基于单片机的LED点阵显示系统的设计

摘要：LED点阵显示屏是由多个LED发光二极管封装在一起组成，是一种新兴的显示器件。为了说明LED点阵显示的原理，以单片机为控制核心，设计和制作了一种成本低廉的汉字显示系统，其包括硬件和软件两个部分。该电路通过按键控制可实现任意多个汉字的卷帘、上移和左移等多种显示形式，可广泛应用于机场、商场、医院等公共场所进行文字广告宣传，信息发布等。通过仿真和实物测试，该系统获得良好的显示效果，而且具有体积小、硬件电路结构简单和容易实现等特点。
关键词：MCU；LED；显示屏；系统设计

0 引言
LED显示屏是一种由半导体发光二极管构成的显示点阵，人们通过控制每个LED的亮灭实现图形或字符的显示。由于LED显示屏亮度高、视角广、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击、性能稳定，因而被广泛应用于机场、商场、医院、宾馆、证券市场等公共场所。本文以单片机为控制核心设计和制作了一种汉字显示系统，其成本低廉，内容更新简便。

1 显示原理
1．1 LED点阵显示屏
将多个LED按矩阵方式排列在一起，如图1所示，就构成了一个LED点阵显示屏。其中各个LED的引脚按照一定的规律连接，以最常见的8×8单色LED点阵共阳型显示器为例，其内部电路结构和外型规格如图1所示。

16×16单色LED点阵显示屏可由4块8×8单色LED点阵显示器组合而成，即16行16列，16×16=256像素。如果采用共阳型连接方式，即每行的LED阳极连接在一起，每列的LED阴极连接在一起。
1．2 显示原理
对于共阳型LED点阵显示屏，如果采用动态扫描方式，扫描电路就可以实现多行发光二极管的同名列共用一套驱动器。动态扫描，简单说就是逐行轮流点亮。具体以8×8点阵模块为例显示字符“B”的过程如图2所示。即先送出对应于第一行发光二极管亮灭的列数据OFFH并锁存，然后选通第一行，即送行数据80H，延时一段时间后，送行数据00H，第一帧显示结束；再送第二行的列数据87H并锁存，然后选通第二行，即送行数据40H，点亮相同时问后，送行数据00H，相应二极管熄灭，第二帧显示结束；以此类推，第8行显示之后，又重新点亮第一行，周而复始。当这样轮回的速度足够快(每秒24次以上)时，就能看到显示屏上稳定的字符B了。上述列数据即为字符B的字模数据。