LED电子显示屏设计说明

1、点阵电子显示屏潍坊学院牛传清魏雯王雪梅摘要：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。本作品LED大屏幕显示系统，以AT89S52单片机为核心，由键盘显示、LED大屏幕显示 等功能模块组成。基于题目基本要求，本系统对大屏幕显示进行了重 点设计。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。在负载范围内，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。本系统大部分功能由软件 来实现，吸收了硬件软件化的思想， 大部分功能通过软件来实现，使

2、电路简单明了，系统稳定性大大提高。本系统不仅成功的实现了要求 的基本功能，发挥部分也得到完全的实现，而且有一定的创新功能。Abstract : LED lattice displays as emerging display devices that are more independent led light and encapsulate a led lattice display. You can display the numbers or symbols are used to display time, speed, the system status, etc. This wor

3、k led the big screen at89s52 monolithic integrated circuits, with the show, led by the big screen for functions composed of modules. Based on the subject of basic requirements, our system for the big screen in the design concrete. The system design of hardware, software flow chart and part of the as

4、sembly program, etc. In the area, by simple cascading can be extended to display, a low cost display. The system functions most of the software, hardware, softwarefunctionalityis absorbed in thought, the greater part of the softwarethrough the implementation of the circuit improving the system stabi

5、lity. This systemis simple, dramaticallyis not onlysuccessfullyfulfilled the requirements of the basic function, also play a part of the perfect, and some innovative features.LED DisplayKey words : Chip MicrocomputerSystem方案比较、设计与论证A. 显示部分 :方案一：静态显示，将一帧图像中的每一个二极管的状态分别用0 和 1 表示 ,若为 0 ,则表示 L ED 无电流 ,即

6、暗状态 ;若为 1 则表示二极管被点亮。若给每一个发光二极管一个驱 动电路 ,一幅画面输入以后 ,所有 L ED 的状态保持到下一幅画。对于静态显示方式方式,所需的译码驱动装置很多 ,引线多而复杂 ,成本高 ,且可靠性也较低。方案二：动态显示，对一幅画面进行分割,对组成画面的各部分分别显示 , 是动态显示方式。动态显示方式方式 ,可以避免静态显示的问题。但设计上如果处理不当,易造成亮度低 ,闪烁问题。因此合理的设计既应保证驱动电路易实现,又要保证图像稳定 ,无闪烁。鉴于上述原因 , 我们采用方案二B. 芯片的选择方案一：采取并口输入，占用大量I/O 口资源，单片机 89C52的外围引线从 P0

7、到P3一共四组八位线，不能满足 16*32的并口要求。方案二：选取串口输入， 使用较少。 所以我们选用串口输入。 串口输入我们可以选用芯 片有74HC595、74LS164 TPIC6B595。但是74HC595和74LS164两种芯片必须加驱动才能 驱动LED，而TI公司的DMOS器件TPIC6B595 ,除具有TTL和CMOS器件中移位寄存 器 595 的逻辑功能外 , 其最大的特点是驱动功率大 , 可直接用作 LED 的驱动。综合以上比较，我们选取 TPIC6B595 来驱动 LED 点阵。C. 串口通讯芯片的选择AT89C52 串行口采用的是 TTL 电平，因此必须的有电平转换电路，

8、可以选择 1488， 1489， MAX232A.方案一： 采用 1488或 1489芯片实现电平转换， 但在使用中发现这两种芯片可靠性不高， 且需要正负 12V 电源，使用麻烦。方案二：采用单电源电平转换芯片 MAX232A 可以使电路变得简单，可靠。 基于以上分析，我们选用方案二，选用芯片 MAX232A 。D. 电源模块方案一： 采用干电池作为 LED 点阵系统的电源， 由于点阵系统耗电量较大， 使用干电池 需经常换电池， 不符合节约型社会的要求。点阵系统要悬挂在墙上，电池总量大，使用会有较大安全隐患。方案二： 采用 200W/5V 直流稳压电源作为系统电源， 不仅功率上可以满足系统需要

9、， 不 需要更换电源，并且比较轻便，使用更加安全可靠。方案三：采用USB供电，由于USB供电电压为5V，有通用性广，可扩展性强等优点。 基于以上分析，我们决定采用方案二与方案三并用的方式作为系统的供电。123二、电路图及有关设计文件设计总体框图如图：系统框图XTAL1XTALA.键盘模块CAP?CAP?键盘、状态显示模块：为了使软件编程简单，本设计利用阵列式键盘布局。接法如下图所示。P3 口接按键，P0P2 口则用于控制状态显示所用LED点阵。当有键按下时，与该键相连的P3 口的相应发生变化，单片机检测到该变化后即转到相应的键处理程序，同时在程 序中点亮LED点阵。键盘模块电路如121212K

10、?K?K?K?131313242424113KEYKEY13132KEYKEYKEYKEY K?KEY K?KEY K?KEY K?2仁KEYKEY34343434KEYKEYKEYKEYP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.5P3.6P3.7P1.01P1.12P1.23P1.34P1.45P1.56P1.67P1.78RST9P3.010P3.111P3.212P3.313P3.414P3.515P3.616P3.717XTAL2 18XTAL1 19P3.020U?P1.0P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7RSTP3.0P3.1P3.2P3.3P3.4P3.

11、5P3.6P3.7XTALXTALGNDSTC89(B.显示模块电路设计点阵数据串行输入，器件为 移位寄存器TPIC6B595595,门控和扫 描信号常以16点阵为一行进行并行处理。在点阵显示中以4X 8个L ED点阵构成一个L ED显示单元，采用行共阳列共阴的编排方式。 其驱动分为行列两部分，分别来自于行、列移位寄存器，行数据是扫 描数据，16行中每次只有一行被驱动，采用逐行扫描方式，列数据则 为汉字的点阵码。对于字符和图形显示也可以用点阵处理，其显示原理和方法相同电路如下图：123456I JP0.0.P0.4P0.5_P0.6-PM18U?G2-23ABCD74LS154U?1823Y0

12、-12注74LS154P2.0.二0 1234567N NJNJNJNNNNAAA A A A A A R R R R R R R R D D D DDDDDDI氏Gr ES S3D?D D DDDDDDDDDD D DTPIC6B595T PIC6B595ITPIC6B595TitleSizeNumberRevisionDate:File:26-Aug-2010Sheet of小牛 设计文档89C52 desige89C52.ddbDrawn By:LED?LEDCAP? DIO10uGNDPIN2PIN?PIN?C.PC机通讯12341234只需要使用串行输MAX232是标准的串口通信接口，对于一般的双向通讯,VCC入口 RXD（第3脚）、串行输出TXD（第2脚）和地线（第7脚）。cVCCLED11R3R2390U?P30P31910R2 OUTR2 INT2 INT2 OUTT1 INV-,R1 OUTC2-R1 INC2+T1 OUTC1-GNDV+VCCC1 +812142MAX232GND 15VCC 16C7J102765 0LUC60.1UQ 0Q OO GC4O1U T0.1U95D.整体电路系统整体电路如下PIN?VCCVCC5 she t GB1 -OIVCCP2.041011151;丄 7;m;u7,B订 聘爲誇焉當席器器*三、系