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。
100照明工程学报2011年10月
2设计方案论证
2.1光笔设计方案
光笔设计是本课题设计的关键之一，需要有很高的灵敏度和快速的响应时间，需要选取合适的光电传感器和检测电路。
方案一：采用光敏电阻作为光电检测传感器，结构简单、使用方便、成本低，但光敏电阻的响应时间较长。
方案二：采用光敏二极管，与光敏电阻相比有较快的响应时间。
方案三：采用光敏三极管，其工作原理与光敏二极管相似，光敏三极管对电信号还有放大的功能，响应时间快，灵敏度更高。故选择光敏三极管作为光笔的检测部件。
2.2点阵驱动方案设计
要实现手写显示功能，需要识别光笔划过的点的坐标，需要对行和列都进行编码扫描，才能确定坐标点，用译码器的输出作为行和列的控制信息。译码器选用低功耗高速芯片74HC154，74HC154是4 16译码器，可以减少电路之间的连线。
2.3控制芯片的选择
控制芯片是系统的核心，光电检测、点阵驱动等功能的实现都由其完成，因此选择合适的控制芯片是设计的关键。
方案一：使用51系列单片机。51单片机应用广泛，比较熟悉，但运算速度相对较慢、内部数据存储器空间较少。
方案二：使用ARM或FPGA。它们运算速度、控制功能都比较强大，但成本较高。
方案三：使用STC系列单片机。该系列单片机与51单片机完全兼容，在同样时钟频率条件下运行速度是51单片机的12倍，内部最大RAM空间达1280B。
从成本和使用熟练情况来考虑选择方案三，设计中使用STC11F32，内部RAM1280B，程序存储器32KB，完全满足本课题设计需要。
3系统硬件设计
3.1系统的总体设计
系统框图如图2所示
：
图2系统框图
3.2单元模块的设计及参数计算
（1）光笔的设计
光笔电路如图3所示。其基本原理是U1B、R2、R3构成一恒流源，I=Vcc/R2=5/1000=5mA，光敏三极管通过触碰开关S与R3并联，S断开时光敏三极管不起作用，U1B输出一固定电压，当S闭合并有光照时，光敏三极管与R3并联，并联的电阻将减小许多，使U1B输出减小，U1B的输出作为U1C的输入，U1C和R4构成一个比较器，U1B的输出变化时将引起比较器翻转。当光笔在显示屏碰触闭合，遇到光点时比较器有翻转信号输出，送给单片机识别
。
图3光笔电路原理
（2）32?32LED点阵的连接及驱动控制电路
32?32LED点阵的行信息控制用2片74HC154，构成5—32译码器，单片机口线控制其译码输出。列的微亮扫描、点亮也分别用2片74HC154，4个片选分别单独控制，微亮扫描（2.5V）、点亮（5V）电源分别通过三极管构成的开关加到点阵的列控制端。由于整屏显示是1024个灯循环亮，为提高显示亮度，限流电阻取51欧姆，电路如图4所示。
微亮扫描时流过LED的电流为：（2.5－1.8）/
第22卷第5期王海燕等：基于单片机STC11F32的LED 点阵书写显示屏的设计
101
图4
点阵及其驱动电路
图5
超时关显示
51=13.7mA
点亮点阵时流过LED 的电流为：（5－1.8）/51=62.7mA
（3）显示电路部分功能及原理
液晶显示电路如图6所示。用三位口线分别作为液晶显示模块的片选（/CS ）、写控制（/WR ）、数据线（DATA ）。
（4）光照检测与显示亮度调节电路
基本原理是用LM358与光敏电阻构成一恒流源电路，该恒定电流流入光敏电阻，当光敏电阻在强光状态下，其亮阻很小，其上压降较低，通过电位器向9012基极输出较低的导通电压，LED 屏发光强度达到最大状态；反之，当光敏电阻处于较暗状态下，其暗阻较大，光敏电阻上压降较大，送到9012基极电位较高，导通程度降低，LED 屏发光强度随着光照强度逐渐降低。
（5）超时关显示电路
超时关显示电路如图5所示。用单片机的一个口控制三极管的导通和截止，三极管基极电阻2K ，在正常工作时口输出低电平时，基极电流远大于管
子的饱和电流，使三极管饱和导通，使继电器吸合，5V 电源通过继电器触点供给包括显示电路在内的其他电路；当超时进入休眠状态时，单片机口输出高电平，三极管截止，切断后级电路电源。
4
系统软件设计
4.1
主程序
主程序包括系统初始化，点阵扫描控制，液晶
显示，以及“反显”
、“擦除”等功能下数据处理程序，流程图如图6a 所示。其中点阵扫描控制程序，微亮扫描控制由单片机口控制对以译码器的片选和地址输入，使点阵按行列有规律地循环点亮，由图4知点亮显示的列控制信息译码地址与微亮连接在一起，控制点亮的工作过程是通过判断点阵显示缓冲内容对应位的信息，控制其片选，当需要点亮时，控制片选有效，反之，控制片选无效，利用微亮扫描过程实现点亮控制。4.2
外中断0服务程序（坐标检测）
外中断0是作为光笔的检测使用，由图3知，光笔碰触显示屏过程中，遇到发光点输出翻转的跳变信号，送给单片机中断，作为中断的触发信号，由于中断程序优先执行，打断微亮扫描过程，在中断服务程序中根据此时的行列扫描的序号，就可判断光点的坐标，进而为其他功能的实现提供依据，流程图如图6b 所示。4.3
外中断1服务程序（按键处理）
外中断1为按键操作处理程序，按键功能前已
102照明工程学报2011年10月述及，故略
。
图6
4.4定时器0服务程序（超时关显示计时）
将定时器设置为反复定时10毫秒，在其数中断次数，到100次即为1S，控制显示器时间变化（程序框图略）。5结论
本课题使用光电三极管作为光笔的主要检测器件，灵敏度高，响应速度快，很好地解决了关键部件的设计问题。应用74HC154译码器设计32?32点阵的行列驱动控制信号，扫描速度满足设计要求。实现了设计要求的点亮、划亮、反显、笔画擦除、整屏擦除、连字多写、对象拖移、亮度连续调节、超时休眠关显示等功能。设计的电路简捷，成本低，充分发挥芯片的功能，系统性价比较高。
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简讯
◆2011年8月31日，山东浪潮总投资7.5亿元建设的临沂光电产业基地（一期）竣工投产。
临沂光电产业基地是浪潮斥资40亿元打造的半导体照明产业基地的重要组成部分，主要研发生产半导体照明室内外光源及灯具产品，为工业、商业及消费领域提供领先的专业化节能照明方案。该基地占地300亩，一期建设112亩，配备国内一流的研发、测试、生产设备，一期竣工投产的厂房可实现LED照明产品年生产能力过亿盏。浪潮立足于国内国际两个市场已经建立起40余家销售通路，并与业内众多国际知名品牌厂商建立了战略合作关系。
在竣工投产当天，浪潮推出了多款LED照明新品，这些产品充分体现了“绿色照明，智能照明、健康照明”的全新理念。据悉，浪潮LED新品涵盖了筒灯、射灯、球泡灯、直型灯管、平面灯、路灯、庭院灯、隧道灯等八大系列，其中，室内照明产品较传统光源节能50% 80%，室外照明产品较传统光源节能50%左右，产品使用寿命达30000小时以上；同时这些产品还融合了物联网技术，充分体现LED芯片可调、可控、色彩丰富的特点；并经过了严格的视觉健康测试与试验；在成本方面进行了优化，可替代性和广泛实用性大大增强。中国照明学会王锦燧理事长出席了开业仪式。
设计 题目 姓名 焦作大学机电 工程学院 中图分类号： 基于单片机的LED点阵显示 专业名称： 学生姓名： 导师姓名： 职称： 学号： 焦作大学机电工程学院 2012年12 月 毕业设计
中图分类号：密级： UDC：单位代码： 基于单片机的LED点阵显示 LED-based LCD display microcontroller design 姓名学制 专业研究方向 导师职称 提交日期答辩日期 焦作大学机电工程学院
焦作大学机电工程学院毕业设计摘要 摘要 单片机自70年代问世以来得到蓬勃发展，目前单片机功能正日渐完善:单片机集成越来越多资源，内部存储资源日益丰富，用户不需要扩充资源就可以完成项目开发，不仅是开发简单，产品小巧美观，同时抗干扰能力加强,系统也更加稳定，使得它更加适合工业控制领域，具有更加广阔的市场前景；提供在线编程能力，加速了产品的开发进程，为企业产品上市赢得宝贵时间。此外单片机具有性能高、速度快、体积小、价格低、稳定可靠、应用广泛、通用性强等突出优点。单片机的设计目标主要是增强“控制”能力，满足实时控制的需要。 本文的主要内容是掌握各种单片机的结构、接口、片上外设的特点，并用STC12C5410AD单片机的片上资源设计出适当的最小系统；并利用自行制作的单片机最小系统，完成一个简单应用（量程自动转换的电压表）的设计与软件及硬件设计制作，让读者掌握数字单片机最小系统的设计及单片机系统的应用方法。 关键字：单片机仿真器 LED点阵显示屏
Abstract MCU in modern life has been widely applied in the life of the very important position. It features becoming strong, involving various electronic applications. The work process for data collection, data processing and display, receiving terminals. Including specific control, display, A / D converter, level translation interface, such as personal computers. ADC0809 used to design 8-way data sampling, the use of MCS-51 microcontroller serial port to send and receive data. Show 8155, 75452, 7407 and in part by a LED digital display. Hardware design applications for electronic design automation tools, software design is modular programming method Key W ords: Single Chip Microcomputer Emulator LED dot matrix display
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
分类号 TP 单位代码 11395 密级公开学号 0605230 学生毕业设计（论文） 题目LED汉字显示 作者 院 (系) 能源工程学院 专业电气工程及自动化 指导教师 答辩日期2010年月日
毕业设计（论文）诚信责任书 本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文），是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果。毕业设计（论文）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人毕业设计（论文）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。 论文作者签名: 年月日
LED汉字显示 摘要 目前，作为方便、快捷的信息显示方式，LED汉字显示的应用非常广泛。车站、银行、超市等大型公共场所的即时信息及广告的显示，无不应用LED汉字显示屏。在能源日渐危机以及信息日渐重要的今天，具有低耗能、频更新、易维护的LED汉字显示屏必将受到广泛的应用，其具有非常的发展前景。 本文从LED的发展及单片机的简单原理开始，深入的研究了基于AT89C51单片机16×16 LED汉字滚动显示屏的设计并运用Proteus软件的仿真和实现。主要介绍了LED汉字显示屏的硬件电路设计、汇编程序设计与调试、Proteus 软件仿真和实物制作等方面的内容，本显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易实现等优点。能帮助广大电子爱好者了解汉字的点阵显示原理，认识单片机的基本结构、工作原理及应用方法，并提高单片机知识技术的运用能力。 关键词：单片机 LED 点阵 Proteus仿真
单片机LED点阵显示方法与程序代码 点阵的接法有共阴和共阳两种（共阳指的是对每一行LED来讲是共阳）。 由于51单片机驱动能力有限，亮度不够，所以一般需要三极管驱动，下图为一个8X8点阵原理图，仅仅是仿真，如果需要接实物的话，加上三极管才足够亮。 显示的方法有两种： 1、逐列扫描方式。如下图所示，P1口输出列码决定哪一列能亮（相当于位码），P2口输出行码（列数据）决定列上哪些LED亮（相当于段码），能亮的列从左向右扫描完8列（相当于位码循环移位8次）即显示出一帧完整的图像。 2、逐行扫描方式，与逐列扫描调换，即P2口输出位码，P1口输出段码，扫描完8行显示出一帧图像。 以逐行扫描为例，从上图可以很明了的知道点阵的显示原理了（红色表示高电平，绿色表示低电平），当把扫描速度加快，人的视觉停留，看见的就是一幅图或一个字了，如下图所示。
一、行扫描静态显示， 用51单片机实现上图静态显示的程序如下： #include
《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。
项目名称：基于51单片机的LED点阵显示器 目录 一、项目介绍 (2) 1.1 项目背景 1.2 功能介绍 二、电路结构 (3) 三、实现模块 (5) 四、运行程序 (7) 一、项目介绍 1.1项目背景 当今世界，电子技术迅猛发展，点阵式显示器件作为现代信息显示的重要媒体，在金融证券、体育、机场、交通、商业、广告宣传、邮电电信、指挥调度、国防军事等许多领域中得到了广泛应用。因此点阵式显示器件的研制、生产也的到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。目前，点阵式显示器件具体包括LED显示模块和LCD显示模块等。现在发展的LCD比较先进，LCD的优点较为明显，他体积小，容易控制，功能强，价格适宜，能够适应显示器的发展方向，因而在通信、家电、大屏幕投影等领域得到了越来越广泛的应用；随着社会经济的迅猛发展，工业生产逐渐实现了自动化，其中，设备的工
作状态和生产过程状态的显示与监控起到了非常重要的作用，对于那些需要显示的信息量不是很大，分辨率不是很高，又需要制造成本相对比较低的场合，使用大、小屏幕LED点阵显示器是比较经济适用的，他可以显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同字号、字型，显示亮度较高，并且对环境条件要求比较低。LED显示又可以分为单色显示和双色显示，可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，并用单片机控制实现各种文字或图形的变化，达到宣传和提示的目的。 1.2功能介绍 2本次设计的用单片机控制的显示电路使用比较简单，操作方便。它主要是通过一个8×8点阵来显示图案，通过不同的按键来选择控制图案的种类及显示方式。在通电以后，显示屏全亮，随后进入逐字显示状态。按下复位键K1，系统自动复位，显示diligent，随后进入待命状态。按键1、2、3、4分别控制不同的图案。另外，我们可以通k5键来控制字符移动速度的快慢。 二、电路结构 单片机最小系统设计 2.2.1 各部分具体电路 1 单片机的时钟电路 AT89C52单片机内部的振荡电路是一个高增益反向放大器，引线XTAL1和XTAL2分别是放大器的输入端和输出端。单片机内部虽然有振荡电路，但要形成时钟，外部还需附加电路。AT89C52的时钟产生方式有两种：内部时钟电方式和外部时钟方式。由于外部时钟方式用于多片单片机组成的系统中，所以此处选用内部时钟方式。 内部时钟方式：利用其内部的振荡电路在XTAL1和XTAL2引线上外接定时元件，内部振荡电路产生自激振荡。最常用的是在 XTAL1和XTAL2之间接晶体振荡器与电路构成稳定的自激振荡器，如图2-1电路所示为单片机最常用的时钟振荡电路的接法，其中晶振可选用振荡频率为6MHz的石英晶体，电容器一般选择30PF左右。
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
单片机课程设计报告 —8×8 LED点阵屏显示“大”字 第一章设计内容及要求 (3) 第二章总体设计 (3) 2.1 系统框图.........................................................3、4 2.2 设计步骤 (4) 第三章各部分电路设计 (4) 3. 1 复位电路………………………………………………4 、5 3.2时钟电路……………………………………………5、 6 3.3显示电路.........................................................6、7 3. 4大字取模 (7) 3.5 LED 引脚连接方式..........................................8、9 3.6总体电路 (9) 第四章程序设计 (9) 4.1软件流图......................................................9、10 4.2大字的模 (10) 4.2主程序......................................................10、11 4.3 C51单片机开发工具：keil 4 Proteus使用方法...11、16 第五章仿真结果 (16)
第六章总结与体会................................................17、18 第七章参考文献 (18) 附录程序清单……………………………………………19、20 基于C51单片机的8×8 LED点阵屏汉字显示 一设计要求 1、设计一个8*8点阵LED电子显示屏 2、要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可静态显示一个大字。 二总体方案设计 2.1系统框图 根据设计要求与设计方案，硬件电路的设计框图如图1所示。硬件电路结构由8个部分组成：时钟电路、复位电路、按键接口电路、电源电路、点阵显示阳极电路、点阵显示阴极电路和8*8点阵显示电路。
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
＃i nclude
for(j=0;j<3;j++)//from left to right 3 time { for(i=0;i<8;i++) { P3=taba[i]; P1=0xff; delay1(); } } for(j=0;j<3;j++)//from right to left 3 time { for(i=0;i<8;i++) { P3=taba[7-i]; P1=0xff; delay1(); } } for(j=0;j<3;j++)//from top to bottom 3 time { for(i=0;i<8;i++) { P3=0x00; P1=tabb[7-i]; delay1(); } }
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
1 LED电子显示屏原理 1.1 L ED电子显示屏概述 LED电子显示屏（Light Emitting Diode Panel）是由几百--几十万个半导体发光二极管构成的像素点，按矩阵均匀排列组成。利用不同的半导体材料可以制造不同色彩的LED像素点。目前应用最广的是红色、绿色、黄色。而蓝色和纯绿色LED的开发已经达到了实用阶段。 LED显示屏是一种通过控制半导体发光二极管的亮度的方式，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。 LED显示屏分为图文显示屏和条幅显示屏，均由LED矩阵块组成。图文显示屏可与计算机同步显示汉字、英文文本和图形；而条幅显示屏则适用于小容量的字符信息显示。LED 显示屏因为其像素单元是主动发光的，具有亮度高，视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定等优点。因而被广泛应用于车站、码头、机场、商场、医院、宾馆、 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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。 LED显示屏的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高气候耐受性、更高的发光密度、更高的发光均匀性，可靠性、全色化方向发展。 1.2 LED显示屏动态显示原理 LED点阵显示系统中各模块的显示方式：有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。 点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将 GAGGAGAGGAFFFFAFAF
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。