XLED点阵显示模块剖析

详解点阵LED显示屏的原理与制作过程
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。

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1）
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2）
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内部电路原理及相应的管脚图。

（图3）
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4）
如图4 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5） 。

3.2 LED点阵显示器硬件电路单片机控制的8×8 LED点阵显示器的硬件电路如图3.10所示。

一块8×8 LED点阵有8行8列共16个引脚，单片机的P2口控制8条行线，P1口控制8条列线。

列线上串接的电阻为限流电阻，起保护LED作用。

为提高P2口输出电流，保证LED亮度，在点阵行引脚和单片机P2口之间的增加了缓冲驱动器芯片74LS245，该芯片同时还起到保护单片机端口引脚作用。

图3.10 8×8 LED点阵显示器的硬件电路LED数码管点阵显示器是由LED按矩阵方式排列而成的，按照尺寸大小，LED点阵显示器有5×7（5列7行）、5×8、6×8、8×8（8列8行）等多种规格，如图3.11所示；按照LED 发光颜色的变化情况，LED点阵显示器分为单色、双色、三色；按照LED的连接方式，LED 点阵显示器又有共阴极、共阳极之分。

在使用时，只要点亮相应的LED，LED点阵显示器即可按要求显示英文字母、阿拉伯数字、图形以及中文字符等。

LED点阵显示器广泛地应用于股票显示板、活动信息公告板、活动字幕广告板等场合。

(a) 5×7LED点阵显示器(b) 8×8LED点阵显示器图3.11 点阵显示器我们将一块8×8LED 点阵剖开来看，其内部等效电路如图3.12所示，它由8行8列LED 构成，对外共有16个引脚，其中8根行线（Y0-Y7）用数字0-7表示，8根列线（X0-X7）用字母A-H表示。

图3.12 LED点阵内部等效电路由图3.12中可以看出，8X8 LED点阵共需要64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。

如果在短时间内依次点亮多个发光二极管，我们就可以看到多个二极管稳定点亮，即可得到我们需要显示的数字、字母或其他图形符号。

课程设计报告题目:LED点阵显示字符学院:班级:学生（学号）:学生（学号）:日期: 20** 年 ** 月摘要LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。

本文章给出了一种基于MCS-51单片机的8×8 点阵LED显示屏的设计方案。

包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分汇编语言程序等方面。

通过在负载范围内, 我们知道在实际应用中我们只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展,是一种成本低廉的图文显示方案。

该设计电路全部用集成芯片实现，分为振荡频率产生电路、X位二进制计数电路、138译码电路、控制电路、153选择输出电路和点阵显示电路几大部分。

控制电路由二进制计数电路的输出组合而成，用计数器的高位控制四个汉字显示及缓冲熄灭的顺序，153选择电路的输入端由所显示字的编码的卡诺图化简得到，改变输入端的数字，就可以改变显示的汉字。

由于选择电路由十六片153组成，所以可以自由显示任何对称的或非对称的汉字。

本电路中，我们选择有对称性的四个汉字，因此可以减少153的使用。

在本文中，主要围绕以下进行研究：设计发光二极管点阵显示汉字控制电路关键词：LED点阵存储器EPROM编程仿真编译目录摘要第一章、课程设计目的 (3)第二章、设计任务与要求 (3)第三章、方案设计与论证 (3)第四章、单元电路设计与参数计算 (6)第五章、电路的安装与调试 (14)第六章、遇到问题的解决方法 (15)第七章、结论与心得 (16)第八章、参考文献 (17)题目LED点阵显示字符一、课程设计目的本次课程设计主要是通过设计使得发光二极管点阵即LED使其显示汉字控制电路的过程，并且在实验中了解并掌握相关电子元器件的应用和作用，并大胆创新，认真思索在本次实验过程中提高自己的各方面综合能力。

二、设计任务与要求本次课程设计主要是通过设计使得发光二极管点阵即LED使其显示汉字控制电路的过程中主要实现的任务和要求：1. 用一块8 ╳8的发光二极管点阵显示汉字字符；2. 5~6个适当笔画汉字，内容自选，各组有别;3. 人眼不易觉察闪烁;4. 实现两种显示方式--- /间隔跳跃方式//下（上）进上（下）出方式/自动循环5.有一个显示暂停按键三、方案设计与论证本次课程设计主要是通过设计使得发光二极管点阵即LED使其显示汉字控制电路的过程，因此我们主要通过三部分实现我们的电路的过程：脉冲显示电路，循环控制电路，显示电路。

点阵LED显示屏工作原理简介摘要：点阵LED显示屏是我们日常生活中常见的一种信息发布平台，在饭店、酒店、机场、车站等地随处可见。

本文就其简介、构成部分及其具体的设计与实现过程，简要介绍一下点阵LED显示屏的工作原理。

关键词：点阵LED显示屏原理一、点阵LED显示屏基本介绍LED电子显示屏是随着计算机及相关的微电子﹑光电子技术的迅猛发展而形成的一种新型信息显示媒体。

它利用发光二极管构成的点阵模块或像素单元组成可变面积的显示屏幕，以可靠性高、使用寿命长、环境适应能力强、性能价格比高、使用成本低等特点，在短短的十来年中，迅速成长为平板显示的主流产品，在信息显示领域得到了广泛的应用。

LED（Light Emitting Diode）即发光二极管是利用半导体的P-N结电致发光原理制成的一种半导体发光器件。

LED具有亮度高、功耗小、寿命长、工作电压低、易小型化等优点。

近几年来，它得到迅猛的发展和广泛的应用。

从七十年代起，已有人开始用LED做为发光像素研制LED 显示器。

随着微机技术的发展和LED器件的成熟，LED 显示屏也得到迅猛的发展。

目前已研制出多种规格的LED屏，从色彩上讲有单色、多色、全色显示屏，从显示尺寸上讲，LED屏现已做到了数百平方米。

现已形成了一个新兴的高科技产业。

最近，蓝色、纯绿色超高亮发光二极管相继研制成功并已商品化，用LED制成室外”大彩电”已成为现实，它标志着LED显示技术达到了一个新的高度。

LED显示屏是用发光二极管作显示像素而构成的显示屏，受空间限制小，适合于几平方米到几百平方米的屏幕，在此范围内和其它几种屏幕相比有较强优势，可表现文字、图形、图像、动画和视频，能较好地适应各种使用环境。

二、点阵LED显示屏构成要素LED显示屏系统一般由微机、发送控制板、接收控制板、显示屏屏体、稳压电源及金属框架等部分构成。

1、微机。

微机主要用于大屏幕系统的操作和控制，体现在上层软件部分。

用来制作、编辑欲显示的内容，包括文字、图像、表格，并设置各种节目的播放顺序及画面停留时间等。

2.1 LED点阵模块结构八十年代以来出现了组合型LED点阵显示器模块，以发光二极管为像素，它用高亮度发光二极管芯阵列组合后，环氧树脂和塑模封装而成。

这种一体化封装的点阵LED模块，具有高亮度、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。

LED点阵规模常见的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。

根据像素颜色的数目可分为单色、双基色、三基色等。

像素颜色不同，所显示的文字、图象等内容的颜色也不同。

单色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色，双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定，如红绿都亮时可显示黄色，如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间，则可实现256或更高级灰度显示，即可实现真彩色显示。

图2.1示出最常见的8×8单色LED点阵显示器的内部电路结构和外型规格，其它型号点阵的结构与引脚可试验获得。

图2.1 8×8单色LED模块内部电路LED点阵显示器单块使用时，既可代替数码管显示数字，也可显示各种中西文字及符号．如5x7点阵显示器用于显示西文字母．5×8点阵显示器用于显示中西文，8x8点阵可以用于显示简单的中文文字，也可用于简单图形显示。

用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器，但这类实用装置常通过PC机或单片机控制驱动。

2.2 LED 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。

第三章点阵LED显示器原理近年来，随着计算机技术和集成电路技术的飞速发展，LED显示系统得到了广泛应用。

在LED显示技术中，由于红色、绿色发光二极管的亮度、光效等性能也得到了很大的提高，加之计算机多媒体制作软件的发展，现在伪彩视频LED 显示系统的制造成本大大降低，应用领域不断增加。

这种伪彩视频LED显示系统采用了计算机多媒体技术，全同步动态显示视频图像，图像清晰，亮度高，无拼缝，每种颜色的视频灰度等级已经由早期的16级灰度上升到现在的256灰度，随着大规模集成电路和专用元器件的发展，256级灰度的全彩色视频LED显示系统随时都可能实现。

LED电子显示技术发展迅速，已成为当今平板显示领域的主导之一。

3．1 LED显示屏的构成在LED显示系统中，点阵结构单元为其基本构成。

每个显示驱动单元又是若干个8*8点阵的LED显示模块组成。

通过多个显示驱动板拼装在一起，构成一个数平方米的显示屏，能用来显示各种文字、图像。

LED显示屏包括计算机视频采集电路、控制电路、驱动电路及电源，如图3-1所示。

图3-1 LED显示屏结构LED显示屏具有红、绿两种基色，每基色256级灰度，像素节距为7.62mm，像素在水平方向可达成1024点，垂直方向可达成768点。

3．2 LED电子显示屏特点LED显示屏是由若干个显示单元拼接而成的，其显示方式采用LED点阵与计算机显示器屏幕相映射的原理，即LED点阵的一个像素点对应着计算机显示屏的一个像素点，例如计算机屏幕上的画面按分辨率分为640列、480行，即LED显示屏上640*480个点阵单元，每个点阵单元又包括红、绿、蓝三种发光二极管，这三种发光二极管发出三种颜色的光混色后得到人眼所感觉到颜色，根据光学三基色原理，我们只采集计算机屏幕上的每一点的图像进行数字化并分解为红、绿、蓝三种信号，经过系统处理后，传递到LED点阵屏幕上的点阵单元中，分别驱动相对颜色的发光二极管，即实现了计算机屏幕在LED点阵屏幕上的映射。

led点阵显示屏的原理
LED点阵显示屏是一种由多个LED组成的显示屏，它可以显示文字、图形和动画等信息。

一、LED点阵显示屏的结构
LED点阵显示屏由多个LED组成，每个LED都有一个控制电路，这些控制电路可以控制LED的
亮度和颜色。

LED点阵显示屏的控制电路可以根据需要控制LED的亮度和颜色，从而实现显示
不同的信息。

二、LED点阵显示屏的工作原理
LED点阵显示屏的工作原理是，控制电路根据需要控制LED的亮度和颜色，从而实现显示不同
的信息。

当控制电路控制LED的亮度和颜色时，LED点阵显示屏就可以显示文字、图形和动画
等信息。

三、LED点阵显示屏的优点
LED点阵显示屏具有良好的可视性，可以显示出清晰的文字、图形和动画等信息，而且可以在
低亮度环境下工作，可以节省能源。

此外，LED点阵显示屏的反应速度快，可以实现高速显示，而且可以实现多种颜色的显示，可以满足不同的显示需求。

点阵模块的概念点阵模块是一种用于显示图像或文字的电子设备。

它由许多小点组成的矩阵组成，每个小点称为像素，通过控制每个像素的开关状态来显示不同的图像或文字。

点阵模块通常由两部分组成：驱动电路和显示单元。

驱动电路负责控制点阵模块中每个像素点的亮度和颜色，而显示单元则负责实际显示图像或文字。

驱动电路通常由微控制器或驱动芯片组成，它们可以通过输入数字信号或通信接口控制每个像素点。

显示单元一般由LED（发光二极管）或LCD（液晶显示器）组成，LED点阵模块将每个像素点设置为一个独立的LED灯，而LCD点阵模块使用液晶技术来显示。

点阵模块可用于各种应用，如计算机显示器、电子表格、电子钟、电子游戏等。

在计算机显示器中，点阵模块通过控制每个像素的明暗状态来显示各种图像和文字。

对于电子表格和电子钟这样的应用，点阵模块可以显示数字和字母字符，以及其他一些图形元素。

电子游戏通常使用LED点阵模块来显示游戏中的角色和场景。

点阵模块的分辨率是其一个重要的参数。

分辨率指的是点阵模块中每个像素点的数量。

较高的分辨率表示更多的像素点，因此可以显示更多的细节和更清晰的图像。

较低的分辨率会导致图像模糊和像素可见。

常见的点阵模块分辨率包括8x8、16x16、32x32、64x64等。

分辨率也会影响点阵模块的尺寸，较高的分辨率通常需要较大的模块尺寸。

除了分辨率，点阵模块的颜色也是一个重要的参数。

一些点阵模块只能显示单色，即黑白或其他单色。

而其他一些点阵模块可以显示多种颜色，这通常需要更复杂的驱动电路和显示单元。

多色点阵模块通常使用彩色LED或TFT（薄膜晶体管）技术来实现。

点阵模块的使用可以非常灵活，可以通过控制电路和软件来实现不同的显示效果。

可以使用各种编程语言和开发平台编写代码，控制点阵模块显示不同的图像和文字。

有些点阵模块还具有图形库和字体库，可以更方便地显示复杂的图形和文字。

总之，点阵模块是一种常见的用于显示图像和文字的电子设备。

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。

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1）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2）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内部电路原理及相应的管脚图。

（图3）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。

Prot EL原理图如下：(图4)如图4 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5）二、显示屏驱动电路显示屏驱动电路的原理图如下：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。

单片机的P0和P2号控制显示信号的输出，P1号的低4位控制74LS154的译码输入，从而控制扫描信号的输出。

2、电源电路整个电路的供电由USB电源提供，利用我们的电脑主机USB接口可以输出+5V电压，方便我们在实验室调试3、控制信号放大电路为提供负载能力，在P0和P2口接16个常用9013的NPN三极管放大驱动信号。

基于单片机的LED点阵模块的分析与应用随着科技的不断进步，LED点阵模块的应用范围越来越广泛。

基于单片机的LED点阵模块是目前应用最广泛的一种类型，因为它具有成本低、控制方便、显示效果好等优点。

下面，本文将从原理和应用两个角度对基于单片机的LED点阵模块进行分析。

一、原理基于单片机的LED点阵模块是由多个LED灯组成的，通过控制LED的亮灭来显示各种图案或文字。

其中，单片机是控制整个LED点阵的“大脑”，通过对单片机进行编程，将需要显示的内容转化成数字信号，再通过输出端口输出给LED点阵模块，完成LED的亮灭控制。

常见的单片机有51单片机、STM32单片机等。

在编程上，需要熟悉C语言或汇编语言，通过调用相应的库函数控制单片机的输入输出口、时钟、定时器等资源，实现对LED点阵的控制。

二、应用基于单片机的LED点阵模块应用广泛，可以用于数字时钟、温度计、计时器、计数器等多种场合。

下面以数字时钟为例，介绍LED点阵模块的应用。

数字时钟是一种常见的LED点阵应用，可以通过控制LED点阵的亮灭来显示当前时间。

具体实现方法如下：1.硬件设计：LED点阵模块需要连接到单片机的输入输出口上，通过编程控制单片机输出口的电平来控制LED点阵的亮灭。

同时，还需要添加实时时钟模块，通过这个模块来获取当前的时间数据。

2.软件设计：主要是编写单片机程序，实现时钟的显示功能。

需要实现多个模块的编程，包括时钟的读取、显示、闹钟功能等。

通过上述步骤，就可以完成一个基于单片机的数字时钟的设计。

类似地，基于单片机的LED点阵模块还可以应用于其他的应用场合，如温度计、计时器、计数器等。

总之，基于单片机的LED点阵模块具有简单易用、灵活可控、应用广泛等优点，可以为各种计数、定时、计算等功能带来更好的体验。

因此，在未来的发展中，基于单片机的LED点阵模块将会有更广阔的应用前景。