基于单片机并行端口驱动的16×16点阵LED字符滚动显示器

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基于单片机并行端口驱动的16×16点阵LED字符滚动显示器

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目 录

1 选题背景        1

2 方案论证        1

2.1 课题要求        1

2.2 设计方案        1

3 16×16点阵LED显示器字符滚动显示过程设计论述        2

3.1 系统硬件框图设计        2

3.2 单片机AT89C51分析        2

3.3 系统原理图设计        2

3.3.1 外界晶振电路原理图设计        3

3.3.2 复位电路        3

3.3.3 系统原理总图        3

3.4 系统软件设计        4

3.4.1 程序流程图        4

3.4.2 软件代码        5

4 结果分析        6

4.1 程序调试与仿真        6

4.2 仿真结果        6

5 总结        7

参考文献        8

附录        9

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1 选题背景

当前的LED显示屏行业，已经发展到了一个异于以往的新高度，呈现出直插屏、表贴屏、COB等多种技术形式的LED显示市场，甚至是隶属于LED显示领域的Microled显示屏也“呼之欲出”，整个LED显示行业表现出极大的生机与潜力。不断发展与壮大的行业规模，以及巨大的发展空间，为这个行业里的每个从业者展示了机遇与挑战，小间距的强势应用渗透，创意显示的如雨后春笋，智能显示来势凶猛，LED显示屏已经迎来了高清以及多元化发展应用的新常态，高品质的LED显示屏即是市场提出新的要求，也是行业适应社会技术发展的重点话题。从主流的应用层面上来讲，当前的LED显示屏正朝着“精细”化的方向发展，以小间距LED显示屏为代表的主流市场，已经为我们呈现了LED显示屏在高清显示领域的一种可能，并不断向各个应用市场渗透，且走向户外，传统的LED直插屏的一部分市场不断被挤压，一部分表贴LED显示屏凭借自身优异的工艺与色彩特点，不断在户外显示领域扩张，并被市场不断看好[1]。                                                                  

2 方案论证

2.1 课题要求

本次设计采用16×16点阵LED显示器的驱动电路，并编写程序实现在16×16点阵LED显示器上的字符滚动显示。16×16点阵LED显示器由4块8×8点阵LED显示器构成。采用单片机并行端口方式实现对16×16点阵LED显示器的驱动，实现数字（0—9）或英文字符的滚动显示。

电路方面主要包括以下部分：

（a）设计单片机的最小系统（包括复位电路和外接的晶振电路），并确定相关元器件参数。

（b）采用动态驱动的方式，设计单片机并行端口与16×16点阵LED显示器的驱动电路，主要包括控制点阵LED行和列的连线。

（c）设计单片机与元器件之间的控制连线。

2.2 设计方案

采用AT89C51单片机采用动态扫描的显示方法轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套驱动器。把所有同行的发光管的阳极连在一起，把所有同列的发光管的阴极连在一起，先送出对应第一行发光管亮灭的数据，然后选通第1行使其燃亮一定次数，然后熄灭；再送出第二行的数据，然后选通第2行使其燃亮相同次数，然后熄灭；以此类推，第16行之后，又重新燃亮第1行，扫描数据依次类推。当次数足够多时，由于人眼的视觉暂留现象，就能够看到显示屏上稳定的数字。硬件电路由单片机复位电路、电源电路、外界晶振电路和16×16点阵LED显示电路组成，其中复位电路、电源电路、外界晶振电路是让单片机工作的正常需求。由于本次设计是16×16点阵LED显示器并行端口驱动，接线过多因而仿真部分采用网络端口进行连接。

3 16×16点阵LED显示器字符滚动显示过程设计论述

3.1 系统硬件框图设计

根据设计要求与设计方案，硬件电路的设计框图如图3-1所示。硬件电路结构由五部分组成：复位电路、电源电路、外界晶振电路、单片机和16×16点阵LED显示器。

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