LED16x16点阵课程设计报告 (3)

天津理工大学中环信息学院--电子系

1.2.4 16*16点阵行、列驱动

为实现16*16点阵移动显示功能，在显示时采用逐列扫描、2*8数据行输入方式进行显示，列驱动采用两个74HC138级联为4译16译码器，并用P1.0~P1.3进行完成译码，实现逐列扫描，行数据输入采用两个74HC373数据锁存器实现16位异步输出，仿真原理图如下：

图1-5 行驱动

图1-6 列驱动

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1.2.5 16*16点阵制作

设计时必须掌握点阵工作原理方能进行更深层设计。16x16LED点阵其实就是4块8x8点阵LED级联而成的，因此特给出 8×8 点阵LED的工作原理。图（1）为8×8点阵LED外观及引脚图，其等效电路如图（2）所示，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。例如如果想使左上角LED点亮，则Y0=1，X0=0即可。应用时限流电阻可以放在X轴或Y轴。而16x16就是在8x8原理的基础上将四块8x8级联而成，如图：

图1-7 8×8点阵LED外观及引脚图

图1-8 8×8点阵LED等效电路

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图1-9（a）

四块8x8点阵LED级联 16*16连接示意图

图1-9（b） 四块8x8点阵LED级联成16x16点阵 LED点阵的显示文字图形原理：

LED驱动显示采用动态扫描方法，动态扫描方式是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行的同名列共用一套列驱动器。以16×16点阵为例，把所有同一行的发光管的阴极连在一起，把所有同一列的发光管的阳极连在一起（共阴的接法），先送出对应第1列发光管亮灭的数据并锁存，然后选通第1列使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第2列的数据并锁存，然后选通第2列使其燃亮相同的时间，然后熄灭；….第16列之后，又重新燃亮第1列，反复轮回。当这样轮回的速度足够快（每秒24次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能看到显示屏上稳定的图形。该方法能驱动较多的LED，控制方式较灵活，而且节省单片机的资源。

显示数据可通过单片机的P0,,P2口接驱动电路传输到点阵行引脚。 点阵的移动

以下以16×16点阵为例介绍点阵的移动。要显示一个字符，该字符的点阵数据可以列向（纵向）16点组字，又可以行向（横向）16点组字。无论哪一种组字方法，都既可以显示字符的水平方向的移动，又可以显示竖直方向的移动。本设计主要采用汉字的左移，所以以下只作左移显示的解释

列扫描方式左移动：列向组字显示字符水平方向的移动（左滚动）

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延长数组法。将原来字符点阵数组的16个数据重复一遍延长，点阵数组的数据个数为32个。每扫描一帧取8个数据显示，下一帧取数要在数组中后移一个数取数。循环一遍扫16帧。可以假想有两块16×16的点阵模块（共32帧）水平平行排列，用一个恰好能罩住16列点阵的中空方框去罩这个点阵，第1（第1帧）罩住最左边数起第一列开始的16列，就扫描显示这16列；第2次（第2帧）使方框右移一列，罩住做左边数起第2列开始的16列，就扫描显示这16列；······；这样每扫描完一帧使方框右移一列，最后第16次（第16帧）时，罩住左边数起的第16列开始的16列，就扫描显示这16列。如此完成16帧画面的扫描显示，也就完成了整个一次移动循环扫描、之后反复循环，即可呈现显示字符沿水平向左移动的图像

因为是列向组字（列扫描方式，点阵数据为行码，上边为低位下面为高位），希望显示移动的一个字符，第1次扫描从行码的点阵数组中取第1~16个数据，送行码输出口，对应于这8个数据，同时用列码输出口输出列码，分别控制第1~16列。扫描完前16个数据之后，第2次扫描从点阵数组中取第3~18个数据（第18个数据与第1个数据同），送行码输出口，对应于这16个数据，同时用列码输出口输出列码，仍分别控制扫第1~16列。第3次扫描从点阵数组中取第5~20个数据（第20个数据码与第2个数据码相同）扫描······；如此实现字符向左移动。

以上完成一个图形移动的方法，也可以看成是移动16个不同的字形。如图2.13所示，首先扫描第一个字型，同样是16行，16次扫描，16次显示；完成一个字型的扫描以后，再扫描第二个字型；完成第二个字型的扫描之后，再扫描第三个字型······依此类推，即可产生该文字的左移的感觉。

1.3 软件设计

1.3.1 静态显示流程

静止显示是所有显示方式中最简单的一种。单片机上电复位，先调用显示程序，在发送点阵数据给单片机时，根据已经制作好的显示屏的结构特征，即一屏能显示 1 个汉字，显示时是将按组顺序存储的点阵数据，按列扫描依次取出，逐列亮 LED 。在一屏汉字显示完毕后，循环显示一段时间后，字符数据地址偏移32 个字节，接着显示下一屏数据，其流程图如图所示。

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开始 调显示子程序列扫描显示第二个字符 调显示子程序列扫描显示一个字符 I/O口定义，中断设置及初始化 结束 图1-10 静态显示流程图 1.3.2 动态显示流程

先调用显示程序，显示“培养”一个字符，显示之后马上熄灭，接着调用延时程序，延时约 1 秒钟，然后以左移的方式显示事先写在芯片里的2个字节，等到全都显示完毕，转向while死循环，又从显示“培养”开始一个新的周期。程序流程图如图4-1 所示

是

否

将显示字符数据首地址继续加2 结束 扫描完成 调用显示程序从要显示字符数据首地址列扫描显示16列点阵 图1-11 动态显示流程图

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