LED点阵显示屏详细说明及源程序.pdf

多功能点阵显示模块具有红外收发、光电检测、温 度检测等多种功能 1 系统的设计与分析 本文是通过设计一个可显示文字与图形的16*64点阵控制器电路来学习和熟悉LED的使用，LED 点阵控制器分为五个模块，系统框图(如图1)，一是参数输入部分，例如温度、湿度、亮度等；二是字 库部分，如16点阵、24点阵或者32点；三是单片机控制部份；四是接口部分（如图2），一般采用08 接口，如果需要不同的接口类型，可以根据 08接口为基础进行转接，这也是本系统采用 08接口的原 因之一；五是串口通讯部分（图3），其中亮度、温度、时钟模块由于时间的原因没有完善，等待扩展。 图1 系统框图 图 2 标准08接口部分 图3 串口通讯部分 1.1 LED点阵控制原理 显示屏是由发光二极管行列组成的LED点阵模块组成显示屏体。 1.1.1 LED简介 LED是发光二极管英文Light Emitting Diode的缩写格式，LED器件种类繁多，早期的 LED产品 是单个发光管，随着数字化设备的出现，LED数码管和字符管得到了广泛的应用，LED点阵等显示器件 的出现，适应了信息化社会发展的需要，成为了大众传媒的重要工具。 LED发光灯按类型可以分为单色发光灯、双色发光灯、三色发光灯、面发光灯、闪烁发光灯、电压 型发光灯等；按发光强度可分为普通亮度发光灯、高亮度发光灯、超高亮度发光灯等； LED发光灯结构如图2所示，它由芯片3、阳极引脚1、阴极引脚2和环氧树脂封装外壳四部分组 成。它核心部分是具有复合发光功能的PN结，即芯片3。环氧树脂封装外壳具有保护芯片的作用，还 有透光聚光的能力，以增强显示效果。 图4 1.1.2 LED点阵 随着LED应用领域的扩大，要求生产更为直接和方便的 LED显示器件。因而出现了数码管、字符 管、电平管、LED点阵等多种LED显示器。不管显示器的结构怎么变，它的核心部件仍然是发光半导体 芯片。 例如一个8*8的点阵是由64个发光二极管按一个规律组成的，如图3。 图5 如图3所示的发光二极管，行接低电平，列接高电平，发光二极管导通发光。 1.1.3 显示原理 人眼的亮度感觉不会因光源的消失而立即消失，要有一个延迟时间，这就是视觉的惰性。视觉惰 性可以理解为光线对人眼视觉的作用、传输、处理等过程都需要时间，因而使视觉具有一定的低通性。 实验表明，当外界光源突然消失时，人眼的亮度感觉是按指数规律逐渐减小的。这样当一个光源反复 通断，在通断频率较低时，人眼可以发现亮度的变化；而通断频率增高时，视觉就逐渐不能发现相应 的亮度变化了。不致于引起闪烁感觉的最低反复通断频率称为临界闪烁频率。通过实验证明临界闪烁 频率大约为24Hz。因此采用每秒24幅画面的电影，在人看起来就是连续活动的图象了。同样的原理， 日光灯每秒通断50次，而人看起来却是一直亮的。由于视觉具有惰性，人们在观察高于临界闪烁频率 的反复通断的光线时，所得到的主观亮度感受实际上是客观亮度的平均值。 视觉惰性可以说是LED显示屏得以广泛应用的生理基础。首先，在LED显示屏中可以利用视觉惰 性，改善驱动电路的设计，形成了目前广为采用的扫描驱动方式。扫描驱动方式的优点在于LED显示 屏不必对每个发光灯提供单独的驱动电路，而是若干个发光灯为一组共用一个驱动电路，通过扫描的 方法，使各组发光灯依次点燃，只要扫描频率高于临界闪烁频率，人眼看起来各组灯都在发光。由于 LED显示屏所使用的发光灯数量很大，一般在几千只到几十万只的范围，所以节约驱动电路的效益是十 分可观的。 1.1.4 显示屏的原理图及结构 图6行扫描部分 图7 列扫描部 分 根据显示屏的原理图结构，分析LED点阵控制器的控制原理： 如显示10个汉字，先将这10个汉字的点阵从字库中读出，放到显示缓存,如果要实现左移或者其 它的显示效果则将显示缓存中的每个位进行移位或者其它处理,然后再调用扫描显示函数就可