基于單片機的LED大屏幕顯示的設計

趙娟

摘 要：該文以AT89C51為基礎進行LED點陣電子顯示屏的動態設計和開發。通過單片機控制一個行驅動器74LS154和兩個列驅動器74LS595，從而使顯示屏顯示數據。主要進行了LED點陣顯示的硬件和軟件設計，該系統顯示誤差較小、性能穩定、結構合理、擴展性強。

關鍵詞：AT89C51單片機 LED 點陣顯示 動態顯示

中圖分類號：TP29 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（a）-0041-02

LED顯示屏是一種通過控制半導體發光二極管去顯示的平板顯示器。由多個光二極管組成，用來顯示圖形、圖像、文字、動畫等各種信號。隨著信息產業的高速發展，LED作為信息傳播的一種重要手段，廣泛應用于各種公眾場所，發展前景廣闊，應用領域廣泛，已經成為城市亮化、現代化和信息化的體現。

1 系統整體設計方案

該文設計一個16×16點陣式LED圖文顯示的顯示屏。具體要求是，在目測條件下LED顯示屏各點亮度均勻、充足；顯示圖形和文字兩種形式的數據；圖形或文字應穩定、清晰且無干擾；分靜態和動態兩種顯示方式。

設計模塊主要包括顯示模塊、數據傳輸模塊、控制模塊驅動模塊等。顯示屏電路設計的主要思路如圖1所示。

2 系統硬件部分設計

該顯示屏的控制電路采用單片機控制，分為硬件和軟件兩部分。硬件電路包括列驅動電路（74LS595）、行驅動電路（74LS154）、單片機AT89C5控制系統及16×16LED點陣顯示電路4部分。

單片機主要采用AT89C51或其兼容系列的芯片進行控制，用以控制整個電路以及相應的程序的運行，同時給顯示屏電路部分發送命令。

在反相放大器的輸入端（XTAL1）和輸出端（XTAL2）加一個12 MHz或更高頻率的晶振，從而獲得較高的刷新頻率，這樣顯示就更加穩定。晶振的負載電容C4、C5主要起頻率微調和穩定的作用。單片機的串行口工作為方式0，是供同步移位寄存器使用，端口RXD（P3.0）作用是數據移位的輸入/輸出端，輸出移位時鐘脈沖是由TXD（P3.1）端控制的。

集成電路74LS595作為列驅動電路的核心器件，是一個具有8位串行輸入/輸出的鎖存器。移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨立的。

行驅動電路由74LS174譯碼器和反相器構成。采用一塊16×16點陣顯示，以滿足漢字顯示的要求。顯示驅動電路如圖2所示。

3 系統軟件部分設計

系統主程序流程圖如圖3所示。

4 系統電路的仿真

該文采用protues軟件進行仿真，具體仿真圖形如圖4所示。

5 結語

該文設計16×16LED點陣顯示屏，雖然電路簡單，但已經包含了LED顯示屏的電路基本原理和基本程序，只要擴展單片機的IO接口，適當增加LED點陣和芯片，就能設計更大面積、更多花樣的LED顯示屏。因此該文對同類設計具有一參考價值。

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