小型单色点阵LED电子显示屏的设计(附程序和电路原理图)

摘    要
本文是介绍一小型单色点阵LED电子显示屏的设计。
整机以美国ATMEL 公司生产的40脚单片机AT89C51为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。通过该芯片控制行驱动器 74HC154和列驱动器74HC595来驱动显示屏显示。该电子显示屏可以显示各种文字或单色图像，全屏采用288块8×8点阵LED显示模块来组成 192x96点阵显示模式。显示采用动态显示，使得图形或文字能够实现静止、移入移出等多种显示方式。文中详细介绍了LED点阵显示的硬件设计思路、硬件电路各个部分的功能及原理、相应的程序设计，以及使用说明等。软件部分采用单片机汇编语言，通过编程控制各显示点对应LED阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。所显示字符的点阵数据可以自行编写，也可从标准字库中提取。
LED显示以其组构方式灵活、显示稳定、功耗低、寿命长、技术成熟、成本低廉等特点在车站、证券所、运动场馆、交通干道及各种室内/外显示场合的信息发布，公益宣传，环境参数实时，重大活动倒计时等等得到广泛的应用。
经实践证明，该系统显示误差小，性能稳定，结构合理，扩展能力强。

关键词：AT89C51单片机； LED； 点阵显示； 动态显示； 汇编语言
 
Small monochrome dot-matrix design
Abstract
This design is a 192x96lattice LED electron display monitor design.
The whole equipment is with the 40-pin AT89C51 MCU (Micro Controller Unit) produced by the American ATMEL company at the core, introduced take it as the control system LED lattice electron display monitor dynamic design and the development process. Controls good driver 74HC154 and two row driver 74HC595 through this chip actuates the display monitor demonstration. The electronic screen can show all kinds of written or monochrome images, one full screen display Chinese characters,325 pieces of 8×8 dot-matrix LED display modules to form the 192x96 dot matrix display mode. Show dynamic show that makes static graphic or text can be achieved, shifted out of various formats. This paper describes the hardware design of the LED dot matrix display, and the principle function of the various parts of the circuit, the corresponding software program design and the use of some such.
SCM process control system used for editing MCU assembly language, Programming control points indicated by the corresponding LED anode and overcast extreme level. We can effectively control the defense showed bright spots. The lattice data shows characters can prepare themselves (that is, direct lattice Painting), which can also be extracted from the standard font.
LED display with fabric means flexibility, stability, low power consumption, long life, mature technology, low-cost features at the station, securities, sports venues, transportation corridors and various indoor / dissemination of information on foreign shows occasions, good publicity, real-time environmental parameters, etc. countdown major activities are widely used.
 As the practice proves, the system possesses advantages in low shows errors, stable, rational structure and strong extensible abilities.

Key words: AT89C51 Micro Controller Unit；  LED； Lattice display；  Dynamic display； Assembly language
 
需要实现的功能
设计一个室内用192x96点阵LED图文显示屏，要求在目测条件下LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形或文字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。

系统硬件部分设计
 由于图文屏的控制电路采用单片机方案，控制功能的实现应在硬件和软件两方面进行折中。单片机及相应软件，主要负责存储（或生成）显示数据、安排控制信号的定时与顺序等。但是单片机的接口数量少，驱动能力不强，必须扩展一定的硬件电路，才能满足显示屏的需要。系统硬件部分电路大致上可以分成稳压电源、单片机系统及外围电路、列驱动器电路、行驱动器电路和LED显示屏电路五部分。

电源设计
稳压电源的功能是把来自电网的220V交流电压转变为所需的、稳定的直流电压。

根据要求所确定的稳压电源的电路形式如图所示。图中变压器T将来自电网的220V交流电压变换为整流电路所需要的7.5V交流电压，再经整流电桥（4个二极管）D1将交流电压变换成脉动的直流电压，随后电解电容器C1将脉动直流电压中的大部分纹波加以滤除，以得到较为平滑的直流电压。为了得到改善的纹波电压，再将直流电压通过电容C2，然后经集成稳压器IC1稳压，在输出端得到稳定的5V直流电压。这时，在输出端接上电容C3，用以滤除输出端的高频信号，改善负载的瞬态响应，最后即可得到所需的、稳定的直流电压。电路最后接入的发光二极管用做电源指示灯。

目    录  18000字
摘    要    I
Abstract    II
引  言    1
1  系统整体设计方案    3
1.1  需要实现的功能    3
1.2  LED显示特点    3
1.3  设计方案论证    4
1.3.1  显示模式方案    4
1.3.2  数据传输方案    5
2  系统硬件部分设计    7
2.1  电源设计    7
2.2  单片机系统及外围电路    8
2.2.1  单片机的选择    8
2.2.2  AT89C51芯片介绍    8
2.2.3  单片机系统外围电路    12
2.3  列驱动电路    13
2.4  行驱动电路    16
2.4.1  行驱动芯片74HC154 介绍    16
2.4.2  行驱动电路    17
2.5  LED点阵块    19
3  软件部分设计    22
3.1  主程序    22
3.2  显示驱动程序    24
4  调试及性能分析    25
4.1  软件调试    25
4.2  硬件调试    26
4.3  性能分析    26
结    论    28
参考文献    29
附录A  综合电路原理图    30
附录B  74HC154真值表    31
附录C  程序清单    32
致  谢    41
 
参考文献
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