论文总字数：12020字

摘 要

LED显示屏由于显示稳定、寿命长、功耗低、技术成熟、价格低廉而得到广泛的应用。本文是基于单片机AT89C51，由16个88的点阵显示器组成的1664LED点阵显示屏系统的设计。本文介绍了点阵显示屏的动态设计过程，该点阵显示屏以AT89C51为控制系统。AT89C51控制4线-16线译码器74154和移位寄存器74HC595构成的行列驱动电路。该显示屏能显示出汉字、数字和图形等。通过按钮控制汉字的滚动切换效果，能够实现汉字移入移出的滚动显示。单片机控制的程序采用C语言，所显示的点阵汉字可以从zimo221软件标准字库中提取代码。本文设计的LED显示屏符合了信息显示领域的需要。

关键词：LED，单片机，AT89C51，点阵显示，行列驱动，动态显示

Abstract: LED displays have been widely used due to their stable display, long life, low power consumption, mature technology, and low price. This article is based on single chip microcomputer AT89C51, consisting of 16 8*8 dot matrix display of 16*64 LED dot matrix display system design. This article introduces the dynamic design process of the dot matrix display, which is controlled by AT89C51. The AT89C51 controls the row and column driver circuits composed of the 4-wire 16-wine decoder 74154 and the shift register 74HC595. The display can display Chinese characters, numbers and graphics. By using the button to control the scrolling effect of Chinese characters, Chinese characters can be moved into and out of the scroll display. The program controlled by the SCM adopts C language. The displayed Chinese characters can be extracted from the Zimo221 software standard font. The LED display designed in this article meets the needs of the information display field.

Keywords: LED, Single chip microcomputer, AT89C51, dot matrix display, row and column drive, dynamic display

目录

1 引言 4

1.1 选题背景 4

1.2 研究现状及前景分析 4

2 LED显示屏的系统设计 5

2.1 系统框图 5

2.2 系统功能 5

3 LED显示屏的硬件设计 7

3.1 硬件设计框图 7

3.2 单元电路分析 7

4 LED显示屏的软件设计 12

4.1 系统主程序 12

4.2 显示程序 14

4.3 1664取模方式 16

5 LED显示屏的系统仿真 18

5.1 系统仿真电路图 18

5.2 系统的测试以及分析 18

结 论 20

参考文献 21

致 谢 22

1 引言

1.1 选题背景

LED显示屏是一种新型显示媒体，80年代后期在全球迅速成长起来。数以万计甚至数以十万计的半导体发光二极管组成显示屏。不同的材质可以产生不同颜色的LED像素。目前，红色、黄色和绿色被广泛使用。已经进入实际应用阶段的是纯绿色和蓝色。图形、数字和文字的变化可以在发光二极管显示屏上呈现。LED显示屏具有其他平板显示器没有的优势。

LED点阵显示屏的优点有小型化、功率损耗小、工作电压低、亮度高、使用寿命长、性能稳定和抵抗冲击负荷作用的能力强。这些优点使LED显示屏在信息显示领域得到广泛应用，也使其快速成长为平板显示器的主流产品。LED具有很广阔的发展前景，目前的发展方向是亮度更高、应用于室外能经受气候的更高考验、发光密度更高、发光均匀性更好、可靠性更高、颜色更为多彩更为全面。LED显示屏在社会经济的各个领域应用广泛，主要有：交通信号灯、管道灯、路灯、车用灯、洗墙灯以及影院中的台阶和紧急出口的照明用灯，牙科领域，照射新鲜食物，照相暗室的照明，银行、证券交易所、医院、体育场馆、市政广场等场所^[1]。

1.2 研究现状及前景分析

（1）国内LED技术的进展

近年来，LED的发光效率提高，成本下降，在日常生活的各个方面得到了广泛的使用。这些方面包括标志照明、汽车照明、状态指示、信号显示等等。功率白光LED更适合于一般照明领域的原因是，良好的热学和光学性能。我们可以用白光LED取代荧光灯，但仍需解决许多技术问题。LED的发光效率甚至可以达到百分之百，这是根据固体物理LED发光原理得来的。因此，LED在二十一世纪被称为新光源，并且有望成为第四代光源。

（2）LED产业的市场前景分析

1）LED显示屏的应用市场。发光二极管显示屏在中国市场起步较早。LED全彩显示屏凭借着独特的优势应用广泛于各个场所。这些场所有机场、车站、证券交易所、银行、医院、市政广场、体育场馆等。与LED指示灯相比，LED显示屏亮度更高、使用寿命更长、平均价格更高，所以LED显示屏的市场规模大于LED指示灯的。

2）车灯市场。从整个LED应用市场看，汽车应用市场尚处于发展阶段，市场规模也在不断扩大。LED由于功率损耗小、使用寿命长以及响应速度快的特点而作为车灯。虽然LED目前需要一定的时间进入汽车前照灯市场，但随着发光效率和成本性能的提高，汽车从车内、后部到车前的转移最终会逐渐实现，整个汽车照明市场最终将被LED占用。LED车灯市场凭着汽车产业的巨大产能有着很大的发展潜力。

3）背光源市场。LED已被应用在基于手机的小型背光源中。手机产业在不断发展，从而使得背光源市场快速发展。然而，随着技术的进步和手机生产进入稳定增长阶段，以及移动液晶面板上的发光二极管背光源的数量减少，使得手机背光源中LED的用量增长缓慢，中大尺寸背光源已成为制造商的新宠，并逐渐形成规模^[2]。

由于LED光源有着较为广阔的发展前景，全球照明产品制造商都先后加入其开发中。LED具有很大的发展潜力和应用前景，经济型显著，并且有利于环保，将逐步取代传统的白炽灯，因此有望成为第四代光源，被誉为21世纪新光源。

2 LED显示屏的系统设计

2.1 系统框图

大多数LED显示屏都在户外，因此对硬件系统的质量有着很高的要求。如图2-1所示，系统硬件由上位机、通讯部分、控制部分和显示部分组成。上位机向控制部分发送控制指令和相应的显示内容代码是通过通信部分，控制部分执行指令并且控制显示部分的显示内容和方式。

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