单片机Led动画显示设计

基于STM32的全彩LED显示屏系统的设计引言：全彩LED显示屏系统基于STM32是一种新型的显示技术，它能够呈现丰富多彩的图像和动画效果，具有较高的分辨率和刷新率，被广泛应用于户外广告、体育场馆、舞台演出等领域。

本文将介绍基于STM32的全彩LED显示屏系统的设计原理和实现方法，包括硬件设计和软件开发两个方面。

一、硬件设计1.硬件平台选择选用STM32系列单片机作为硬件平台，它具有较高的运算能力和丰富的外设接口，能够满足全彩LED显示屏系统的要求。

同时，根据具体的需求还可以选择适当的型号和封装。

2.LED显示屏的选型根据实际应用场景的需求，选择合适的LED显示屏。

关注显示屏的分辨率、亮度、可视角度、防水性能等指标，并确保与STM32单片机的接口兼容。

3.电源设计为了保证系统的稳定运行，需要设计合适的电源电路。

可以选择直流稳压电源芯片或者使用外部稳压电源模块，以提供所需的电源电压和电流。

4.通信接口设计在全彩LED显示屏系统中，通常采用串行通信接口来控制显示屏的显示内容。

根据具体的通信协议选择合适的串行通信接口，如SPI、I2C或UART，并设计相应的接口电路。

5.控制芯片选择及驱动设计LED显示屏通常包含一个或多个控制芯片，用于控制LED的亮度和颜色。

根据显示屏的类型和规格选择合适的控制芯片，并编写相应的驱动程序。

二、软件开发1.系统初始化在STM32单片机上搭建全彩LED显示屏系统的软件平台，需要进行系统初始化设置。

包括时钟配置、外设初始化、中断配置等。

通过配置寄存器和调用相应的函数，使得系统能够正常工作。

2.数据传输和显示控制通过串行通信接口将待显示的数据传输到LED显示屏上，并控制LED 的亮度和颜色。

编写相应的程序，实现数据的传输和显示控制功能。

3.图像和动画显示为了实现丰富多彩的图像和动画效果，需要编写相应的图像和动画处理程序。

例如，实现图像的解码和显示、动画的播放和切换等功能。

4.驱动调试和优化在软件开发过程中，需要对驱动程序进行调试和优化。

目录1 方案选择及总体设计1.1 方案确定1.1.1 功能要求1、采用STC-52单片机作为微处理器。

2、设计一个5×7点阵LED数码字符显示器。

3、在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足、稳定、清晰无串扰。

4、动态显示“A——C”几个字符。

1.2.2 方案确定采用ST89C52单片机作为微处理器，将共阳极二极管用共阴型接法连接成5×7点阵LED数码字符阵列，通过程序控制，采用动态显示，建立字符库“0——9”。

1.2 器件选择微处理器采用ST89C52系列单片机，ST89C52单片机是这几年在我国非常流行的单片机，是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器（FPEROM—Flash Programmable and Erasable Read Only Memory）高性能单片机，可擦除只读存储器可以反复擦除100次，具有低功耗、高性能的特点。

2 控制系统设计2.1 控制系统硬件设计2.1.1整体模块设计本设计行、列驱动电路，显示器电路，运用单片机的智能化，系统的将每个功能电路模块连接在一起，总体结构设计如图2.1所示。

图2.1 硬件系统框图此次需要实现的功能是利用一个ST89C52，一个5×7LED点阵，动态显示“A——C”10个字，采用PC上位机驱动显示电路。

ST89C52单片机最小系统电路由复位电路、晶振电路两部分组成。

2.2 晶振电路设计ST89C52单片机芯片内部设有一个由反向放大器构成的振荡器，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的的输入端和输出端，时钟可有内部或外部生成，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡电路就会产生自激振荡。

系统采用的定时元件为石英晶体和电容组成的并联谐振回路。

晶振频率采用12MHZ，C1、C2的电容值取30pF，电容的大小起频率微调的作用。

晶振电路图如图所示。

XTAL1XTAL2图2.2 晶振电路图 2.3 复位电路设计ST89C52单片机在启动运行时或者出现死机时需要复位，使CPU 以及其他功能部件处于一个确定的初始状态，并从这个状态开始工作。

基于单片机的LED点阵显示屏的设计LED点阵显示屏是一种常见的显示设备，它通过控制各个LED的亮灭来显示文字、图形或动画。

在这篇文章中，我们将介绍基于单片机的LED 点阵显示屏的设计。

一、设计目标设计一个基于单片机的LED点阵显示屏，使其能够显示各种文字、图形和动画。

同时，要求显示屏的显示效果清晰、稳定，能够满足日常使用的需求。

二、设计方案1.硬件设计（1）点阵屏：选择合适的点阵屏作为显示屏的输出设备。

点阵屏的种类有很多，常见的有8x8、16x16和32x32等不同尺寸的点阵屏。

根据实际需求选择合适的尺寸。

（2）单片机：选择一块适合的单片机作为控制器。

单片机的选择需要考虑其计算能力、扩展性和易用性等因素。

（3）扩展模块：根据需要，可以选择添加一些额外的扩展模块，如按键模块、声音模块等，以增加显示屏的功能。

（4）电源模块：为显示屏提供稳定的电源，以保证其正常工作。

2.软件设计（1）驱动程序：编写驱动程序，通过单片机控制各个LED的亮灭。

根据点阵屏的不同类型，编写相应的驱动程序。

（2）显示程序：编写显示程序，将要显示的文字、图形或动画转换成相应的点阵数据，然后通过驱动程序显示在点阵屏上。

（3）用户界面：设计一个用户界面，使用户能够方便地输入要显示的文字、选择图形或动画等，然后通过单片机控制显示屏显示出来。

三、实施步骤1.硬件部分（1）按照设计方案选择合适的点阵屏、单片机和扩展模块，并连接它们。

（2）根据点阵屏的引脚定义，设计相应的电路板，并进行制作。

（3）将单片机和扩展模块焊接到电路板上，并连接好相应的引脚。

（4）连接电源模块，为整个系统提供电源。

2.软件部分（1）根据点阵屏的类型，编写相应的驱动程序。

（2）编写显示程序，将要显示的文字、图形或动画转换成点阵数据。

（3）设计用户界面，编写相应的程序，将用户输入的内容转换成可显示的数据。

（4）将驱动程序、显示程序和用户界面程序上传到单片机。

四、测试与调试完成硬件和软件的设计后，进行测试与调试。

毕业设计（论文）此毕业设计论文几乎所有内容都是作者原创，已经查重通过，重复率不到5%。

程序部分如有疑问，可以qq联系。

1366715589、电子与信息工程学院二零一四年六月天津工业大学毕业设计（论文）基于单片机的LED显示屏系统设计学生姓名 qq1366715589 院部名称电子与信息工程学院专业电子信息工程指导教师职称天津工业大学毕业设计（论文）任务书院长教研室主任指导教师毕业设计（论文）开题报告表天津工业大学毕业论文进度检查记录本文主要阐述了用51单片机控制单色16*64的LED点阵屏显示的方法，对LED点阵屏如何进行行列信号控制及信号传输中的驱动问题进行了研究，并讨论了单片机控制系统中关键的数据处理以及发送问题。

结果表明采用并行数据输入、串行数据及同步时钟传输的专用电路可大大减少CPU的辅助时间，提高了数据的发送速度。

并给出了通过软件控制点阵屏显示的几种方式，如静态显示，分屏显示以及左移显示，对其软件的算法给出了具体分析。

基于各种算法我们就可以灵活的运用软件实现各种显示，并将其用于商业用途。

关键词:LED点阵屏；单片机；驱动；扫描This article mainly elaborates the method of using MCU-51 to control single color 16*64 LED lattice screen display, and researching how to carry on the ranks signal control and the question of signal actuation with the LED lattice screen, and discusses the essential data processing and the transmission question in the monolithic integrated circuit control system. The result indicates that CPU non-cutting time can be reduced greatly by using the allocated-use circuit with parallel data input, serial data and synchronism clock transmission, which has raised the data transmitting speed. This system has given several ways to control lattice screen display via software such as the static state display, divided screen display and left shift display, which has given the concrete analysis of software's algorithm. We can realize all kinds of display nimbly by using software based on each algorithm, and use it in the commercial trade .Key words:LED lattice screen；One-chip computer；Drive；Scan天津工业大学本科毕业论文目录第一章绪论 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2 相关技术发展现状 (2)1.2.1 LED显示屏发展的简要回顾 (2)1.2.2 我国LED显示屏的发展现状 (3)1.2.3 LED显示屏的发展趋势 (4)第二章系统总体设计 (6)2.1需求分析 (6)2.2系统组成及功能描述 (6)2.3系统的功能描述 (7)2.4系统的工作过程 (7)第三章基于51单片机的LED显示屏系统设计 (8)3.1硬件系统总体设计 (8)3.1.1 STC90C51的硬件结构 (8)3.1.2 STC90C51主要性能参数 (9)3.1.4 STC90C51单片机适用领域 (10)3.2 单片机STC90C51电路及外围电路 (10)3.4 LED显示屏扫描电路设计 (13)3.4.1 LED点阵屏内部结构及显示原理 (13)3.4.2 列扫描电路设计 (15)3.4.3 行驱动扫描电路设计 (16)第四章软件设计 (17)4.1系统软件设计思路 (17)4.2显示驱动程序 (17)4.3上移程序设计 (18)第五章系统调试与实验 (21)5.1实验平台 (21)5.2软件平台 (23)5.2.1 字模提取 (24)5.3实验方案 (25)5.3.1主控部分测试 (25)5.3.2 led显示部分测试 (25)结论 (27)参考文献 (28)附录 (29)谢辞 (55)第一章绪论1.1课题的背景和意义随着我国社会经济文化等的不断发展，民众的消费标准也在发生着不断的变化,户外灯箱广告更是扮演着越来越重要的宣传角色，在车站、商场、学校单位等场合都会见到霓虹灯之类的广告。

基于51单片机的LED数码管动态显示LED数码管动态显示就是一位一位地轮流点亮各位数码管，对于每一位LED数码管来说，每隔一段时间点亮一次，利用人眼的“视觉暂留"效应，采用循环扫描的方式，分时轮流选通各数码管的公共端，使数码管轮流导通显示。

当扫描速度达到一定程度时，人眼就分辨不出来了。

尽管实际上各位数码管并非同时点亮，但只要扫描的速度足够快，给人的印象就是一组稳定的显示数据，认为各数码管是同时发光的。

若数码管的位数不大于8位时，只需两个8位I／O口。

1 硬件设计利用51单片机的P0口输出段码，P2口输出位码，其电路原理图如下所示。

在桌面上双击图标，打开ISIS 7 Professional窗口（本人使用的是v7.4 SP3中文版）。

单击菜单命令“文件”→“新建设计”，选择DEFAULT模板，保存文件名为“DT.DSN”。

在器件选择按钮中单击“P”按钮，或执行菜单命令“库”→“拾取元件／符号”，添加如下表所示的元件。

51单片机A T89C51 一片晶体CRYSTAL 12MHz 一只瓷片电容CAP 22pF 二只电解电容CAP-ELEC 10uF 一只电阻RES 10K 一只电阻RES 4.7K 四只双列电阻网络Rx8 300R(Ω) 一只四位七段数码管7SEG-MPX4-CA一只三极管PNP四只若用Proteus软件进行仿真，则上图中的晶振和复位电路以及U1的31脚，都可以不画，它们都是默认的。

在ISIS原理图编辑窗口中放置元件，再单击工具箱中元件终端图标，在对象选择器中单击POWER 和GROUND放置电源和地。

放置好元件后，布好线。

左键双击各元件，设置相应元件参数，完成电路图的设计。

2 软件设计LED数码管动态显示是一位一位地轮流点亮各位数码管的，因此要考虑每一位点亮的保持时间和间隔时间。

保持时间太短，则发光太弱而人眼无法看清；时间太长，则间隔时间也将太长（假设N位，则间隔时间=保持时间X（N-1）），使人眼看到的数字闪烁。

基于单片机的LED大屏幕显示系统设计引言：随着科技的不断发展，LED大屏幕在现代生活中得到越来越广泛的应用。

本文将介绍一种基于单片机的LED大屏幕显示系统的设计方案。

一、需求分析1.需要一个显示屏幕较大的系统，以便能够在远距离外也能清晰看到信息。

2.需要一个可以远距离控制显示内容的系统。

3.显示内容可以动态变化，能够显示文字、图片、动画等多种形式。

4.系统需要易于维护和操作。

二、系统设计1.硬件设计为了满足显示屏幕大的需求，我们可以选择一个高分辨率的LED显示屏。

为了控制显示内容，我们可以选择一款强大且易于操作的单片机作为控制主板。

同时，还需要一个电源模块来提供电力。

2.软件设计为了实现动态变化的显示内容，我们需要设计一个用户界面，使用户能够通过输入设备（例如键盘、遥控器等）来输入显示内容。

同时，还需要一个软件模块来实现内容的转换和发送。

单片机需要能够接收和解析输入的指令，并按照指令来动态更新显示内容。

三、详细设计1.硬件设计选择合适的LED显示屏幕，可以根据需求选择合适的尺寸和分辨率。

设计一个控制主板，使用单片机作为核心控制模块，通过与电源模块的配合，提供稳定的电力供应。

同时，还需要与显示屏幕的接口板连接，实现信息的传输。

2.软件设计设计用户界面，可以使用图形界面，使用户能够直观地操作系统。

通过输入设备输入指令，在单片机上设计相应的软件模块，实现接收、解析和处理指令的功能。

根据指令来更新显示内容。

四、系统实现1.硬件实现按照硬件设计方案进行组装和连接。

选择合适的单片机和电源模块，根据显示屏幕的接口要求进行连接，确保电路连接正确无误。

2.软件实现设计用户界面，根据用户的需求和喜好进行界面的设计。

实现并调试单片机的软件模块，确保接收、解析和处理指令的功能正常运行。

五、系统测试在完成系统实现后，需要进行一系列的测试，以确保系统的正常工作和稳定性。

可以进行功能测试、稳定性测试、兼容性测试等，以保证系统的可靠性和稳定性。

基于单片机的按键控制LED数码管共阴极动态显示电路设计报告毕业论文本篇报告将详细介绍基于单片机的按键控制LED数码管共阴极动态显示电路的设计。

一、引言LED数码管是一种常用的数字显示器件，广泛应用于各种计数器、时钟和计时器等电子设备中。

本设计旨在利用单片机实现对LED数码管的动态显示，并通过按键控制显示的数字。

二、设计方案1.系统结构本系统采用基于单片机的数字显示方案，其中包括一个单片机、数码管显示模块和按键模块。

单片机负责接收按键输入信号，并根据输入信号控制数码管显示相应的数字。

2.系统设计（1）数码管显示模块：该模块由共阴极LED数码管组成，共阴极接地，通过接通不同的端口线来控制数码管显示不同的数字。

（2）按键模块：该模块由多个按键组成，用于用户输入指定的数字。

每个按键接一个IO脚，通过按下不同的按键，触发不同的端口输入。

（3）单片机：本设计选用51单片机作为控制核心，通过IO口与数码管显示模块和按键模块连接。

单片机根据按键输入信号的变化，对数码管进行动态显示。

3.设计过程（1）针对单片机的接线设计：将单片机的IO口分别与数码管显示模块和按键模块连接。

将数码管的共阳极接电源正极，数码管的各段(即a、b、c、d、e、f、g)接单片机的IO脚。

（2）针对单片机软件设计：设计单片机程序实现按键输入的检测和数码管动态显示的控制。

首先初始化IO口，设置按键引脚为输入端口，设置数码管引脚为输出端口。

然后循环检测按键的状态。

当检测到按键被按下时，根据按键的不同选择分别显示不同的数字。

4.功能要求（1）按下不同的按键，数码管能够显示相应的数字，实现动态显示。

（2）按键输入具有去抖功能，避免误触发。

（3）程序运行稳定，能够正确响应按键输入，显示正确的数字。

三、实验结果经过实验验证，本设计实现了按键控制LED数码管共阴极动态显示的功能要求。

按下不同的按键，数码管能够正确显示相应的数字，程序运行稳定，无误触发现象。

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。