點(diǎn)陣LED顯示的設(shè)計(jì)主講教師：賈松《汽車(chē)單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)》汽車(chē)智能技術(shù)專(zhuān)業(yè)教學(xué)資源庫(kù)1、理解點(diǎn)陣顯示屏的組成；2、掌握點(diǎn)陣顯示屏的顯示原理；3、掌握LED點(diǎn)陣控制器的控制原理。知識(shí)目標(biāo)1、能寫(xiě)出點(diǎn)陣顯示編碼；2、能完成點(diǎn)陣顯示器與單片機(jī)的硬件電路連接；3、能利用4塊8×8LED合并而成一個(gè)16×16顯示屏。能力目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)任務(wù)初步訓(xùn)練利用8×8點(diǎn)陣顯示數(shù)字0到9的數(shù)字。具體要求為：點(diǎn)陣顯示屏依次顯示0到9十個(gè)數(shù)字。強(qiáng)化訓(xùn)練采用4塊8×8LED合并而成一個(gè)16×16顯示屏，讓其顯示漢字“我”。學(xué)習(xí)任務(wù)任務(wù)相關(guān)知識(shí)1、LED簡(jiǎn)介

2、LED點(diǎn)陣

3、顯示原理

4、顯示屏的原理圖及結(jié)構(gòu)任務(wù)相關(guān)知識(shí)1、LED簡(jiǎn)介L(zhǎng)ED是發(fā)光二極管英文LightEmittingDiode的縮寫(xiě)格式，LED器件種類(lèi)繁多，早期的LED產(chǎn)品是單個(gè)發(fā)光管，隨著數(shù)字化設(shè)備的出現(xiàn)，LED數(shù)碼管和字符管得到了廣泛的應(yīng)用，LED點(diǎn)陣等顯示器件的出現(xiàn)，適應(yīng)了信息化社會(huì)發(fā)展的需要，成為了大眾傳媒的重要工具。LED發(fā)光燈按類(lèi)型可以分為單色發(fā)光燈、雙色發(fā)光燈、三色發(fā)光燈、面發(fā)光燈、閃爍發(fā)光燈、電壓型發(fā)光燈等；按發(fā)光強(qiáng)度可分為普通亮度發(fā)光燈、高亮度發(fā)光燈、超高亮度發(fā)光燈等；LED發(fā)光燈結(jié)構(gòu)如右圖所示，它由芯片3、陽(yáng)極引腳1、陰極引腳2和環(huán)氧樹(shù)脂封裝外殼4四部分組成。它核心部分是具有復(fù)合發(fā)光功能的PN結(jié)，即芯片3。環(huán)氧樹(shù)脂封裝外殼具有保護(hù)芯片的作用，還有透光聚光的能力，以增強(qiáng)顯示效果。任務(wù)相關(guān)知識(shí)2、LED點(diǎn)陣

隨著LED應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)大，要求生產(chǎn)更為直接和方便的LED顯示器件。因而出現(xiàn)了數(shù)碼管、字符管、電平管、LED點(diǎn)陣等多種LED顯示器。不管顯示器的結(jié)構(gòu)怎么變，它的核心部件仍然是發(fā)光半導(dǎo)體芯片。

例如一個(gè)8*8的點(diǎn)陣是由64個(gè)發(fā)光二極管按一個(gè)規(guī)律組成的，如下圖所示。任務(wù)相關(guān)知識(shí)3、顯示原理

人眼的亮度感覺(jué)不會(huì)因光源的消失而立即消失，要有一個(gè)延遲時(shí)間，這就是視覺(jué)的惰性。視覺(jué)惰性可以理解為光線(xiàn)對(duì)人眼視覺(jué)的作用、傳輸、處理等過(guò)程都需要時(shí)間，因而使視覺(jué)具有一定的低通性。實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)外界光源突然消失時(shí)，人眼的亮度感覺(jué)是按指數(shù)規(guī)律逐漸減小的。這樣當(dāng)一個(gè)光源反復(fù)通斷，在通斷頻率較低時(shí)，人眼可以發(fā)現(xiàn)亮度的變化；而通斷頻率增高時(shí)，視覺(jué)就逐漸不能發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的亮度變化了。不致于引起閃爍感覺(jué)的最低反復(fù)通斷頻率稱(chēng)為臨界閃爍頻率。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明臨界閃爍頻率大約為24Hz。因此采用每秒24幅畫(huà)面的電影，在人看起來(lái)就是連續(xù)活動(dòng)的圖象了。同樣的原理，日光燈每秒通斷50次，而人看起來(lái)卻是一直亮的。由于視覺(jué)具有惰性，人們?cè)谟^察高于臨界閃爍頻率的反復(fù)通斷的光線(xiàn)時(shí)，所得到的主觀亮度感受實(shí)際上是客觀亮度的平均值。

視覺(jué)惰性可以說(shuō)是LED顯示屏得以廣泛應(yīng)用的生理基礎(chǔ)。首先，在LED顯示屏中可以利用視覺(jué)惰性，改善驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)，形成了目前廣為采用的掃描驅(qū)動(dòng)方式。掃描驅(qū)動(dòng)方式的優(yōu)點(diǎn)在于LED顯示屏不必對(duì)每個(gè)發(fā)光燈提供單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)電路，而是若干個(gè)發(fā)光燈為一組共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)掃描的方法，使各組發(fā)光燈依次點(diǎn)燃，只要掃描頻率高于臨界閃爍頻率，人眼看起來(lái)各組燈都在發(fā)光。由于LED顯示屏所使用的發(fā)光燈數(shù)量很大，一般在幾千只到幾十萬(wàn)只的范圍，所以節(jié)約驅(qū)動(dòng)電路的效益是十分可觀的。任務(wù)相關(guān)知識(shí)4、顯示屏的原理圖及結(jié)構(gòu)

根據(jù)顯示屏的原理圖結(jié)構(gòu)，分析LED點(diǎn)陣控制器的控制原理。

如顯示10個(gè)漢字，先將這10個(gè)漢字的點(diǎn)陣從字庫(kù)中讀出，放到顯示緩存,如果要實(shí)現(xiàn)左移或者其它的顯示效果則將顯示緩存中的每個(gè)位進(jìn)行移位或者其它處理，然后再調(diào)用掃描顯示函數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)所規(guī)定的效果。

掃描顯示函數(shù)是顯示緩存的內(nèi)容，如果要實(shí)現(xiàn)不同的內(nèi)容，比如說(shuō)圖片、漢字、英文等內(nèi)容，只需要將這些內(nèi)容按掃描顯示函數(shù)對(duì)顯示緩存的協(xié)議要求就可以顯示出來(lái)。由于顯示屏中采用74HC595移位緩存器，所以需要做74HC595的驅(qū)動(dòng)，這個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單，只要將數(shù)據(jù)按位傳輸，一位送一個(gè)時(shí)鐘，送完一行所有的數(shù)據(jù)送一個(gè)鎖存時(shí)鐘，再通過(guò)74HC138選通該行，這樣一直循環(huán)，人眼就會(huì)看到一幅完整的內(nèi)容。對(duì)于顯示屏來(lái)說(shuō)，顯示使能端是比較重要的，主要是因?yàn)樗屯暌恍泻笮枰粋€(gè)消隱的動(dòng)作，所謂的消隱就是讓顯示屏黑屏一段時(shí)間，如果不做該動(dòng)作，則在顯示的過(guò)程中會(huì)有拖影的現(xiàn)象。初步訓(xùn)練1、初步訓(xùn)練

利用8×8點(diǎn)陣顯示數(shù)字0到9的數(shù)字。具體要求為：點(diǎn)陣顯示屏依次顯示0到9十個(gè)數(shù)字初步訓(xùn)練任務(wù)分析：

數(shù)字0－9點(diǎn)陣顯示代碼的形。如右圖所示，假設(shè)顯示數(shù)字“0”。

因此，形成的列代碼為00H，00H，3EH，41H，41H，41H，3EH，00H；只要把這些代碼分別送到相應(yīng)的列線(xiàn)上面，即可實(shí)現(xiàn)“0”的數(shù)字顯示。送顯示代碼過(guò)程為：送第一列線(xiàn)代碼到P3端口，同時(shí)置第一行線(xiàn)為“0”，其它行線(xiàn)為“1”，延時(shí)2ms左右，送第二列線(xiàn)代碼到P3端口，同時(shí)置第二行線(xiàn)為“0”，其它行線(xiàn)為“1”，延時(shí)2ms左右，如此下去，直到送完最后一列代碼，又從頭開(kāi)始送?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛癯醪接?xùn)練操作步驟1、利用導(dǎo)線(xiàn)按表格中的對(duì)應(yīng)關(guān)系將點(diǎn)陣LED和單片機(jī)連接起來(lái)2、運(yùn)行KeilC51軟件，新建一個(gè)工程文件（如LED），新建一個(gè)工程文件LED.ASM3、輸入并編輯LED.ASM文件，并且編譯生成HEX文件。4、用編程器將生成的HEX文件燒寫(xiě)到單片機(jī)中，或用仿真器來(lái)執(zhí)行程序，將程序下載到仿真器中。5、運(yùn)行實(shí)驗(yàn)程序，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，點(diǎn)陣顯示數(shù)字0-9。6、完成實(shí)訓(xùn)操作，關(guān)閉電源，拆除接線(xiàn)，整理歸位。7、完成任務(wù)工單中相關(guān)題目。初步訓(xùn)練參考程序TCOUNT EQU 30H R_CNT EQU 31H NUMB EQU 32H ORG 0000H LJMP START ORG 000BH LJMP INT_T0START: MOV TCOUNT,#00H MOV R_CNT,#00H MOV NUMB,#00H MOV TMOD,#01H MOV TH0,#(65536-4000)/256 ;定時(shí)4毫秒 MOV TL0,#(65536-4000)MOD256 SETB TR0 MOV IE,#82H SJMP $

INT_T0: MOV TH0,#(65536-1000)/256 MOV TL0,#(65536-1000)MOD256 MOV DPTR,#TAB ;選中某列 MOV A,R_CNT;rcnt為列計(jì)數(shù)器

MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A MOV DPTR,#NUB ;取此列的代碼， MOV A,NUMB ;numb為要顯示得數(shù)據(jù) MOV B,#8 MUL AB ;確定在行碼得,IxN+J ADD A,R_CNT;確定在第幾行第幾列 MOVC A,@A+DPTR CPL A MOV P0,A ;輸出行碼 INC R_CNT MOV A,R_CNT CJNE A,#8,NEXT MOV R_CNT,#00HNEXT: INC TCOUNT ;顯示延時(shí)每個(gè)數(shù)字顯示1秒

初步訓(xùn)練

MOV A,TCOUNT CJNE A,#250,NEX ; MOV TCOUNT,#00H INC NUMB ;numb為要顯示得數(shù)據(jù) MOV A,NUMB CJNE A,#10,NEX ;0到9循環(huán)顯示 MOV NUMB,#00HNEX: RETITAB: DB0FEH,0FDH,0FBH,0F7H,0EFH,0DFH,0BFH,7FHNUB: DB00H,00H,3EH,41H,41H,41H,3EH,00H DB00H,00H,00H,00H,21H,7FH,01H,00H DB00H,00H,27H,45H,45H,45H,39H,00H DB00H,00H,22H,49H,49H,49H,36H,00H DB00H,00H,0CH,14H,24H,7FH,04H,00H DB00H,00H,72H,51H,51H,51H,4EH,00H DB00H,00H,3EH,49H,49H,49H,26H,00H DB00H,00H,40H,40H,40H,4FH,70H,00H DB00H,00H,36H,49H,49H,49H,36H,00H DB00H,00H,32H,49H,49H,49H,3EH,00H END 強(qiáng)化訓(xùn)練強(qiáng)化訓(xùn)練采用4塊8×8LED合并而成一個(gè)16×16顯示屏，讓其顯示漢字“我”。任務(wù)分析：

為了方便調(diào)試可以把4塊8*8組成的16*16的點(diǎn)陣屏的行信號(hào)掃描輸出管腳和列信號(hào)顯