示屏某点时，光电检测原件捕捉到扫描到此时的光信号，程序进入外中断子程序。
程序判断此时处于何种功能状态，调用相应算法处理，赋值对应寄存器，实现点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移等功能。
点亮、划亮：程序扫描到相应点，对应点亮占空比增大，相应亮度增大，与附近微亮差异明显。
反显：对应点进行取反操作，取反后对应点亮占空比增大，相应亮度增大。
笔画擦除：捕捉对应点，恢复微亮扫描操作。
整屏擦除：整屏恢复微亮扫描操作。
连写多字：每写一个字，分别存储在单片机的RAM 存储区，待四字写完，调用RAM 区，依次显示。
对象拖移：用光表笔圈住所选区域，对边界坐标通过逐点比较建立设定区域，采用了矩阵理论中对方阵的优化算法，计算出表笔拖移的横竖位移，选定区域整体移动，对应点亮占空比增大，相应亮度增大，实现显示。
中断程序流程图见图4-2：
图4-2 中断程序流程图
4.2.3.定时器子程序
5ms定时，作为时间基准。
4.2.4.LCD液晶显示程序
LCD液晶显示与单片机采用串行通讯方式，汉字显示当前操作方式，实时显示点亮状
态的坐标
4.2.
5.休眠程序
系统没有任何输入信号时，计时10s达到节能休眠状态，程序停止对各点进行逐行逐列动态扫描，待有输入信号时再次进入扫描状态。
16?16点阵LED电子显示屏的设计 摘要：文章介绍了基于单片机AT89C51的16?16点阵LED电子显示屏的设计。分别阐述了显示屏显示的基本原理，硬件设计、控制方法及其程序的实现。经过调试和分析，设计的结果能够实现对汉字的静态和动态显示，动态显示的内容有多种方式，同时又可通过上位机更新显示的内容。 关键字：AT89C51；16?16点阵；LED；显示屏 一绪论 LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。并广泛的应用于公交汽车，码头，商店，学校和银行等公共场合的信息发布和广告宣传。LED显示屏经历了从单色，双色图文显示屏到现在的全彩色视频显示屏的发展过程，自20世纪八十年代开始，LED显示屏的应用领域已经遍布交通、电信、教育、证券、广告宣传等各方面。 1 LED点阵显示屏概述 LED点阵显示屏的构成型式有多种，其中典型的有两种。一种把所需展示的广告信息烧写固化到EPROM芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型；另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变的多幅汉字显示，称可编程序型。 目前，国内的LED点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样较单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的EPROM芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用范围受到了限制。国内的另一种LED显示屏——可编程序型LED显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的LED显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用PC机通信技术控制LED显示屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点。 2 LED显示屏控制技术状况 显示屏的控制系统包括输入接口电路、信号控制、转换和数字化处理电路及输出接口电路等，涉及的具体技术很多，其关键技术包括串行传输与并行传输技术、动态扫描与静态锁存技术、自动检测及远程控制技术等。
LED点阵书写显示屏设计方案 第一章设计任务及要求 1.1、任务 设计并制作一个基于32x32点阵LED模块的书写显示屏，其系统结构如图1所示。在控制器的管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态(如下图中光笔接触处的深色LED点已被点亮)，从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。 图1.1 LED点阵书写显示屏系统结构示意图 1.2、要求 (1)在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器 上同步显示该点LED的行列坐标值(左上角定为行列坐标原点)。 (2)在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度 要求2s能划过并点亮40点LED。 (3)在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示(即：字体笔画处不亮，无笔 画处高亮)。 (4)在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。
第二章系统整体框架 系统整体框架图如图一所示，分为控制模块、显示模块、光笔模块、LED点阵模块和辅助模块(包括键盘、数据存储等)。 图2.1 系统整体框架图
第三章方案论证与比较 3.1、控制模块 在数字信号处理中，常用的控制器有FPGA、DSP及嵌入式51单片机。 FPGA可以直接用硬件扫描、编码、解码、纠错，速度快、稳定性高，但其价格昂贵，很多的功能在本设计难以使用到。 DSP都有较快的数据处理速度，能实时地、快速地监测信号量的变化，但其受采样频率的限制，处理频率围有限。 AT89S52 是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash 存储器。使用Atmel 公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51 产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU 和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案,具有硬件的设计十分简单，软件开发周期短等特点。 考虑到价格、功耗及系统的要求，最终选用AT89S52单片机为控制系统。 3.2、光笔模块 光笔设计的关键是选择合适的传感器件，只有具有很高的灵敏度和一定的响应时间的传感器才能完成系统的要求及功能。 方案一：采用核心部件为光敏电阻制成的光笔检测系统。光敏电阻是将光能转换为电能的一种传感器件，它是构成光电式传感器的主要部件。光敏电阻结构简单、使用方便、价格便宜，但其响应时间长，不易检测。 方案二：采用光敏二极管，与光敏电阻相比有较好的高频特性，具有较好的可靠性，功耗低，且同样价格低廉，使用方便。 比较两种器件，系统设计中选用光敏二极管制作光笔模块。 3.3、LED点阵模块 LED点阵的显示方式有以下几种： 1)在LED点阵上贴上一层触摸屏，形成压膜式LED点阵。把触摸屏的信息通过微处理器处理来控制LED点阵显示。这种显示方式准确，反应速度快，光笔制作简单，但造价高。 2)用普通的LED点阵，在LED点阵的边上加上红外线传感接收器，构成32×32的
《EDA技术与应用》 课程设计报告 题目： LED点阵显示屏控制系统设计院（系）：机电与自动化学院 专业班级：自动化 学生姓名： 学号： 2014 指导教师： 2017年6月 19日至2017年 6 月23 日 *******
《EDA技术及应用》课程设计任务书
摘要：我国经济正处于发展的高峰期，也需要广大的公共场合信息公示平台，而利用LED点阵滚动显示正好符合情况，且这种方式已经成为信息传递的一种重要手段。因此，在日常生活中，点阵随处可见。通过多种控制手段，点阵还可以实现各种文字甚至图案的动态显示。在不同的应用场合，点阵的设计要求也是不同的。传统思路一般是应用单片机实现点阵控制，但该方法有一定的局限性。 该次课程设计主要研究利用VHDL语言编程来设计汉字的显示。首先描述相应的设计电路；然后叙述在16*16矩阵显示汉字的原理；最后给出描述功能的VHDL设计语言。并通过编程、调试、仿真、下载正确实现汉字滚动、扫描显示结果。 关键词： LED点阵；FPGA；VHDL语言；汉字滚动显示。
目录 1．实验要求及总体方案 (1) 1.1 实验要求 (1) 1.2 扫描显示 (1) 1.3 滚动显示 (1) 2．LED点阵显示原理 (1) 2.1 LED点阵原理 (1) 2.2汉字取模 (2) 3．扫描显示 (3) 3.1 设计基本原理 (3) 3.2计数器设计 (3) 3.3 列驱动设计 (4) 3.4 行驱动设计 (4) 4.仿真图原理图及实物图 (4) 4.1仿真图 (4) 4.2原理图 (5) 4.3实物图 (6) 5.程序 (7) 参考文献： (10)
论文一 第一章绪论 1.1课题来源 本课题来源于全国大学生电子设计竞赛LED点阵书写显示屏，它是一种控制半导体发光二极管的显示装置，其主要功能是实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示。 1.2设计任务及要求 设计并制作一个基于32×32点阵LED模块的书写显示屏，其系统结构如图1-1所示。在控制器的管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED 点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态，从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。 图1-1 LED点阵书写显示屏系统结构示意图 设计的最终要求是：在点亮功能下当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该LED；在划亮功能下当光笔快速划过时，能同步点亮划过的各LED，其速度要求2S内能划过并点亮40点LED；在反显功能下能对屏上显示的信息实现反向显示；在屏幕擦除功能下能实现对屏上所显示信息整屏擦除；在笔画擦除功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画；在连写多字功能下，能结合自选的擦除方式，在30S内以划亮方式写出四个汉字且存入机内；在对象拖移功能下，能用光笔将选定显示内容在屏上进行拖移，先用光笔以划亮方式在屏上圈定欲拖移显示对象，再用光笔将该对象拖移到屏上另一位置；当光强改变时，能自动连续调节屏上显示亮度；当光笔连续未接触屏面的时间超过1-5MIN
时，自动关闭屏上显示，并使系统进入休眠模式。
2009年全国大学生电子设计竞赛试题 参赛注意事项 （1）2009年9月2日8:00竞赛正式开始。本科组参赛队只能在【本科组】题目中任选一题； 高职高专组参赛队在【高职高专组】题目中任选一题，也可以选择【本科组】题目。（2）参赛队认真填写《登记表》内容，填写好的《登记表》交赛场巡视员暂时保存。 （3）参赛者必须是有正式学籍的全日制在校本、专科学生，应出示能够证明参赛者学生身份的有效证件（如学生证）随时备查。 （4）每队严格限制3人，开赛后不得中途更换队员。 （5）参赛队必须在学校指定的竞赛场地内进行独立设计和制作，不得以任何方式与他人交流，包括教师在内的非参赛队员必须迴避，对违纪参赛队取消评审资格。 （6）2009年9月5日20:00竞赛结束，上交设计报告、制作实物及《登记表》，由专人封存。 LED点阵书写显示屏（H题） 【高职高专组】 一、任务 设计并制作一个基于32×32点阵LED模块的书写显示屏，其系统结构如图1所示。在控制器的管理下，LED点阵模块显示屏工作在人眼不易觉察的扫描微亮和人眼可见的显示点亮模式下；当光笔触及LED点阵模块表面时，先由光笔检测触及位置处LED点的扫描微亮以获取其行列坐标，再依据功能需求决定该坐标处的LED是否点亮至人眼可见的显示状态（如图1中光笔接触处的深色LED点已被点亮），从而在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能。 1
1 图1 LED 点阵书写显示屏系统结构示意图 二、要求 1．基本要求 （1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED 时，能即时点亮该点LED ，并 在控制器上同步显示该点LED 的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。 （2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED ， 其速度要求2s 内能划过并点亮40点LED 。 （3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不 亮，无笔画处高亮）。 （4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。 2．发挥部分 （1）在“笔画擦除”功能下，能用光笔擦除屏上所显汉字的笔画。 （2）在“连写多字”功能下，能结合自选的擦除方式，在30s 内在屏上以“划亮”控制器 32×32 LED 点阵模块 光笔
LED显示屏基础知识 （一）、概述： LED电子显示屏是集计算机技术、光电技术、微电子技术等一身的现代高科技产品。它广泛应用在车站、码头、办公大厅等公共场所，是广告宣传、新闻发布的最佳首选媒体，它不但可以播放文字、图像还可以播放VCD、DVD、TV等多媒体节目，能对其播放的文件进行编辑，利用计算机应用软件进行特殊处理后播放，还能显示时钟、天气温度等信息。 （二）、系统组成(参见LED显示屏连接示意图) 1、电子显示屏屏体 2、计算机及网络控制系统 3、通信系统 4、显示屏供配电系统 5、多媒体音、视频编辑、制作、播放系统 （三）、显卡的设置 在显示器桌面空白处单击鼠标右键，进入“属性”设置项，单击“屏幕保护程序”，将屏幕保护程序设为“无”，然后单击右下脚“电源”项，将电源使用方案下的“关闭监视口、关闭硬盘、系统待机、系统休眠”全设为“全不”然后应用该设置 回到主设置菜单，单击“设置”选项。将显示屏分辨率设为1024X768，颜色质量设为“最高32位”应用设置。 单击右下角“高级”选项，单击“监视器”项设屏幕刷新频率为60HZ， 单击“显示”项，使第四项即PDF项按扭显示为绿色，应用该设置显卡设置完毕. （四）、网线制作 使用普通8芯5类网线传输距离在100米内。 网线压线线序为：白橙、橙、白绿、蓝、白蓝、绿、白棕、棕，即国标网线568B压法。
一、相关配件说明 1、框架结构图，此图仅供参考（图1-1） 1-1 2、箱体后视结构 2.1 B、C为RJ45水晶头插座,用于连接各箱体之间的信号线。 3、控制系统 3.1 显示卡如图(1-3) ·P为数字视频输出口(DVI) ·Q为CRT显示接口 3.2发送卡如图(1-4) 1-3 ·DVI为数字视频输入口 ·U、D为RJ45信号线输出口 ·232为串口信号输入 3.3 接收卡如图（1-5） ·P为接收卡电源线输入端 ·A为RJ45信号线输入口 ·B为RJ45信号线输出口 U D 232 DVI P A B 1-4 1-5
LED点阵书写显示屏 所在院系：电气与控制工程学院 作者： 李向杰、刘赟超、符祝辉 日期：2015年07月25日
摘要 本系统以MSP40F149为核心，设计并制作了一个基于32×32LED点阵显示模块书写显示屏。该点阵可以实现扫描微亮及显示点亮两种工作方式，在扫描微亮的状态下，通过自制光电笔扫描和按键切换可实现“点亮、划亮、擦除、反显”等书写功能和“显示点亮坐标”等显示功能。硬件设计方案使用74H595来驱动LED点阵显示，通过1602液晶来显示坐标。作品技术要求不高但对扫描速度和硬件系统的搭建有较高的要求。 关键词：MSP430F149；74H595；光电三极管；LED点阵
1 系统方案设计 1.1 系统总方案设计 整个系统由MSP430F149微控制器作为系统的核心控制芯片，32*32LED点阵起到了各种形式显示的作用，通过光电三极管和LM293比较器构成光电检测电路，1602液晶显示在进行点扫描时对点坐标的显示、光敏电阻感光电路的模块组成。系统结构如图1-1所示。 图 1-1 系统结构图 2 系统方案论证 2.1主控制器选择论证 方案一：STC89C51单片机是8位单片机。其指令是采用的称为“cisc”的复杂指令集，共具有111条指令。其电源电压为5伏，有两种低功耗模式，待机方式和掉电方式。正常情况下消耗的电流为24mA,在待机状态下其耗电电流仍为3mA，为了保存RAM中的数据，还需提供约50mA的电流。再者，虽然其具有不少开发工具，但如何在线编程还是一很大问题。 方案二：CPLD(EPM240T100C5)：具有丰富的I/O口、内部逻辑和连线资源、运行速度快、能够显示大量的信息，但CPLD实现运算功能复杂，在该系统中，需要显示的信息量较少，但是控制和运算功能较多，用CPLD实现一些运算功能复杂。 方案三：MSP430系列的单片机电源电压采用1,8-3.6V低电压，RAM数据保持方式下耗电仅0.1uA，IO口漏电流最大仅为50nA。另外，其采用矢量中断，支持十多个中断源，并可以任意嵌套。独特的时钟系统设计使其具有5种低功耗模式可供选择。 基于以上所述，我们选用MSP430F149型单片机。 2.2 光电检测笔选择论证
机器人创新设计 课程设计报告书 题目：16×16点阵LED电子显示屏的设计 姓名：张津 学号：1613010320 专业：国际经济与贸易
指导老师：于大泳 设计时间：2017年3月 管理学院 目录 1. 引言 (3) 1.1 设计意义 (3) 1.2 系统功能要求 (3) 2. 方案设计 (4) 3. 硬件设计 (5) 4. 软件设计 (8)
5. 系统调试 (9) 6. 设计总结 (11) 7. 附录A.：源程序 (11) 8. 附录B.：作品实物照片 (16) 9. 参考文献 (17) 16×16点阵LED电子显示屏的设计 1.引言 1.1 设计意义 目前广告牌具有显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的LED显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用PC机通信技术控制LED显示屏,则具有显示内容丰富,信息更换灵活等优点。
1.2 系统功能要求 本设计是一16×16点阵LED电子显示屏的设计。整机以40脚单片机AT89C51为核心，通过该芯片控制列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，全屏能显示1个汉字。显示可以采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。开关控制显示“矿大电气五班”、“电子综合设计”的字幕。 同时还要实现的功能：5V的电压输入，时钟电路的设置，复位电路的设置，单片机给74HC154芯片同时给E1和E2低电平，74LS154才能正常的工作。例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1，X0=0即可。应用时限流电阻可以放在X轴或Y，16*16LED点阵如图1.2.1所示。 图1.2.1 2.方案设计 16X16点阵LED工作原理说明 : 16X16点阵共需要256个发光二极管组成，且每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，当对应的某一列置1 电平，某一行置0电平，则相应的二极管就亮；因此要实现一根柱形的亮法，对应的一列为一根竖柱，或者对应的一行为一根横柱，因此实现柱的
基于C8051的LED点阵书写显示屏设计 本系统以高速单片机C8051F020片上系统为控制核心，设计方案采用了单片机的IO口控制4-16线译码器74HC154从而达到控制32×32LED点阵的行和列、光笔定位点阵的行与列的坐标、采用单片机的PWM波控制点阵的光亮度等等。实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、轮流显示英文字母和“电子设计”、两点划线、两点画圆、亮度调节、抗锯齿平滑处理等书写显示功能，并且通过按键可以实现不同功能之间的切换。 标签：LED点阵；片上系统；74HC154；PWM波 1 引言 随着科技的日益发展，用户对一些电子产品提出更高的需求。比如先前的点阵屏只能显示一些时钟和广告字符等信息，但是现在人们需要该类产品能够自己通过画笔写入信息，并一直显示在LED屏上，针对这一应用，我们设计了一款以高速单片机C8051F020为核心的LED点阵屏电路板，并且系统经过各项指标测试后完全满足系统设计要求。 2 系统总体方案设计 本次设计的系统总体框架图如1图所示。根据设计要求，包括有主控电路模块，按键电路、LED32×32点阵模块、光笔电路。通过单片机选通相关的译码器，通过选通8550使之与2.5V电压导通。使点阵显示屏处于微亮状态，然后用光电笔进行光信号检测，这样就可以检测到光信号，并进行高亮，这就可以实现写状态。并且可以通过按键实现功能的切换，实现全亮，反显，擦除等等功能。 2.1 32×32 LED点阵的驱动控制电路：将两片74HC154串联使用，实现32×32 LED点阵的行驱动，这样就构成一个5-32译码器电路来进行行驱动，译码器输出的输出信号通过单片机的输出总线来控制。列的微亮扫描点亮也是采用两片74HC154串联的方式，我们采用四个片选分别对LED屏的亮度进行单独控制，设计的电路用快速三极管开关电路，分别采用2.8V电源和5V电源对微亮扫描以及点亮扫面来供电。设计采用的显示屏为1024个，显示方式为循环亮，因此我们在设计电路时取100R的限流电阻为了提高显示亮度。如图2所示为驱动电路。 微亮扫描工作时流过的电流：（2.8-1.8）/100=10.00mA 点亮点阵工作状态下流过的电流：（5-1.8）/100=32.00mA 由计算可知，流过LED电流尽管较大，但在整个运行时间段内占空比很小，因此不会影响LED灯的正常使用。
LED显示屏知识大全（扫盲专用） 2017年5月
目录 2017年5月 (1) 一．LED显示屏的分类 (3) 二．LED显示屏的基本构成 (3) 三．LED显示屏涉及的名词概念 (4) 1、像素： (4) 2、显示模块： (4) 3、显示模组： (5) 4、LED显示屏屏体： (6) 5、点距： (8) 6、扫描方式： (8) 四．LED显示屏的两种常规组装方式 (9) 五．LED显示屏显示原理 (10) 六．单元板/模组认识 (11) 七．显示板芯片简介 (13) 八．控制信号与显示接口 (17) 1、单元板： (18) 2、电源： (18) 3、控制卡： (19) 4、连线： (19) 5、配件制作： (19) 6、布线指南： (20) 7. 外框制作： (22) 十．08接口转12接口原理 (29) 十二．汇总LED显示屏中的常见IC (30)
一．LED 显示屏的分类 分类方式 品 种 说 明 使用环境 室内LED 显示屏 室内LED 显示屏在室内环境下使用，此类显示屏亮度适中、视角大、混色距离近、重量轻、密度高，适合较近距离观看。 室外LED 显示屏 室外LED 显示屏在室外环境下使用，此类显示屏亮度高、混色距离远、 防护等级高、防水和抗紫外线能力强，适合远距离观看。 显示颜色 单基色LED 显示屏 单基色LED 显示屏由一种颜色的LED 灯组成，仅可显示单一颜色，如红色、绿色、橙色等。 双基色LED 显示屏 双基色LED 显示屏由红色和绿色LED 灯组成，256级灰度的双基色显示屏可显示65,536种颜色（双色屏可显示红、绿、黄3种颜色）。 全彩色LED 显示屏 全彩色LED 显示屏由红色、绿色和蓝色LED 灯组成，可显示白平衡和16,777,216种颜色。 显示功能 图文LED 显示屏(异步屏) 图文LED 显示屏可显示文字文本、图形图片等信息内容。可联网脱机显示。 视频LED 显示屏 (同步屏) 视频LED 显示屏可实时、同步地显示各种信息，如二维或三维动画、录像、电视、影碟以及现场实况等多种视频信息内容。 二．LED 显示屏的基本构成 1、异步屏： 2、同步屏：
青岛大学 电工电子实验教学中心 全国大学生电子设计竞赛 LED点阵书写显示屏 (H题) 殷凯李健李文超 2015年5月26日
LED点阵书写显示屏(H题) 摘要 本设计基于16位超低功耗单片机MSP430G2553，使用74HC595串行驱动一块16×16的LED点阵屏，由单片机控制LED点阵屏逐行逐点进行扫描，通过光敏三极管构成的光笔将LED点阵屏上扫描产生的光信号转化为电信号，并将其送入单片机自带的ADC10模块进行模数转换，根据设定的阈值电压可以判断光笔的接触点坐标，并实现“点亮、擦除、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等功能，此外还可以使用上位机显示并控制LED点阵屏的运行状态，本设计具有功耗低、使用简单、可靠性高等特点。 关键词 MSP430 LED点阵光敏三极管 74HC595 Abstract The design of ultra low power 16 bit microcontroller based on MSP430G2553, using the 74HC595 serial driver a 16 x 16 LED dot matrix screen, controlled by the microcontroller LED dot matrix screen line point by point scanning, a light pen through the phototransistor will have a scan LED dot matrix screen light signals into electrical signals, and sends it to ADC10 SCM module for analog-to-digital conversion, the threshold voltage can be judged according to the contact point of the light pen coordinate, and the realization of "light, erase, strike, anti significant, erase screen, erase, write more words, strokes object dragging" function, also can use the computer to display and control the running state of LED dot matrix screen, has the characteristics of low power consumption, high reliability, easy to use this design. Keywords MSP430 LED Dot Matrix Photosensitive Transistor 74HC595
2011年10月第22卷第5期照明工程学报 ZHAOMING GONGCHENG XUEBAO Oct．2011Vol.22No.5 基于单片机STC11F32的LED 点阵书写 显示屏的设计 王海燕 高之圣 徐江海 （淮安信息职业技术学院，江苏淮安 223003） 摘 要：本系统以高速单片机STC11F32为核心，设计并制作了一个基于32?32点阵LED 书写显示屏。能够实现 扫描微亮和显示点亮两种工作模式，通过自制光笔实现“点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示功能，同时该显示屏还具有坐标显示，能够根据环境光强弱的变化，自动调节显示屏上的亮度，系统还具有休眠功能。关键词：STC11F32；LED 点阵；光笔 Design of LED Lattic Writing Display Screen Based on Chip Microcomputer STC11F32 Wang Haiyan Gao Zhisheng Xu Jianghai （Huaian College of Information Technology ，Jiangsu Huaian 223003） Abstract This system founded on STC11F32，designed and produced a 32?32lattice LED writing displays．It can realize two work modes of scanning WeiLiang and display with the light pen by “light ，scratched ，reverse ，completed erase ，stroke erase ，object drag ”and so on．This screen also shows the coordinate．It can adjust the screen brightness automatically according to the change of the environment light．Besides ，the system has the sleep mode． Key words ：STC11F32；LED Dot-Matrix ；lightpen 1引言 LED 点阵电子显示屏制作简单，安装方便，被 广泛应用于各种公共场合，但是这种电子显示屏只能做单一的“显示”作用，显示内容的更改、擦除等功能的实现都要在上位机上实现。能否用LED 点阵显示屏实现“书写”功能，本文基于这一想法，设计并制作一个基于32?32点阵LED 模块的书写显示屏，基本结构如图1。 主要采用STC11F32单片机为主控制器，通 过图1 LED 点阵书写显示屏系统结构示意图 自制光笔在屏上实现“点亮、划亮、反显、整屏擦 除、笔画擦除、连写多字、对象拖移”等书写显示 功能。
史上最全的LED显示屏知 识大全
转载文档： 一．LED显示屏的分类 二．LED显示屏的基本构成1、异步屏：
一般由显示单元板（模组）、条屏卡、开关电源、HUB板（可选）组成。通过串口线与计算机连接，进行显示文字的更改，之后可以脱开计算机工作。 2、同步屏： 同步屏系统比较复杂，系统可大可小，一般由计算机、DVI显卡、数据发送卡、同步数据接收卡、HUB板、网线、LED显示屏等组成。系统始终需要联机计算机工作，将计算机上的图像文字显示在LED大屏幕上。 三．LED显示屏涉及的名词概念 1、像素： 是LED显示屏的最小成像单元。俗称“点”或“像素点”。 上图所示由2红2绿组成1个显示像素点 2、显示模块： 由若干个显示像素组成的，结构上独立的组成LED显示屏的最小单元。 ·室内屏用的是8x8的显示模块，即每个显示模块有64个像素 ·室外屏使用的是单个的灯珠，通常由1-3个相同或不同颜色的灯珠组成模块的一个像素点。 如上面右图的室外屏模组就是由2个红色灯珠组成1个显示像素点 3、显示模组： 由电路及安装结构确定的并具有显示功能的组成LED显示屏的独立单元。简单说就是为便于组装和显示，出厂的半成品通常是以显示模组形式提供的，将多个显示模块加显示驱动做在一起。室内屏俗称“单元板”；室外屏俗称“模组”，再将若干个模组加上机箱、风扇、电源等构在一起成为“箱体”，多用于大型的全
彩屏。 ·室内屏单元板通常有64x32（64列32行、由32个模块组成）、64x16 （64列16行、由16个模块组成）等。下图是一个64x16的单元板： 室内屏单元板正面室内屏单元板背面 ·室外屏模组通常有64x32、32x32、32x16、16x16、16x8多种 上图为16x8(2红)的室外屏模组。加了防水结构用于全户外，我们可以看到塑料壳体，最右侧是它的整个结构刨图：显示板上插的是灯珠、背板上是显示驱动电路，这是分体结构的，也有的是将显示板和显示驱动电路做在一块电路板上的整体结构的，下面的两个图我们可以看到区别。面板、后壳其实是一个塑料罩壳，面板上对应灯珠位置开有孔，以使灯珠漏出头，后壳上有用于安装的螺丝孔或磁柱，使模块便于组装。模块的前面灌有显示屏专用的防水胶。 室外屏模块正面 室外屏模组背面室外屏模组背面 （显示板和驱动板为分离结构）（显示板和驱动板为整体结构） 大型室外全彩屏所用箱体通常由若干个模组+机箱+风扇+电源组成 4、LED显示屏屏体： 将单元板/模组/箱体按一定方式拼接在一起，加上控制卡/控制系统、电源和框架等就构成为LED显示屏。 室内屏：显示单元板+控制卡+电源+铝型框架 室外屏：显示模组+控制卡+电源+铝型框架 全彩屏：显示箱体+控制系统+计算机+通讯网络+架体等组成
LED电点阵书写屏设计 LED点阵显示屏的设计 陈宝华 20144053020 摘要 本设计是基于16 ×16 点阵 LED 电子显示屏的设计。设计以STC15w4k32s4 为核心，介绍了以它为控制系统的LED 点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。本设计主要模块组成：主控CPU模块、按键输入模块，光笔检测电路，LCD信息显示器，16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块。设计中16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块中，CPU输出信号先经74HC245进行锁存，再输出信号经由38译码器74HC138译码选通 APM4953驱动行，由移位寄存器74HC595作为列驱动，单片机控制系统程序采用C语言进行模块化编程，控制各显示点对应 LED 阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。文中详细介绍了 LED 点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强。 关键词： STC14w4k32s4单片机； LED ；点阵书写显示；动态显示； C语言。
第一章前言 1.1系统背景 1.1.1设计意义 LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。本设计基于LED点阵的普通显示效果加上光笔检测模块，实现自由书写显示功能。 它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。 1．1.2 功能实现 （1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。 （2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s内能划过并点亮20点LED。 （3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。 （4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。 （5）自定义显示字符。 1．2 系统概述 1.2.1 主控CPU的选择与比较 1、STM 32(STM32F103VCT6)：具有多功能定时器，低功耗，速度高，256KHz嵌入式闪存寄存器，稳定性强等特点，具有最高72MHz的CPU工作
. LED点阵书写屏 参赛队号____________ 摘要 本作品以STM32单片机为核心,设计制作LED点阵书写显示系统,作品通过按键进行功能切换,以光电三极管作为光笔感应器件,在STM32的控制下进行信号的采集以及处理,实现LED点阵屏包括点亮、划亮、反显、整屏擦除、笔画擦除、连写多字和对象拖移等功能。 一、系统方案
1、方案论证与比较 1）控制器模块 方案1：采用8位8051单片机，该类单片机技术成熟，编程操作简单，价格便宜。但由于系统用到了高精度A/D采样、实时时钟等部分，使外围电路变得复杂，并且该单片机的运行速度较慢，增加了执行难度，不利于程序的编写和系统的实现。 方案2：采用STM32单片机作为核心控制，其自带16通道12位A/D，以及支持三种低功耗模式，可以在要求低功耗、短启动时间和多种唤醒事件之间达到最佳的平衡。主频可达72MHZ，且资源丰富、速度高、稳定性强，性价比高。降低了此系统地执行性难度。 综上，根据此测量仪的要求选取方案2，且此系统所用I/O较少，所以选用48脚封装的STM32f103c8T6作为核心控制模块。 2）光笔模块 方案1：采用光敏电阻。光敏电阻容易获得，价格便宜，性价比较高。但光敏电阻灵敏度低，其光电特性为非线性，常用光敏电阻响应速度慢，大约为60ms，延迟时间受入射光的光照强度影响。其参数不能满足本系统对光笔书写速度的要求。 方案2：采用光电三极管。光电三极管的输出电流大、灵敏度高，而且光电三极管本身具有放大作用，速度够快，能将检测的信息及时反馈给主控机。且光电三级管对红光的敏感度强于自然光，经测试在自然光下对红光的检测无影响。 综上，根据要求，光电三极管速度及其他性能更佳所以采用方案2。
LED点阵显示屏的设计 摘要 本设计是基于16 ×16 点阵 LED 电子显示屏的设计。设计以STC89C52RC 为核心，介绍了以它为控制系统的LED 点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。本设计主要模块组成：主控CPU模块、按键输入模块，光笔检测电路，LCD信息显示器，16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块。设计中16 ×16 点阵 LED点阵显示与驱动模块中，CPU输出信号先经74HC245进行锁存，再输出信号经由38译码器74HC138译码选通APM4953驱动行，由移位寄存器74HC595作为列驱动，单片机控制系统程序采用C语言进行模块化编程，控制各显示点对应 LED 阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。文中详细介绍了 LED 点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应软件的程序设计，以及使用说明等。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强。 关键词： STC89C52单片机； LED ；点阵书写显示；动态显示； C语言。 一、技术指标 1.1设计意义
LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，用来显示文字、图形、图像、 动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；视频显示屏采用微型计算机进行控制，图文、图像并茂，以实时、同步、清晰的信息传播方式播放各种信息，还可显示二维、三维动画、录像、电视、VCD节目以及现场实况。LED显示屏显示画面色彩鲜艳，立体感强，静如油画，动如电影，广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、银行、证券市场、建筑市场、拍卖行、工业企业管理和其它公共场所。本设计基于LED点阵的普通显示效果加上光笔检测模块，实现自由书写显示功能。 它的优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。 1．2 功能实现 （1）在“点亮”功能下，当光笔接触屏上某点LED时，能即时点亮该点LED，并在控制器上同步显示该点LED的行列坐标值（左上角定为行列坐标原点）。 （2）在“划亮”功能下，当光笔在屏上快速划过时，能同步点亮划过的各点LED，其速度要求2s内能划过并点亮20点LED。 （3）在“反显”功能下，能对屏上显示的信息实现反相显示（即：字体笔画处不亮，无笔画处高亮）。 （4）在“整屏擦除”功能下，能实现对屏上所显示信息的整屏擦除。 （5）自定义显示字符。 二、方案论证 2.1 主控CPU的选择与比较 1、STM 32(STM32F103VCT6)：具有多功能定时器，低功耗，速度高，256KHz嵌入式闪存寄存器，稳定性强等特点，具有最高72MHz的CPU工作频率和很强的控制和运算能力，能够实现点阵屏的高速扫描的一些复杂的控制和运算功能。但相比于STC89C58其功能实现复杂。 2、CPLD(EPM240T100C5)：具有丰富的I/O口、内部逻辑和连线资源、运行速度快、能够显示大量的信息，但CPLD实现运算功能复杂，在该系统中，需要显示的信息量较少，但是控制和运算功能较多，用CPLD实现一些运算功能复杂。 3、STC89C52：CPU采用低成本、多功能的STC89C52单片机。STC89C52是一种低功耗、高性能CMOS 8位微控制器，具有以下标准功能： 8k字节Flash，512字节RAM， 32 位I/O 口线，看门狗定时器，内置4KB EEPROM，MAX810复位电路，3个16 位定时器/计数器，4个外部中断，一个7向量4级中断结构（兼容传统51的5向量2级中断结构），全双工串行口。该单片机性价比 很高，且相对容易控制，基本能够实现所需功能。 经比较，选择STC89C52作为主控芯片。 2.2 光笔检测的选择与比较 1、光敏电阻：光谱响应范围宽，体积小，但灵敏度低，响应速度慢，受温度影响大，很难确
大屏幕LED点阵显示系统 发布时间：2007-04-06作者：广西水利电力职业技术学院|陈君霞黄跃华甘文我要评论摘要：本文所设计的是一个同等灰度的单色LED显示屏控制系统，该控制系统以AT89S51为控制器，采用RS-232通信标准，可显示汉字、字符、数字或单色图片。系统采用ATMEL 公司新推出的AT89S51作为主控芯片，由单片机完成与PC机的通讯，同时完成数据存储、循环显示等。系统能脱机运行，具有结构简单、维护方便、显示刷新速度快、成本低等特点。配合在线下载程序，随时更新显示的内容,通过级连更改显示屏面积的大小，使用起来非常方便。 1引言 本文所设计的是一个同等灰度的单色LED显示屏控制系统，该控制系统以AT89S51为控制器，采用RS-232通信标准，可显示汉字、字符、数字或单色图片。系统采用ATMEL 公司新推出的AT89S51作为主控芯片，由单片机完成与PC机的通讯，同时完成数据存储、循环显示等。系统能脱机运行，具有结构简单、维护方便、显示刷新速度快、成本低等特点。配合在线下载程序，随时更新显示的内容,通过级连更改显示屏面积的大小，使用起来非常方便。 2LED显示屏系统的组成 2.1原理框图和硬件电路结构 显示屏控制系统由显示控制器和LED点阵显示屏组成。控制系统的结构框图如图1所示。主要由微处理器、通信电路、数据存储器、显示电路等组成。
2.2AT89S51芯片 本显示系统采用ATMEL公司新推出的AT89S51作为主控芯片，AT89S 51拥有与INTEL公司的8051相同的内核和引脚排列。表1为AT89S51的内部功能表，AT89S51除了具有8051的全部功能外，还内置了一些比较实用的功能部件。如AT89S51内部的程序存储器是4KB可擦写的flash ROM，下载程序代码整个过程仅用几秒钟，使用起来非常方便。而8051内部的程序存储器是4KB的PROM，只能一次性写入程序代码，以后就无法修改。另外AT89S51提供了一个ISP下载接口。很适合用于单片机应用系统的设计或开发。 3系统硬件电路的介绍 显示屏控制器的硬件电路部分主要由三个部分组成：外部存储器的扩展、串行通信接口和LED点阵显示驱动及接口电路。 一般来说要显示的内容比较多，所以必须要扩展外部数据存储器。静态数据存储器成本低、功耗小，读写速度快，我们使用二片静态RAM62256数据存储器（共64KB）。把要显示的内容代码全部存放到62256里面。 62256与单片机的接口电路如图2所示，显示的内容代码通过串行接口下载到62256中。串行通信接口电路如图3所示，通过MAX232E跟PC机的串行口连接。LED显示驱动及接口电路如图4所示，控制信号通过缓冲器74LS245后分两路 ，一路由CD4515译码后经TIP127驱动点阵的行；另一路由数据移位寄存器74HC595驱动点阵的列。当多个显示单元级联时只需相应地把下一级输入接到上一级的输出即可。
广东工业大学电子设计大赛 LED点阵书写屏 序号：__23__ 第三届电子设计竞赛设计报告 参赛题目LED点阵书写显示屏 队长名称梁泽文 2010 年5 月20 日
目录 摘要....................................................................................................................... - 3 -1、系统方案比较与选择......................................................................................... - 4 - 1.1 总体方案的比较与选择............................................................................ - 4 - 1.1.1 主控CPU的比较与选择................................................................. - 4 - 1.1.2光笔选取的比较与选择.................................................................. - 4 - 1.1.3人机交互模块.................................................................................. - 5 - 1.1.4电源电路模块.................................................................................. - 5 - 2、系统硬件设计..................................................................................................... - 6 - 2.1 光笔选取与参数设计................................................................................ - 6 - 2.2 屏亮自动调节设计.................................................................................... - 7 - 2.3 点阵屏驱动参数设计................................................................................ - 8 - 3、程序设计............................................................................................................. - 9 - 3.1程序设计总框架概述................................................................................. - 9 - 3.2获取坐标程序设计................................................................................... - 11 - 3.3点亮多点程序设计................................................................................... - 12 - 3.4逐点檫除程序设计................................................................................... - 12 - 3.5对象拖移程序设计................................................................................... - 12 - 3.6休眠模块程序设计................................................................................... - 13 - 4、测试方案与测试结果....................................................................................... - 14 - 4.1 划亮反显擦除拖移.................................................................................. - 14 - 4.2 屏亮自动调节.......................................................................................... - 14 - 4.3 定时关显示.............................................................................................. - 14 - 5、结论................................................................................................................... - 14 - 6、参考文献........................................................................................................... - 15 - 7、测试工具........................................................................................................... - 15 - 8、附录................................................................................................................... - 16 -