２０１４年９月 中学课 ｉ辅导 ＬＥＤ电子显示屏 ＠ 苏雪松 摘要：本文介绍了ＬＥＤ电子显示屏的发展及分类、硬件电路 （１）外围电路 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 电源电路通过变压元件为整个电路提供５Ｖ的工作电位。 做的三点工作。 关键词：ＬＥＤ电子显示屏；发展；分类；硬件电路 中图分类号：Ｇ６３ＥＯ文献标识码：Ａ文章编号：１９９２—７７１１（２０１４）ｏ９—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ｌ６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管大量涌人中 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 Ｘ 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 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。 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、复位电路、时钟电 路、驱动电路、单片机控制电路和ＬＥＤ点阵屏显示电路等六大部 分：（１）电源电路通过变压元件为整个电路提供５ｖ的工作电位。 （２）复位电路可在需要时为单片机手动复位清零，使整个电子显示 屏初始化。ｆ３）时钟电路是单片机的工作驱动电路；单片机内的程 序控制着整个电路，其输出通过译码器ＳＮ７４１５１５４译码作为点 阵屏的驱动。（４）驱动电路，我们采用串行控制驱动方式。 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。 Ｉ网 时钟电路由ＡＴ８９Ｃ５１的１８，１９脚的时钟端（ＸＴＡＬ１及 ＸＴＡＬ２）以及１２ＭＨｚ晶振ｘｌ、电容ｃ２，ｃ３组成，采用片内振荡 方式。 ｆ２）列驱动电路 列驱动器由集成电路７４ＨＣ５９５构成。 ｆ３）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７４１５１５４ 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。 ￣）７４ＨＣ５９５芯片简述 （￣）７４ＨＣ５９５概述 ７４ＨＣ５９５是硅结构的ＣＭＯＳ器件，兼容低电压１ｒｒＬ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 ＳＣＨｅｐ的上升沿输入，在ＳＴｅｐ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位串行输人／输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻关 断状态。 （￣）７４ＨＣ５９５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。⑨一帧图象扫描完毕后，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（Ｔｇ＋ｇ １４５页１
