单片机点阵LED显示原理及程序

电子系统综合设计与训练系部：工业中心项目：LED点阵显示屏班级：D自集成111班姓名：万文强（第4组）指导老师：杨老师时间：6月10日-7月12日前言LED是发光二极管英文Light Emitting Diode 的简称，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-N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，并开始形成平板显示产品即LED显示屏。

LED电子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。

它是集微电子技术、光电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的显示系统，是目前国际上极为先进的显示媒体。

由于它具有发光效率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富、工作性能稳定以及对室内室外环境适应能力强等优点而日渐成为显示媒体中的佼佼者。

在我国改革开放之后，特别是进入90年代国民经济高速增长，对公众场合发布信息的需求日益强烈，LED显示屏的出现正好适应了这一市场形势，因而在LED 显示屏的设计制造技术与应用水平上都得到了迅速的提高，生产也得到了迅速的发展，并逐步形成产业，成为光电子行业的新兴产业领域。

LED显示屏经历了从单色、双色图文显示屏，到图像显示屏的发展过程。

LED电子显示屏是由几万--几十万个半导体发光二极管像素点均匀排列组成。

用不同的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。

随着信息产业的高速发展，LED显示屏作为信息传播的一种重要手段成为现代信息化社会的一个闪亮标志。

近年LED显示屏已广泛应用于室内、外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公众场所如银行、营业部、车站、机场、港口、体育场馆等信息的发布，政府机关政策、政令，各类市场行情信息的发部和宣传等。

目前，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，它可以用单片机控制实现显示字符、数字、汉字和简单图形，可以根据需要使用不同字号、字型。

51单片机驱动LED点阵扫描显示C语言程序LED点阵屏发光亮度强，指示效果好，可以制作运动的发光图文，更容易吸引人的注意力，信息量大，随时更新，有着非常好的广告和告示效果。

笔者此处就LED点阵屏动态扫描显示作一个简单的介绍。

1、LED点阵屏显示原理概述图1-1为一种8x8的LED点阵单色行共阳模块的内部等效电路图，对于红光LED其工作正向电压约为1.8v，其持续工作的正向电流一般10ma左右，峰值电流可以更大。

如下图，当某一行线为高电平而某一列线为低时，其行列交叉的点就被点亮，当某一行线为低电平时，无论列线如何，对应的这一行的点全部为暗。

LED点阵屏显示就是通过一定的频率进行逐行扫描，数据端不断输入数据显示，只要扫描频率足够高，由于人眼的视觉残留效应，就可以看到完整的文字或图案信息。

通常有4、8、16线扫描方式，扫描行数越少，点阵的显示亮度越好，但相应硬件数据寄存器需求也越多。

图1-1 点阵内部原理图2、硬件设计微控制器的IO口均不能流过过大的电流，LED点亮时有约10ms 的电流，因此LED点阵引脚不要直接接单片机IO口，应先经过一个缓冲器74HC573。

单片机IO口只需很小的电流控制74HC573即可间接的控制LED点阵某一行(或某一列)，而74HC573输出也能负载约10ms的电流。

设置LED每点驱动电流为ID =15ma，这个电流点亮度好，并且有一定的裕度，即使电源输出电压偏高也不会烧毁LED，限流电阻值R = (VCC- VCE – VOL – VLED) / IDVCC为5v供电，VCE为三极管C、E间饱和电压，估为0.2v，VOL为74hc573输出低电平时电压，不同灌电流，此值不一样，估为0.2v，具体查看规格书，VLED为红光驱动电压，估为1.7v，根据上式可算出限流电阻为R = 200R。

LED点阵屏需接收逐个扫描信号，扫描到相应列(或行)，对应的列(或行)数据有效，即显示这一列(或行)的信息。

基于单⽚机控制的LED点阵屏含设计报告电路原理图C语⾔程序课程设计LED显⽰屏的制作实验报告题⽬: 基于单⽚机的LED点阵屏设计院系名称：⼯业中⼼专业班级：D⾃集成学⽣姓名：宋云学号：指导⽼师：杨⽼师实验时间：6⽉10号——7⽉13号实验地点：实验楼⼀．实验任务本设计主要实现LED 点阵屏对⽂字或图形的显⽰，附加功能有LED 显⽰屏对时间及温度的实时显⽰，lcd 显⽰屏，以便硬件搭建时利于测试和调整。

编程时需要通盘考虑，本设计中⽤到的时钟芯⽚（DS1302），温度传感器（DS18B20）及LCD1602显⽰屏都需要驱动才能正常⼯作，由于这些驱动的头⽂件可以通⽤，就没有必要重新编写，这样⼀来就可以把主要精⼒放在主函数的编写上，编写主函数有两⼤⽅⾯，⼀是如何实现对LED 显⽰屏及外围器件的控制，⼆是如何把时钟芯⽚（DS1302），温度传感器（DS18B20）及LED 显⽰屏有机的结合起来。

⼆．实验⽅案利⽤单⽚机STC89S 52单⽚机作为本系统的中控模块。

单⽚机可把由ADC0832、DS 18B 20、DS 1302读来的数据利⽤软件来进⾏处理，从⽽把数据传输到显⽰模块，实现光照强度、温度、⽇历的显⽰。

点阵LED 电⼦显⽰屏显⽰器为主要的显⽰模块，把单⽚机传来的数据显⽰出来,并且可以实现滚动显⽰。

在显⽰电路中，主要靠按键来实现各种显⽰要求的选择与切换。

STC89S52led 显⽰屏光报警DS18B20 DS1302光照强度AD 转换器三．实验步骤1.显⽰部分LED显⽰屏具有其他显⽰屏所⽆法⽐拟的技术优越性，LED显⽰屏是集光电⼦技术微电⼦技术计算机技术视频技术为⼀体的⾼科技产品。

它的发光部分由LED （即发光⼆极管是英⽂Light Emitting Diode的缩写）拼装组成的，其特点是耗电量少亮度⾼、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。

显⽰屏⾯积可以根据需要由单元模块任意拼装，以其变化丰富的⾊彩，图案实时动态的显⽰模式，完美的多媒体效果，强⼤的视觉冲击⼒将信息、⽂字、图⽚、动画、视频等多种⽅式显⽰出来,成为信息传播的划时代产品,在铁路民航、体育场馆、会议厅、⾼速公路、⼴场、⼤型商场、证券市场以及多种监控调度中得到了⼴泛的应⽤[2]。

LED点阵显示屏工作原理及驱动程序LED显示屏驱动程序几年前本人得到一块双色LED显示屏，因为没有控制器，所以对显示屏的工作原理进行了一番研究，利用手头上的元件，搭了一块电路板，编写了一段程序就放置一边了，这几天有时间，把原来的89C51汇编程序改了一下，改为AT89C2051和STC11F04E单片机能用的程序，放到博客上希望有兴趣的同行可以参考一下。

下面是显示效果图：下面是接口电路板图：下面是电路原理图：工作原理：这块显示屏是分为上下共32行LED点阵，水平有4块16*16点阵，所以能显示16*16点阵8个汉字。

工作原理是用74ls138做为行扫描，列用74ls595控制，当138扫描到某一行时，595决定哪一列该亮，就这样快速扫描，就形成了图像了。

参见下图：以单色单元板为例走线方式如下图：各信号走向如下：l JP1排针16脚信号A->74HC245的第2脚（信号放大）->74HC245的第18脚->74HC138的第1脚->JP2排针16脚l JP1排针15脚信号B->74HC245的第3脚（信号放大）->74HC245的第17脚->74HC138的第2脚->JP2排针15脚l JP1排针1脚信号OE->74HC245的第4脚（信号放大）->74HC245的第16脚->74HC04D的第1脚->74HC04D的2脚->①74HC138的第5脚->②74HC04D的3脚->74HC04D的4脚->JP2排针1脚l JP1排针11脚信号R->74HC245的第9脚（信号放大）->74HC245的第11脚->最左上角74HC595-1的第14脚->74HC595-1的9脚->74HC595-2的14脚->74HC595-2的9脚->最右下角74HC595-16的14脚->74HC595-16的9脚->JP2排针11脚我现在用的是双色板，JP1各端口含义如下：ABCD是显示屏电路板上的74LS138地址译码端，单片机寄存器R3控制行扫描，当R3从00000000到00010000增加时ABCD的变化给138译码，当R3=0FH 时正好扫描16行，当进位到10时扫描结束，OE是138的片选使能端，低电平有效。

单片机点阵led电路单片机点阵LED电路是一种常见的电路组成部分，用于控制点阵LED显示屏的显示效果。

本文将介绍单片机点阵LED电路的原理和应用。

一、单片机点阵LED电路的原理单片机点阵LED电路由单片机、点阵LED显示屏和相关的驱动电路组成。

单片机是整个电路的控制核心，它通过驱动电路将控制信号发送到点阵LED显示屏，从而实现对点阵LED的控制。

点阵LED显示屏是由多个LED灯组成的，每个LED灯称为一个像素点。

通过控制每个像素点的亮灭状态，可以显示出不同的图形、文字或图像。

驱动电路是将单片机输出的控制信号转换为点阵LED显示屏所需的电压和电流，并按照指定的规律将信号发送给点阵LED显示屏。

常见的驱动电路有行列式驱动和点阵扫描驱动两种。

二、单片机点阵LED电路的应用单片机点阵LED电路广泛应用于各种显示设备，如计算器、时钟、电子秤、电子游戏机等。

通过点阵LED显示屏，可以实现对各种信息的显示和提示。

以计算器为例，单片机点阵LED电路可以将计算结果以数字的形式显示在屏幕上，方便用户阅读。

同时，还可以通过点阵LED显示屏显示其他功能键、操作提示等信息，提升用户体验。

在电子游戏机中，单片机点阵LED电路可以实现游戏界面的显示，包括游戏得分、游戏关卡等信息。

通过点阵LED显示屏的高亮度和快速刷新速度，可以呈现出流畅的游戏画面，提升游戏的趣味性和可玩性。

单片机点阵LED电路还可以应用于广告牌、室内外显示屏等场合。

通过点阵LED的高亮度和可见角度大的特点，可以实现远距离观看和广告内容的清晰显示。

三、单片机点阵LED电路的优势相比传统的数码管显示方式，单片机点阵LED电路具有以下优势：1. 显示效果更丰富：通过点阵LED的组合和控制，可以显示出更多的图形、文字和图像，丰富了显示效果。

2. 可编程性强：单片机可以通过编程控制点阵LED的显示内容和显示方式，具有更强的灵活性和可扩展性。

3. 节省空间：点阵LED显示屏相对较小，可以在有限的空间内实现更多的显示信息。

单片机课程设计-- 16ｘ16点阵LED电子显示屏的设计第一章系统总体方案设计LED驱动显示采用动态扫描方法, 动态扫描方式是逐行轮流点亮, 这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套列驱动器。

以16×16点阵为例, 把所有同一行的发光管的阳极连在一起, 把所有同一列的发光管的阴极连在一起（共阳的接法）, 先送出对应第1行发光管亮灭的数据并锁存, 然后选通第1行使其燃亮一定的时间, 然后熄灭；再送出第2行的数据并锁存, 然后选通第2行使其燃亮相同的时间, 然后熄灭；…第16行之后, 又重新燃亮第1行, 反复轮回。

当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上）, 由于人眼的视觉暂留现象, 就能看到显示屏上稳定的图形。

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。

显示数据传输采用串行传输的方法, 控制电路可以只用一根信号线, 将列数据一位一位传往列驱动器, 在硬件方面无疑是十分经济的。

但串行传输过程较长, 数据按顺序一位一位地输出给列驱动器, 只有当一行的各列数据都已传输到位之后, 这一行的各列才能并行地进行显示。

对于串行传输方式来说, 列数据准备时间可能相当长, 在行扫描周期确定的情况下, 留给行显示的时间就太少了, 以致影响到LED的亮度。

采用串行传输中列数据准备和列数据显示的时间矛盾, 可以采用重叠处理的方法。

即在显示本行各列数据的同时, 传送下一行的列数据。

为了达到重叠处理的目的, 列数据的显示就需要有锁存功能。

对于列数据准备来说, 它应能实现串入并出的移位功能。

这样, 本行已准备好的数据打入并行锁存器进行显示时, 串行移位寄存器就可以准备下一行的列数据, 而不会影响本行的显示。

系统框图如图一图一点阵显示器硬件系统框图第二章系统硬件电路的设计硬件电路大致上可以分为单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分。

一. 单片机系统及外围电路单片机采用89C51或更高频率的晶振, 以获得较高的刷新频率, 使得显示更稳定。

点阵屏显示原理及实验详解讲解标题：LED点阵屏学习攻略共享资料LED点阵屏学习攻略在经历了将近一个学期断断续续的点阵屏学习后，最后终于在AVR平台下完成了128*32点阵屏的无闪烁显示。

现把整个学习过程总结如下：无论是51单片机还是AVR单片机，点阵屏的显示原理是一样的，所以首先从51讲起。

说明：以下所有试验如无特殊说明均在Keil uVision3 + Proteus 6.9 SP5下仿真完成。

一．基于51的点阵屏显示：（1）点亮第一个8*8点阵:1.首先在Proteus下选择我们需要的元件，AT89C52、74LS138、MATRIX-8*8-GREEN(在这里使用绿色的点阵)。

在Proteus 6.9中8*8的点阵总共有四种颜色，分别为MATRIX-8*8-GREEN，MATRIX-8*8-BLUE，MATRIX-8*8-ORANGE ，MATRIX-8*8-RED。

在这里请大家牢记：红色的为上列选下行选；其它颜色的为上行选下列选！而所有的点阵都是高电平选中列，低电平选中行！也就是说如果某一个点所处的行信号为低，列信号为高，则该点被点亮！此结论是我们编程的基础。

2.在选择完以上三个元件后，我们开始布线，具体如下图：这里P2是列选，P3连接38译码器后作为行选。

选择38译码器的原因：38译码器每次可输出相应一个I/O口的低电平，正好与点阵屏的低电平选中行相对，并且节省了I/O口，大大方便了我们的编程和以后的扩展。

3.下面让我们把它点亮，先看一个简单的程序：（将奇数行偶数列的点点亮，效果如下图）下面是源代码：/************8*8LED点阵屏显示*****************/#includevoid delay(int z) //延时函数{int x,y;for(x=0;x<z;x++)< p="">for(y=0;y<110;y++);}void main(){while(1){P3=0; //行选，选择第一行P2=0x55; //列选，即该行显示的数据delay(5); //延时/*****下同*****/P3=2; //第三行P2=0x55;delay(5);P3=4; //第五行P2=0x55;delay(5);P3=6; //第七行P2=0x55;delay(5);}}上面的程序实现了将此8*8点阵的奇数行偶数列的点点亮的功能。

点阵LED显示屏的原理与制作电子协会：黄世玲截稿2008-12-12汉字显示屏到处可见，被广泛应用于与汽车报站器，广告屏等。

（图1）网上也有很多关于汉字显示屏的制作原理的材料，本文是本人参考《例说51单片机（C语言版）》（人民邮电）并在其基础上加以修改制作成功的单个字16*16LED显示屏的一些经验总结。

本文中的16*16LED显示屏是采用4块8*8LED合并而成的。

下图是4个8*8LED组成的显示屏。

（图2）这里我把点阵LED显示屏制作的电路原理分成两个部分来介绍即显示屏电路和显示屏驱动电路。

一、显示屏电路本人用的是共阴极的8*8点阵屏，在市场上是比较容易买到，下图是8*8点阵屏的实物图。

（图3）8*8点阵屏的部电路原理图如图4所示，点阵屏有两个类型，一类为共阴极（左），另一类则为共阳极（右），下图给出了两种类型的部电路原理及相应的管脚图。

（图5）LED 阵列的显示方式是按显示编码的顺序，一行一行地显示。

每一行的显示时间大约为4ms,由于人类的视觉暂留现象，将感觉到8行LED 是在同时显示的。

若显示的时间太短，则亮度不够，若显示的时间太长，将会感觉到闪烁。

本文采用低电平逐行扫描，高电平输出显示信号。

即轮流给行信号输出低电平，在任意时刻只有一行发光二极管是处于可以被点亮的状态 ，其它行都处于熄灭状态。

为了方便调试本文把4块8*8组成的16*16的点阵屏的行信号扫描输出管脚和列信号显示输出管脚分别引到显示屏的两边。

Protel原理图如下：(图6)如图6 所示的原理图中的Si(i=1，2，3,…,16) 代表行扫描信号输出，Di(i=1，2，3,…,16)代表列显示信号输出。

实物电路图的正反面如下：（图7） 二、 显示屏驱动电路显示屏驱动电路的原理图如下：（图8）显示屏驱动电路主要由主芯片控制电路、电源电路、控制信号放大电路等组成。

1、主芯片控制电路该部分电路主要由AT89S52和74LS154组成。

基于单片机的Led点阵广告牌设计在当今数字化的时代，广告宣传的方式多种多样，而 Led 点阵广告牌以其独特的显示效果、灵活的设计和广泛的应用场景，成为了广告领域的重要组成部分。

基于单片机的 Led 点阵广告牌更是凭借其低成本、高可靠性和易于控制的特点，受到了广泛的关注和应用。

一、Led 点阵广告牌的基本原理Led 点阵广告牌是由多个 Led 灯按照一定的排列方式组成的矩阵。

通过控制每个Led 灯的亮灭状态，可以显示出各种文字、图形和图像。

Led 点阵广告牌通常分为单色、双色和全彩三种类型，其中单色 Led点阵广告牌最为常见，成本也相对较低。

在基于单片机的 Led 点阵广告牌中，单片机作为核心控制器，负责接收外部输入的信息，并根据预设的程序控制 Led 点阵的显示内容。

单片机通过向驱动电路发送控制信号，来实现对每个 Led 灯的精确控制。

二、单片机的选择在设计基于单片机的 Led 点阵广告牌时，单片机的选择至关重要。

常见的单片机有 51 系列、AVR 系列和 STM32 系列等。

51 系列单片机是经典的 8 位单片机，具有成本低、开发简单的优点，但处理能力相对较弱。

AVR 系列单片机具有较高的性能和丰富的功能，适用于对性能要求较高的应用。

STM32 系列单片机是 32 位的单片机，具有强大的处理能力和丰富的外设资源，适用于复杂的系统设计。

对于一般的 Led 点阵广告牌设计，51 系列单片机通常能够满足需求。

例如，STC89C52 单片机具有 8K 的 Flash 存储器和 512 字节的 RAM，能够存储一定规模的显示数据和程序代码。

三、Led 点阵模块Led 点阵模块是组成 Led 点阵广告牌的基本单元。

常见的 Led 点阵模块有 8×8、16×16 和 32×32 等规格。

在选择 Led 点阵模块时，需要考虑显示效果、分辨率和成本等因素。

8×8 的Led 点阵模块结构简单，成本较低，但显示的内容相对较少。