单片机应用技术项目式教程课件：电子广告屏的设计

单片机应用技术项目式教程—基于Proteus和KeilCSINGLE-CHIP

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电子广告屏的设计LED显示器及其接口01LCD显示器及接口02LED点阵与LCD显示器在STC15W4K32S4单片机的应用03知识要点

电子广告屏的设计掌握LED点阵显示的原理01掌握LCD液晶显示的原理02掌握LED点阵显示程序的设计方法03掌握LCD液晶显示程序的设计方法04学习要求教学内容走近科学

Micro-LED典型结构是一个PN接面二极管，由直接能隙半导体材料构成。当对Micro-LED上下电极施加一正向偏压，致使电流通过时，电子、空穴对于主动区复合，发射出单一色光。Micro-LED的基本构造分为四块，最下面是衬底，上一层是电极，再往上是RGB排列的Micro-LED，最外层是玻璃面板。这一个RGB组成一个像素，而整块电视是4K，也就是八百万个这样的微观结构组成的。

科学的进步和创新永不止步，近年来一种名为微发光二极管（Micro-LED）的技术风靡全球，成为未来的显示技术的重要研发方向之一。Micro-LED顾名思义，就是微型化的LED，是目前主流LED大小的1%。Micro-LED就是将LED结构设计进行薄膜化、微小化以及阵列化后，将Micro-LED巨量转移到电路基板上，再利用物理沉积技术生成上电极及保护层，形成微小间距的LED。Micro-LED的尺寸仅在1~10μm等级左右，每一个Micro-LED可视为一个像素，同时它还能够实现对每个像素的定址控制、单独驱动发光自发光。Micro-LED与其他显示技术相比，优势明显，但由于技术限制，目前并不能大规模生产，且尺寸也不能做小。显示技术黑马：Micro-LED走近科学

由此可见，Micro-LED能达到比OLED更轻薄的效果。其优点：自发光、高亮度、低功耗、超高解析度与色彩饱和度，寿命长，能够适应各种尺寸，成本降低空间大和应用范畴广。

Micro-LED最大的优势是微米等级的间距，每一点画素都能定址控制及单点驱动发光。比起其他LED，发光效率上，Micro-LED最高，有利于显示设备的节能，其功率消耗量约为LCD的10％、OLED的50％；发光能量密度上，Micro-LED最高，可以节约显示设备有限的表面积，并部署更多的传感器。由于Micro-LED使用无机材料，且结构简易，几乎无光耗，它的使用寿命远超OLED。

MicroLED产品的亮度比OLED高30倍，分辨率是OLED的5倍多。Micro-LED高亮度的显示技术可以轻松解决因为环境光较强致使显示器上的影像泛白、辨识度变差的问题。这使得MicroLED应用的范畴更加宽广。优点：走近科学

Micro-LED现在还尚存技术难题，阻止了它进一步的规模生产和商业化，其生产成本远高于现有显示技术产品。此外，Micro-LED自身是刚性结构，也不利于制成柔性产品。Micro-LED显示的发光器件是固体化的微型LED灯珠，Micro-LED灯珠是一种正负电极性的微结构，不像OLED和QLED是一种单纯材料，其产品在TFT基板上的迁移过程、移植工艺难度最高，工艺可靠性也最低。另外，由于技术瓶颈及工艺问题，Micro-LED晶粒的光效、波长的一致性、良率还未达到Micro-LED彩色化显示的要求。发展方向：6.1

LED点阵显示LED显示器按阵列点数可分为5*7，5*8，6*8，8*8；按发光颜色可分为单色、双色、三色；按极性排列又可分为共阳极和共阴极。图1给出的是8*8共阴极LED点阵，它由64个发光二极管组成，每个二极管是出于行线（H0-H7）和列线（L0-L7）之间的交叉点上。1.LED点阵显示原理图1共阴极LED点阵显示6.1

LED点阵显示要使8×8LED点阵显示一个“心形”图案，那么，先给8×8LED点阵第1行送高电平（行高电平有效），同时给所有列线送11111111（列线低电平有效），延时一段时间；然后给第2行送高电平，同时给所有列线送10011001，延时一段时间，最后给第8行送高电平，同时给所有列线送11111111，然后再循环上述操作，利于人眼的视觉驻留效应，一个稳定的心形图案就显示出来了。2.点阵显示举例图2LED点阵显示“心形”6.2汉字图像循环闪烁的设计1.项目功能描述使用4个8*8LED点阵显示模块组成一个16*16LED点阵显示“单片机仿真”。单片机的P0和P1口控制单片机的列线，输出显示汉字的点阵数据，单片机的P2口和P3口用74HC244控制行线，输出扫描信号。显示汉字点阵数据可由字模提取软件得到。图3字模选项图4字模数组6.2汉字图像循环闪烁的设计2.项目硬件电路图图5点阵显示电路图6.2汉字图像循环闪烁的设计点阵显示程序：#include<system.h>unsignedchari=0,j=0,jj;unsignedcharcodech[10][16]={{0x00,0x10,0x00,0x10,0x1F,0xD0,0x14,0x90,0x94,0x90,0x74,0x90,0x54,0x90,0x1F,0xFF},{0x14,0x90,0x34,0x90,0xD4,0x90,0x54,0x90,0x1F,0xD0,0x00,0x10,0x00,0x10,0x00,0x00},/*"单",0*/{0x00,0x01,0x00,0x02,0x00,0x0C,0x7F,0xF0,0x08,0x80,0x08,0x80,0x08,0x80,0x08,0x80},{0x08,0x80,0xF8,0x80,0x08,0x80,0x08,0xFF,0x08,0x00,0x18,0x00,0x08,0x00,0x00,0x00},/*"片",1*/{0x10,0x20,0x10,0xC0,0x13,0x00,0xFF,0xFF,0x12,0x00,0x11,0x82,0x10,0x0C,0x00,0x30},{0x7F,0xC0,0x40,0x00,0x40,0x00,0x40,0x00,0x7F,0xFC,0x00,0x02,0x00,0x1E,0x00,0x00},/*"机",2*/{0x02,0x00,0x04,0x00,0x08,0x00,0x37,0xFE,0xE0,0x02,0x50,0x04,0x10,0x18,0x10,0x60},{0x9F,0x80,0x51,0x08,0x71,0x04,0x11,0x02,0x11,0x04,0x33,0xF8,0x11,0x00,0x00,0x00},/*"仿",3*/{0x00,0x08,0x20,0x09,0x20,0x09,0x20,0x0A,0x2F,0xFA,0x2A,0xAC,0x3A,0xA8,0xEA,0xA8},{0x2A,0xA8,0x2A,0xAC,0x2A,0xAA,0x2F,0xFA,0x20,0x09,0x60,0x09,0x20,0x08,0x00,0x00}/*"真",4*/};3.项目源程序6.2汉字图像循环闪烁的设计main(){

P0M1=0x00;P0M0=0x00;

CLK_DIV&=B0100_0000;

while(1)

{

for(j=0;j<5;j++)

for(jj=0;jj<50;jj++)

{ for(i=0;i<8;i++) {

P0=~(0x01<<i);

P1=0xff;

P2=ch[2*j][2*i+1];P3=ch[2*j][2*i];delay_ms(1); }

for(i=8;i<16;i++)

{

P0=0xff;P1=~(0x01<<(i-8)); P2=ch[2*j+1][2*(i-8)+1]; P3=ch[2*j+1][2*(i-8)];delay_ms(1);}}}}6.2汉字图像循环闪烁的设计延时程序：#include"system.h"voiddelay_ms(unsignedintz){unsignedintx,y,mid;mid=(unsignedint)((float)fosc*z/Fre_Div);for(x=mid;x>0;x--) for(y=123;y>0;y--);} 6.2汉字图像循环闪烁的设计4.调试结果图

6.3LCD1602简介1.LCD显示器的特点在单片机系统中应用液晶显示器作为输出器件有以下几个优点：1）显示质量高：由于液晶显示器每一个点在收到信号后就一直保持那种色彩和亮度，恒定发光，而不像阴极射线管显示器（CRT）那样需要不断刷新新亮点。因此，液晶显示器画质高且不会闪烁。2）数字式接口：液晶显示器都是数字式的，和单片机系统的接口更加简单可靠，操作更加方便。3）体积小、重量轻：液晶显示器通过显示屏上的电极控制液晶分子状态来达到显示的目的，在重量上比相同显示面积的传统显示器要轻得多。4）功耗低：相对而言，液晶显示器的功耗主要消耗在其内部的电极和驱动IC上，因而耗电量比其它显示器要少得多。。

6.3LCD1602简介2.LCD1602的基本参数及引脚功能图6

1602字符型液晶显示器实物图1602LCD主要技术参数：显示容量：16×2个字符芯片工作电压：4.5—5.5V工作电流：2.0mA(5.0V)模块最佳工作电压：5.0V字符尺寸：2.95×4.35(W×H)mm

6.3LCD1602简介3.引脚功能说明表1

引脚接口说明表LCD1602采用标准的14脚（无背光）或16脚（带背光）接口，各引脚接口说明如表1。编号符号引脚说明编号符号引脚说明1VSS电源地9D2数据2VDD电源正极10D3数据3VL液晶显示偏压11D4数据4RS数据/命令选择12D5数据5R/W读/写选择13D6数据6E使能信号14D7数据7D0数据15BLA背光源正极8D1数据16BLK背光源负极

6.3LCD1602简介4.LCD1602的指令说明及时序表2控制命令表1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令，如表2。序号指令RSR/WD7D6D5D4D3D2D1D01清显示00000000012光标返回000000001*3置输入模式00000001I/DS4显示开/关控制0000001DCB5光标或字符移位000001S/CR/L**6置功能00001DLNF**7置字符发生存贮器地址0001字符发生存贮器地址8置数据存贮器地址001显示数据存贮器地址9读忙标志或地址01BF计数器地址10写数到CGRAM或DDRAM）10要写的数据内容11从CGRAM或DDRAM读数11读出的数据内容

6.3LCD1602简介图7

LCD1602读操作时序

6.3LCD1602简介图8

LCD1602写操作时序

6.3LCD1602简介5.LCD1602的RAM地址映射及标准字库表1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM）已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，我们就能看到字母“A”。000102030405060708090A0B0C0D0E0F10……27404142434445464748494A4B4C4D4E4F50……67

6.4

LCD1602的一般初始化过程LCD一般初始化设置为：写指令0x38显示模式设置（16×2显示，5×7点阵，8位数据接口）写指令0x08显示关闭写指令0x01显示清屏，数据指针清0写指令0x06写一个字符后地址指针加1写指令0x0C设置开显示，不显示光标

6.4

LCD1602的一般初始化过程LCD1602编程方法：1.定义LCD1602管脚，包括RS，R/W，E（定义LCD管脚分别接在单片机哪个I/O口）。2.显示初始化（进行初始化及设置显示模式等操作）。写指令38H；

显示模式设置；写指令08H

：关闭显示

；写指令01H

：显示清屏；

写指令06H

：光标移动设置；写指令0cH

：显示开及光标设置；3.设置显示地址（写显示字符的位置）

6.4

LCD1602的一般初始化过程4.初始化子程序写数据：LCDwritedat(unsignedchardat)Lcdwaitready();Lcdrs=0;Lcdrw=0;lcdDB=dat;lcdE=1;lcdE=0;写数据：LCDwritedat(unsignedchardat)Lcdwaitready();Lcdrs=0;Lcdrw=0;lcdDB=dat;lcdE=1;lcdE=0;

6.5电子广告牌的设计1.项目功能描述用单片机控制LCD1602双排移动显示“Helloeveryone”和“WelcometoLKY”。LCD1602的数据线D0～D7与单片机的P0口连接，LCD1602的3条控制线RS、R/W、E分别与P2.5、P2.6、P2.7引脚连接。建立2个字符数组存放字符信息。

6.5电子广告牌的设计2.项目硬件电路图LCD1602显示电路如图所示。电路设计在ProteusISIS中没有LCD1602，可使用LM016L元件替代。图9

LCD1602显示电路图

6.5电子广告牌的设计点阵显示程序：#include<system.h>#include<LCD1602.h>unsignedchara[16]="Helloeveryone",i=1;unsignedcharb[16]="WelcometoLKY";

3.项目源程序main(){ CLK_DIV&=(~0x07); P0M1=0x00;P0M0=0x00; P2M1=0x00;P2M0=0x00; LCDInit();LCDHideCursor(); SetCurPos(1,1); LCDPrint(&a[0]); SetCurPos(2,1); LCDPrint(&b[0]);

6.5电子广告牌的设计while(1) { writecmd(0x01); SetCurPos(1,i);LCDPrint(&a[0]);SetCurPos(2,i); LCDPrint(&b[0]); delay_ms(250); delay_ms(250); i++; if(i==4) i=1; }}

6.5电子广告牌的设计LCD1602显示程序：#include"LCD1602.h"voidwaitforready(void){ unsignedcharidatastatus;DATABUSINPUTMODE();ENL;RSL;RWH;delay100ns;

do{ENH;delay1us;DATABUSINPUTMODE();DATABUS=0xff;status=DATABUS;ENL;delay1us;}while(status&0x80); }

6.5电子广告牌的设计voidwritecmd(unsignedcharcmd){

waitforready();DATABUS=cmd;ENL;

RSL;

RWL;

delay100ns;ENH;

delay1us;ENL;

delay1us;}voidwritedata(unsignedcharcmd){

waitforready();DATABUS=cmd;ENL;

RSH;

RWL;

delay100ns;ENH;

delay1us;