基于单片机的LED点阵显示设计

杨智 李姿

【摘要】在人们的生活中，LED显示屏在当今社会上的应用越来越广泛，例如广告宣传、通知等作用。然而，LED显示屏是由一块块小的LED点阵进行组合而成。LED点阵对于当前社会的发展来看前途宽广，因为LED的耗能低、发光密度好、发光均匀度好、可靠性高。LED点阵显示使用方便，显示图形文字稳定清晰，有良好的市场价值。

【关键词】STC89C52;点阵显示

1. 设计背景

LED显示屏在当今应用越来越广泛，如在体育场馆、银行、商场、车站、学校、餐厅、酒店等不同行业不同地点，室内或者室外进行广告宣传，通知播报消息都是极为简单方便。现在时代发展的飞快，在白天工作和生活的压力巨大，因此有很多年轻人都喜欢上了过夜生活，来舒缓自己，同时这也是一个极大的消费群体。当夜幕降临以后，没有电子发光设备的店铺就会显得死气沉沉，基本上都不会有人驻足，更别提进店消费了;而那些拥有者各种各样的散发着不同颜色的电子设备的店铺会显得尤为惹人注目，在满是黑暗的夜色中，一抹光亮往往最能吸引人们的注意，同时在人的潜意识当中，也会不由自主地去靠近它。在这时，如果店铺拥有一个LED显示屏，就显得尤为重要了。所以我们基于此因素设计了LED点阵。

2. 设计原理

本次设计是以STC89C52单片机为核心的LED点阵，该设计主要是由四个模块组成，这四个模块分别是单片机最小系统、行驱动电路、列驱动电路、16×16点阵。LED点阵显示屏系统框图如图1所示。

在硬件设计部分中，我们通过单片机的串行端口和列驱动电路的连接来发送显示信号，接着选择适当的引脚来和行驱动电路相连接用来输出需要的行选信号，再选择其他的引脚来发送控制信号。因为在一条行线中需要带动16列LED灯进行显示，所以我们选择了三极管来作为驱动管，驱动行电路三极管的型号我们选择了8550型号，然后列驱动电路是由74HC595的集成电路所构成，此列驱动电路是由8位寄存器和8位输出锁存器组成，此次设计中，移位寄存器和输出锁存器是以独立系统出现的，这样可以实现显示本行各列数据的同时还能传送下一行数据，以达到“重叠”处理的目的。

在软件设计部分中，显示程序需要对定时器进行重新赋值，这样可以保证显示屏的刷新率保持稳定。在系统的主程序开始启动后，要先对系统环境来进行一个初始化，初始化的内容包括设置定时器、串口、终端还有端口。然后显示文字或者图案，几秒之后，以向上滚动播放的形式来显示汉字或者图案，在过几秒，向左滚动显示汉字或者图案，最后再向右滚动播出，最后显示文字逐渐消失。显示效果可以自己设置，如果没有特殊要求的话，系统程序就会一直重复循环显示效果。LED点阵显示屏实物与演示效果如图2所示。

3. 结论

在本次的LED点阵显示屏设计中，我们通过使用 keil软件来编写所需要的程序，然后再通過单片机开发板和STC-USB软件将程序输入到单片机中。在之后的调试过程中，我们对整个程序进行了多次的修整和改进，使程序更加完善，可以按照自己的意愿来设计所想要表达的文字或图案。

通过本次设计，我们设计出了基于单片机的LED点阵显示屏。到了晚上以后，店铺可以将LED显示屏安装在自己的店铺门面上，按自己的意愿输入自己想要表达的文字或图案，五颜六色的显示屏，可以极大地吸引路人的眼光，从而可以吸引客流量，之后才有可能产生经济效益;如果店铺外面没有能够吸引路人的事物，行人都不会为之驻足，连客人都没有，就更别谈产生经济效益了。

参考文献：

[1]单片机应用开发技术：基于 Proteus单片机仿真和C语言编程/嘉民主编—2版：一北京：中国力出版社，2018.8

作者简介：杨智（1998.01.10），辽宁省沈阳市人，现学习于电气工程及其自动化专业。通讯作者：李姿，（1982-），女，辽宁沈阳人，讲师，硕士研究生，沈阳工学院信息与控制学院，电气教研室主任，现主要从事电类基础、电气工程及其自动化专业的相关教学工作。