16X16点阵显示广告牌设计 说明

16X16点阵显示广告牌设计 说明（精选4篇）

篇1：16X16点阵显示广告牌设计 说明

16X16点阵显示广告牌

电路说明：

J1

为5V电源输入

S2 电源开关

D1 电源指示灯

R1 指示灯限流电阻

U3 单片机AT89S52

U1 U2 驱动列扫描74HC595 串入并出。C1 R10 单片机上电复位，S1

手动复位。

Y1 C2 C3 为单片机提供时钟

R2……R9 R27…….R34

为点阵的限流电阻（为了更亮些 本设计使用2K电阻）。

R11…..R26

三极管基极电阻

Q1------Q16 S8550点阵驱动三极管

A1…..A4

8*8点阵

组成16*16点阵屏。

注：PROTEUS仿真图为了仿真方便没加驱动三极管及电阻（不影响仿真效果）

芯片资料：

AT89S52脚位：

AT89C51脚位：

74HC595脚位：

8*8点阵脚位：

USB母头：

答辩常见问题：

单片机正常工作的三个条件：

１．５Ｖ供电 ２．复位电路

３．时钟脉冲（即晶振）

单片机的29 30脚为何空着：

29脚PSEN是连接 外部ROM时选通信号。

30脚 当访问外部存储器时，ALE作为锁存扩展地址的低8位字节的控制信号。当访问外部数据存储器时，ALE以十二分之一振荡频率输出正脉冲，同时这个引脚也是EPROM编程时的编程脉冲输入端。故此用不上。

单片机３１脚为何要接高电平：

31脚为内部程序存储器和外部程序存储器选择端。当31脚(EA /Vpp)为高电平时，访问内部程序存储器，当 31脚(EA/Vpp)为低电平时，则访问外部程序存储器。

此点阵为何要用两片74HC595，一片可以吗：

不可以，74HC595是串入8并出，一片只能驱动八列。

可以用其它的芯片代换74HC595吗：

可以的，74HC138可以，它是三----八译码器。74HC154也可以，它是四-----十六译码器。

如何使点阵更亮些：

１．修改限流电阻（阻值越小点阵越亮）。２．在每列加三极管驱动。

此点阵为什么有拖影：

是的，一般拖影有三种可能，一是：CPU处理速度太慢，即时钟频率低。二是：字移动的速度太快（人眼的视觉暂留引起）。三是：与点阵屏有关（本点阵屏采用的是可见发光芯，由于是可见发光芯，当他熄灭瞬间我们可以见到发光芯慢慢熄灭，此种屏的好处就是比不可见发光芯的点阵屏要亮些）。

此点阵在不修改硬件的情况下可往上或下移动吗：

不可以，要其向上或向下移动，需要加其他锁存信号的芯片。

此电路具有断电记忆吗？

没有，需要加24CXX存储器。24CXX是一种EEPROM，即一种存储器，（24C01、24C02、24C04、24C08、24C16等）这种存储器的特性是掉电保存，并且可以重复擦写。

此16*16点阵可扩展更大的点阵吗：

可以的，可扩展16*24 16*32等等，列驱动可用74HC595来完成，因为此芯片占用单片机的I/O更少些。也可扩展24*24

24*32等等。行 列同样可以用74HC595来驱动实现。

单片机AT89C51与 AT89C52区别：

他们是互相兼容的，引脚排列一样可以相互替换，存储空间不一样AT89C51是4KB的，AT89C52是8KB的 程序可以大点

还有就是52多个定时器T 2

单片机AT89S52与 AT89C52兼容吗？

完全兼容，AT89S52多了在线下载功能，更方便（最大的区别就是C52需要把芯片从线路板上抠下来放到编程器上烧写程序，之后再放回去，极不方便。S52就不用，可以在线路板上下载程序即支持ISP下载，非常方便。AT89C52已经停产了，市面上不多见了。）

单片机AT89S52与 AT89C52对比：

AT89C52有40个引脚，32个外部双向输入/输出（I/O）端口，同时内含2个外中断口，3个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，2个读写口线，AT89C52可以按照常规方法进行编程，也可以在线编程。其将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复擦写的 Flash存储器可有效地降低开发成本。

AT89S52是一个低功耗，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k Bytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51指令系统及80C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89S52可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。

AT89S52具有如下特点：40个引脚，8k Bytes Flash片内程序存储器，256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，看门狗（WDT）电路，片内时钟振荡器。

亲，答辩之前首先要对电路熟悉。以上是帮助亲，熟悉电路。亲，还可以多找些相关资料，以便顺利通过答辩。

如 亲，还有疑问，请咨询我们。QQ：905653785

篇2：16X16点阵显示广告牌设计 说明

八十年代以来出现了组合型LED点阵显示器模块，以发光二极管为像素，它用高亮度发光二极管芯阵列组合后，环氧树脂和塑模封装而成。这种一体化封装的点阵LED模块，具有高亮度、引脚少、视角大、寿命长、耐湿、耐冷热、耐腐蚀等特点。LED点阵规模常见的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。

根据像素颜色的数目可分为单色、双基色、三基色等。像素颜色不同，所显示的文字、图象等内容的颜色也不同。单色点阵只能显示固定色彩如红、绿、黄等单色，双基色和三基色点阵显示内容的颜色由像素内不同颜色发光二极管点亮组合方式决定，如红绿都亮时可显示黄色，如果按照脉冲方式控制二极管的点亮时间，则可实现256或更高级灰度显示，即可实现真彩色显示。

图2.1示出最常见的8×8单色LED点阵显示器的内部电路结构和外型规格，其它型号点阵的结构与引脚可试验获得。

图2.1 8×8单色LED模块内部电路

LED点阵显示器单块使用时，既可代替数码管显示数字，也可显示各种中西文字及符号．如5x7点阵显示器用于显示西文字母．5×8点阵显示器用于显示中西文，8x8点阵可以用于显示简单的中文文字，也可用于简单图形显示。用多块点阵显示器组合则可构成大屏幕显示器，但这类实用装置常通过PC机或单片机控制驱动。2.2 LED 动态显示原理

LED点阵显示系统中各模块的显示方式： 有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各种图形或文字信息。点阵式LED汉字广告屏绝大部分是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于24帧/秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中，因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发光单元的信号线数量，因此在LED显示技术中被广泛使用。

以8×8点阵模块为例，说明一下其使用方法及控制过程。图2.1中，红色水平线Y0、Y1……Y7叫做行线，接内部发光二极管的阳极，每一行8个LED的阳极都接在本行的行线上。相邻两行线间绝缘。同样，蓝色竖直线X0、X1……X7叫做列线，接内部每列8个LED的阴极，相邻两列线间绝缘。

在这种形式的LED点阵模块中，若在某行线上施加高电平（用“1”表示），在某列线上施加低电平（用“0”表示）。则行线和列线的交叉点处的LED就会有电流流过而发光。比如，Y7为1，X0为0,则右下角的LED点亮。再如Y0为1，X0到X7均为0，则最上面一行8个LED全点亮。

现描述一下用动态扫描显示的方式，显示字符“B”的过程。其过程如图2.2

图2.2 用动态扫描显示字符“B”的过程

2.3 LED常见的控制方式

目前常见的是并行传输方式（见附录1.1），通过8位锁存器将8位总线上的列数据进行锁存显示，各8位锁存器的片选信号由译码器提供。此种方式的优点是传输速度快，对微控制器（MCU）的通信速度要求较低。但是这种方案最大的缺点是不便于随意扩展显示单元的数目。每增加一个16×16点阵的全角汉字显示单元，就需要在之前的电路上多增加两根地址线，这就要求在PCB布线的时候要留有充足的地址线冗余量。再一个缺点是，每个单元的PCB随着安放位置的不同，布线结构也不相同，不利于厂家批量生产。并行传输需要的芯片较多，因此市场上已经出现用FPGA,CPLD等高密度可编程逻辑器件（PLD）来取代传统锁存器IC的方案。成本有所下降，但可扩展性仍旧较差。因此，并行传输方式适用于显示单元数目确定的条屏。

随着广告屏显示内容的多媒体化，对控制器传输速度，运算能力的要求越来越高。因此控制器的种类也在不断发展以适应要求，从最初的8051单片机，到PIC单片机，又到FPGA，直到现在的ARM处理器。不同功能档次的广告屏对应着不同的处理器。

一．以传统8051单片机为控制器的LED显示屏。因受到单片机运算速度及通信速率的限制，LED动态显示的刷新率不可能做得太高。对显示效果和移动算法的处理也比较吃力，在实际显示效果上有比较明显的闪烁感。除此之外，传统8051单片机的内部资源贫乏，仅128字节的数据存储器，几K字节的程序存储器，无E2PROM，SPI。这就需要对单片机扩展外设，无疑增加了硬件成本。因此，8051控制的条屏只能用于显示内容及其简单，不需要经常更改显示内容的场合。

二．以PIC单片机为控制器的LED显示屏。因PIC单片机是RISC架构的工业专用单片机，处理指令的速度有所增加，抗干扰能力优秀，型号种类繁多。作为条屏的控制器，可以明显的改善显示效果，同时PIC单片机内部的资源较丰富，可节省外部电路设计难度，同时降低了硬件成本。因此，以PIC单片机为控制器的条屏目前仍是单色条屏市场的主流。

三．以FPGA（复杂可编程逻辑门阵列）为控制器的LED显示屏。FPGA以高速、并行著称。是近年来新兴的可编程逻辑器件。用他作为LED显示屏的控制器，能够高速的处理色阶PWM信号、高速的完成动态扫描逻辑、高速的完成字符移动算法。因此被运用于双基色、三基色的显示系统。但是其成本较高，开发难度较大。

篇3：汉字点阵显示设计

一、结构分析

亚龙汉字显示屏为32×16点阵屏。一个屏最多能显示2个16×16汉字, 它的结构原理如下, 分水平2×8=16行, 垂直4×8=32列, 每个汉字占2×8行2×8列。用六个数据锁存器74HC573进行2×8行4×8列数据锁存。在行数据中加入2个ULN2803进行驱动。因此, 要使某行中某点点亮, 必须行数据为“1”, 列数据为“1”。显示时, 必须采用动态扫描方式。分16行逐行进行扫描。

二、编程思路

为了防止汉字显示与其它程序之间产生相互干扰, 程序处理时思路如下:

采用定时器进行汉字显示, 每隔1MS时间送入4×8列列数据并选通1行进行显示。

若对显示的汉字编码制表为code tabd[], 则32个数据为一个汉字, 若i为行号, 显示时从第一个汉字开始, 则4×8列数据分别为tabd[2*i];

若要从第N个汉字开始显示, 则4×8列数据分别为tabd[2*i+32N];tabd[2*i+1+32N];tabd[2*i+32+32N];tabd[2*i+33+32N];当然N=0时, 为第一个汉字开始显示。因此在主程序中可根据实际情况进行改变N值, 从而实现不同汉字的显示。如果code tabd[]中存入“电子制作”四个汉字共128个8位数据, 则令N=0, 则显示“电子”, 若令N=2, 则显示“制作”。

每一次送行数据与列数据时, 为了防止显示错乱, 必须进行一次屏消隐。即关闭显示再改变行列数据。

三、实例编程

本程序经PROTEUS模拟验证通过, 但未加ULN2803, 请注意!数据取反了。 (仿真图如图2所示) code tabd[]中请自行加入横向取模数据。

1. 主程序

下面对主程序语句详细说明:

(1) 头文件包含。对单片机特殊功能寄存器进行设置。

(2) 宏定义dzdat。对P1口进行别名定义, 操作P1可以用别名dzdat代替;宏定义COL1, COL2, COL3, COL4, ROW1, ROW2。同上理, 对P2口的某些位进行别名定义。这样做的目的是为了便于以后程序的阅读、调试与移植。

(3) 定义无符号字符变量N和i。N用于指示显示时从第N号开始两个字显示。i用于改变显示时的行号。

(4) 定义显示汉字的码表。如“电”字:显示时效果与对应的码如图3所示。

电子制作码表为:

(5) 定义显示汉字的行码表。

(6) 初始化子程序段。完成初始屏消隐, 定时器模式、初值设置, 开中断, 开定时器。

(7) 延时子程序段。可根据设置的变量值进行延时。

(8) 主程序进入后首先进行初始化程序操作。

(9) 进入循环操作体, 进行无限循环。

(10) 无限循环体中延时一段时间改变N值, 当N=0时, 显示“电子”, 当N=2时, 显示“制作”。N不允许为其它数值。

2. 定时器中断程序

下面对定时器中断程序语句详细说明

(1) 置初值。若晶振为12MHZ, 则定时为1MS, 每1MS进入中断程序一次, 进行一行的显示及行号i的修改。

(2) 判断为前8行时, 顺序运行 (3) ~ (8) 的程序。

(9) 判断为后8行时, 顺序运行 (10) ~ (15) 的程序。

(3) 、 (10) 屏消隐。把16行的点阵全部关闭。

(4) 、 (11) 送行选通信号。根据i值, 查出行码, 通过P1送入74HC573数据口, 然后选通前8行的74HC573或者后8行的74HC573, 并且锁存进来。

(5) 、 (12) 送第1×8列数据。根据N, i值, 查出第N号字第1×8列码, 通过P1送入74HC573数据口, 然后选通第1×8列的74HC573, 并且锁存进来。此时第i行第1×8列点亮。

(6) 、 (13) 送第2×8列数据。根据N, i值, 查出第N号字第2×8列码, 通过P1送入74HC573数据口, 然后选通第2×8列的74HC573, 并且锁存进来。此时第i行第2×8列点亮。

(7) 、 (14) 送第3×8列数据。根据N, i值, 查出第N+1号字第1×8列码, 通过P1送入74HC573数据口, 然后选通第3×8列的74HC573, 并且锁存进来。此时第i行第3×8列点亮。

(8) 、 (15) 送第4×8列数据。根据N, i值, 查出第N+1号字第2×8列码, 通过P1送入74HC573数据口, 然后选通第4×8列的74HC573, 并且锁存进来。此时第i行第4×8列点亮。

(16) 每进入一次中断, 则对行号i进行自加1。

(17) 判断当行号i等于16时, 让行号i归0, 让行号在 (0~15) 共16行运行。

3. 仿真效果

篇4：16X16点阵显示广告牌设计 说明

【关键词】红外接收管 LED显示屏 单片机

当前，大部分的手写板都是通过上位机直接与PC机相连，然后将手写板上的数据显示在PC机上，这种方法虽然简单但是受环境和设备的影响较大，而且无法在室外等环境下进行大规模的应用。而本次设计却有着显而易见的优势，LED对环境的要求较低，可以在室内室外均可使用，而且大小容易掌握。并且LED价格低廉容易实现大规模的应用。

一、方案设计

基于单片机的LED点阵数据输入器主要工作原理是在单片机的控制下，红外接收矩阵工作在循环扫描的状态下；当光笔触及红外接收矩阵模块时，红外接收矩阵感应到相应位置的红外接收管处于工作状态，将产生的电平信号输入到单片机中，单片机产生相应的终端，然后将写下来的数据传输至LED显示屏中。其次，可以根據按键选择不同的工作模式，书写、擦除、多次书写等。

二、硬件设计

（一）红外接收板电路设计

本设计中的单片机采用89C51或其兼容系列的芯片，整个矩阵由16*16共256个红外接收管组成，单片机使用24MHz左右频率，以使整个矩阵工作可以进行快速的循环扫描。单片机的串口与列驱动器相连，用来送显示数据。P1端的低4位与行驱动器相连，送出选择行的信号；P1.5～P1.7口则用来发送控制信号。P0和P2口暂时不用，在有必要时可以扩展系统的ROM和RAM。

（二）红外手写笔设计

红外手写笔的设计对光笔的要求比较高，必须避开外界光的影响，尤其的太阳光。同时还要求能完成LED微弱广度的识别。在这里我们选择受外界光线干扰较小的光敏二极管。其工作原理为：光敏二极管通过对点阵屏的闪烁频率进行检测，光敏二极管只要检测到闪烁，便会产生一个脉冲信号，该脉冲信号通过—个微分电路提取出来，再用窗口比较器完成信号的放大，主要采用调节电位器完成放大电路的基准电压的调节，使输出的电压值为+12V或-12V，最后使用一个NPN型三极管来完成该信号的降压取反，最终得出的电压数值必须符合单片机采样的要求（图中二极管D5的功能是防止三极管软击穿），将其作为一个输入单片机的信号。

（三）红外接收矩阵电路设计

通过单片机P1口低6位输出信号，经过3/8线译码器74LS138译码后生成16条输出信号线，由驱动器完成对应行线的驱动。每一条行线要带动16列的红外接收管完成探测，每一红外接收管器件的电流量为20mA，如果16个红外接收管同时进行工作，所需要的电流量为320mA，选用的驱动管为三极管8550便可满足其需求。

集成电路74HC595是列驱动电路的主要构成部分，它由一个输出锁存器和一个移位寄存器组成，它们之间相互独立完成工作，工作过程中可实现数据的重叠，在进行下一行数据传输的同时并不影响本列数据的显示。

（四）数据存储器的设计

本设计采用片外直接存储器RAM与单片机互相交换数据，主要是通过控制地址锁存器的方式来进行的。我们一般要求小的LED显示屏幕可显示几个到几十个汉字，我们按一个汉字的大小需要32字节的空间来计算，32KB的RAM可存储大约900个汉字，而一般我们所所使用的RAM62256一片的容量也恰好是32KB，所以从理论上讲62256基本满足我们的设计需要。

（五）通讯电路设计

在本设计中我们使用串口进行通讯。从理论上讲，计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。但是由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低，简单易于实现的功能所以在本次设计中我们采用串口的方式进行通讯。

在串行通讯时，双方必须使用统一标准的借口，使不同的设备可以方便地连接起来进行通讯。RS-232接口是目前最常用的一种串行通讯接口。

（六）电源电路设计

本次电源的设计不但为本次设计提供电源，还考虑到以后经常使用不同电源的电压，因此设计出了正负12V，正负9V以及正负5V多种电压。

三、软件设计

红外接收矩阵的程序的主要原理主要通过快速不间断地扫描判断出光电笔所点的位置。大致过程为首先选择行，进行扫描检测电平是否变化，若变化单片机产生一个中断，并向下继续扫描，若无变化则不产生中断继续扫描。当扫描过一行之后行数加1，继续扫描，以此类推当所有的行数都扫描之后复位至第一行重新开始扫描。

对于51单片机来讲，实现串口通信的最佳方法就是利用中断。串口通信的大致流程可以总结为：初始化串口：1.选择串口号，串口参数等；2.打开串口；3.发送/接受数据；4.关闭串口。通信线上传输了一个字节到单片机串口上，硬件自动将其接收并存储在SBUF里，此时会产生一个中断（串口接收中断），单片机的相应中断使能（ES，EA）打开的时候，就可以进入中断，方便处理通讯。关闭中断时，仍可以使用查询的方式进行通讯处理。

手写板数据存储程序利用两个指针完成数据的交换，但是实际上80C51并没有两个相互独立的地址指针，但是通过修改特殊功能寄存器OA2H中的数据（0或者1）使一个地址指针指向两个不同的16位地址，就像操作两个地址指针一样。同样在进行存储数据的时候要对相应的端口进行初始化，否则将会出现数据上的错误。

四、结论

通常LED点阵屏的显示数据都是由PC机完成数据输入，然后传送到LED显示屏。本设计是区别于一般的手写板，解决了一般手写板只能为电脑输入数据的问题，而LED显示屏其本身基于有着很强广泛的应用，这使得手写板在应用上更加广泛，因此我们可以看出，本设计有着很广阔的应用场景。

参考文献：

[1] 杨代勇，何让平，黄亚玲，魏超，陈炳权. 基于FPGA+MCU的大型LED显示屏系统设计[J]. 吉首大学学报（自然科学版）. 2011（04）