基于单片机的LED点阵显示控制的设计

摘要：LED点阵显示屏具有运行可靠、安全、节能、成本低、使用方便等特点。本文讨论了基于单片机的LED点阵显示控制系统设计所用的各种方法，制作出一个以单片机作为控制单元的点阵显示屏。设计采用动态扫描的显示方法，选取74LS154和74LS595芯片分别构成行、列驱动电路，单片机通过行、列驱动电路，可对点阵显示模块单元进行行列信号控制，达到控制点阵显示屏正常显示汉字、图片信息的设计要求。
关键词：点阵LED；单片机；显示控制；芯片

由于单片机技术的不断发展以及高亮度LED发光管的出现，使得大屏幕高亮度LED电子广告屏成为可能。与传统的霓虹灯广告相比，LED电子广告屏在显示效果以及可修改性上都有着无法比拟的优势，而且单片机的日益平民化以及LED技术的不断创新，使得高亮度高清晰的LED点阵广告牌与传统霓虹灯广告牌的成本日益接近。另外，SMT技术飞速发展，开关电源的大规模使用，使其无论在体积上还是在可靠性上都比传统的霓虹灯广告有明显的优势，为其在特殊领域的应用奠定了基础。

1 设计原理与设计方案
1．1 设计原理
对于点阵型LED显示可以采用共阴极或共阳极，本系统采用共阳极，其硬件电路如图1所示。当行上有一正选通信号时，列选端四位数据为0的发光二极管便导通点亮。这样只需要将图形或文字的显示编码作为列信号跟对应的行信号进行逐次扫描，就可以逐行点亮点阵。只要扫描速度大于24 Hz，由于扫描时间很快，人眼的视觉有暂留效应，就可以看到显示的是完整的图形或文字。

本次设计要完成基于单片机的LED点阵显示控制的设计，总体方案是以单片机为控制核心，通过行列驱动电路，在LED点阵屏上以静止、左移、右移等方式显示文字。在设计过程中驱动电路运用动态扫描显示，动态扫描简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行(比如16行)的同名列共用一套列驱动器。由于动态扫描显示(并行传输)的局限性，故采用动态扫描显示(串行传输)，显示模式用LED点阵屏模块作显示屏。
1．2 总体方案
本次设计单片机采用AT89C51，行电路使用逐行扫描的方式，列电路使用串入并出的数据传输方式，显示屏使用由16x16的点阵LED组成的点阵模块。使用到的芯片有传入并出移位寄存器74LS595、4线-16线译码器74LS154和三极管8550。总体设计框图如图2所示。