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摘 要 ：本文介绍了LED电子显示屏的发展及分类、硬件电路两大方面的内容.最后,笔者提出了在以后的研究工作中,还需要做的三点工作.
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关 键 词 ：LED电子显示屏；发展；分类；硬件电路
中图分类号：G632.0 文献标识码：A 文章编号：1992-7711（2014）09-0140
一、LED电子显示屏的发展及分类
第一阶段为1990年到1995年,主要是单色和16级双色图文屏.用于显示文字和简单图片,主要用在车站、金融证券、银行、邮局等公共场所.
第二阶段是1995年到1999年,出现了64级、256级灰度的双基色视频屏.视频控制技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将LED显示屏提升到了一个新的台阶.
第三阶段从1999年开始,红、纯绿、纯蓝LED管大量涌入中国,同时国内企业进行了深入的研发工作.
本次题目的要求是设计一个16*16的点阵LED电子显示屏,要求显示亮度均匀、充足,可显示图形和文字,显示稳定清晰,无串扰,显示方式要求有静止和移入移出两种显示方式.
1. LED点阵电子显示屏的设计方案
LED点阵电子显示屏的设计一般有两种方案：方案一：采用可编程逻辑器件作为核心控制器产生LED点阵的行、列驱动信号.方案二：采用单片机系统来实现.
本设计硬件方面以单片机AT89C51为主控制器,采用4块8×8点阵LED显示模块来组成16×16点阵显示模式,显示各种文字或单色图像.
2. LED点阵屏显示驱动方式比较
LED点阵屏显示电路常用的显示驱动方式有两种：
方案一：串行控制驱动,这种方式的好处是单元内的线路连接简单,给印刷电路板的设计带来方便,减少了布线的密度,方便以后的制作与调试,而且相对提高了每个单元的可靠性.
方案二：并行控制驱动,将显示数据通过并行（一般为8位）方式送入驱动电路,这样的好处是：相对于串行控制而言,数据的刷新速度快,在处理同等数量的数据时,对处理速度要求可以大大降低,从而提高了系统的稳定性,但也正因为“并行”使单元内的数据线路的连接更加复杂,布线后的排错难度大大增加.
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二、关于硬件电路
1. 硬件电路设计基本思路
点阵式汉字显示屏的电路包含电源电路
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2. 本系统所采用的硬件电路
系统所采用的硬件电路大致上可以分成单片机系统及外围电路、列驱动电路和行驱动电路三部分.
（1）外围电路
电源电路通过变压元件为整个电路提供 5V的工作电位 .
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时钟电路由AT89C51的18,19脚的时钟端（XTAL1及XTAL2）以及12MHz晶振X1、电容C2,C3组成,采用片内振荡方式.
（2）列驱动电路
列驱动器由集成电路74HC595构成.
（3）行驱动电路
单片机P1口低4位输出的行号经4/16线译码器74LS154译码后生成16条行选通信号线,再经过驱动器驱动对应的行线.一条行线上要带动16列的LED进行显示,按每一LED器件20mA电流计算,16个LED同时发光时,需要320mA电流,选用三极管TIP127作为驱动管可满足要求.
3. 硬件电路所需器件介绍
（1）ULN2803A达林顿管阵列
达林顿管就是两个三极管接在一起,极性只认前面的三极管.
具体接法如下：以两个相同极性的三极管为例,前面为三极管集电极跟后面三极管集电极相接,前面为三极管射极跟后面三极管基极相接,前面三极管功率一般比后面三极管小,前面三极管基极为达林顿管基极,后面三极管射极为达林顿管射极,用法跟三极管一样,放大倍数是两个三极管放大倍数的乘积.达林顿管又称复合管.它将二只三极管适当的连接在一起,以组成一只等效的新的三极管.这等于效三极管的放大倍数是二者之积.
（2）74HC595芯片简述
①74HC595概述
74HC595是硅结构的CMOS器件,兼容低电压TTL电路,遵守JEDEC标准.74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器,三态输出功能.移位寄存器和存储器是分别的时钟. 数据在SCHcp的上升沿输入,在STcp的上升沿进入的存储寄存器中去.如果两个时钟连在一起,则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲.8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器,具有高阻关断状态.
②74HC595 芯片驱动LED的特点
74HC595 芯片驱动LED有以下特点：速度较快,功耗较小,LED 的数目多少随意,既可以控制共阴极的LED显示器,也可以控制共阳极的LED 显示器,可以软件控制LED 的亮度,还可以在必要的时候关断显示（数据保留）,以减小功耗,并可随时唤醒显示.
（3）关于软件
软件编程方面采用汇编语言编程,涉及了单片机的时钟、中断和复位的使用.
设计基本思路：①先对相关变量进行初始化.②循环扫描亮 16行 LED 称点亮一帧图象.③一帧图象扫描完毕后,列指针向右移动1位 ,再扫描下一帧图象.为了控制汉字共动的速度,有时候要对一帧图象扫描数次后才将列指针移位.依次类推,列指针共向右移动 16位.这样,主观上感觉到图象（下转第145页）（上接第140页）向左滚移动.④移动一个汉字 列指针右移 16位后,字指针向下一个汉字.再重复 2～4过程.这样,我们就能在显示屏上看到持续不断的滚动汉字信息了.
三、总结
该显示系统已能实现LED显示的基本功能,但由于作者水平和制作时间有限,距离一个完全实用的,能完全符合市场需求的显示系统还有一定的差距.因此,在以后的研制过程中,还需要做大量的工作,比如：1. 在系统抗干扰方面,都还必须在工作现场根据时间情况进行大量的实验、数据分析,才能最终实现LED显示系统的可靠工作.2. 在增强图文屏显示效果上,可使用双色或多色显示屏,以满足显示更加丰富多彩的图形和文字.3. 可将显示屏接如网络,每一个LED显示器可作为一个网络节点,用一个主机来维护.
（作者单位：辽宁省盘锦市盘山县高级中学 124100）
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