浅析基于单片机的电子显示屏控制

【摘要】本文主要介绍了基于单片机的电子显示屏的控制系统，首先从系统框架入手，介绍了系统中的接口电路等主要信息转化电路，然后对于电子显示屏的显示原理进行介绍，最后根据单片机控制电子显示屏的流程设计出程序控制流程，进而完成原始数据源在电子显示屏的显示控制。

【关键词】单片机；电子显示屏控制；数据译码；显示原理

1 概述

随着信息技术的不断提高，当前的信息显示系统已经从功能单一、设备简单、操作封闭辅复杂的传统手工控制盒控制发展成了集自动化、网络化、多功能化的多媒体智能显示系统，终端显示设备LED电子显示屏以其无污染、寿命长、耐压耐震等优越的物理特性以及显示内容易改、显示内容丰富等优秀的内在特点，在学校、商场、公共场合等各个领域中得到广泛应用，为各个行业的行图文显示、广告宣传、信息等工作起到了很长重大的作用。LED电子显示屏的控制是以单片机核心来控制电子显示屏的亮灭以及显示的内容，所以深入学习和研究LED电子显示屏的工作基本原理和单片机的控制方法，对于提升单片机控制技能，来设计和实现LED电子显示屏的控制系统具有非常重大的现实意义。

2 单片机控制电子显示屏工作

LED电子显示屏是由多个发光二级管点阵构成的显示模块，通过显示屏内特定二极管的亮灭来组合成人类眼睛能够识别的具有特定意义的信息。在LED电子显示屏的控制过程中，我们只需要通过单片机输送特定的控制信号来使特定的LED二极管亮或者灭，即可完成显示屏的控制工作。但是，由于电子显示屏幕的二极管点阵构成比较复杂，在控制系统的设计过程中，需要学习LED电子显示屏提供的数据输入输出API，通过运行相应的程序或者电路，来对原始信息进行转换获取相应显示信息对应的二进制（十六进制）数据信息。

2.1单片机控制电子显示屏的系统框架

基于单片机的电子显示屏控制系统的设计，首先要以单片机为核心，来控制电子显示屏幕内二极管的亮灭。由于显示屏幕的二极管较多，且组合方式复杂，在单片机对于电子显示屏的控制框架中需要添加相应的接口电路来对单片机的信息控制字进行译码，然后输送到电子显示屏幕中来控制内部二极管的亮灭。如图1所示，为单片机控制电子显示屏系统的基本框架图。

图1 单片机控制电子显示屏系统基本框架结构图如图1.所示，单片机控制电子显示屏系统的基本核心为单片机，通过获取外部信息源来对显示屏幕进行信息显示。一般的，单片机获取的信息源为具有实际意义的信息，也就是人们想通过单片机控制的电子显示屏系统进行展示的信息。当单片机获取该信息时，即可通过单片机串口传送至接口电路，对原始信息进行译码，来得到相应的二进制信号控制数据。图中的驱动电路为驱动电子显示屏幕的驱动电路，可以保证电子显示屏幕正常工作。

2.2电子显示屏显示原理

LED电子显示屏是由多个二极管点阵构成，以16x16电子显示屏为例，表示该电子显示屏的显示屏幕是由16行16列的二极管点阵构成。一般的电子显示屏的信息显示方式有两种，水平方向扫描和竖直方向扫描。水平方向扫描又称为X方向扫描，即对于电子显示屏而言，当获取二进制控制数据后（一般一次获取一个8位或者16为的二进制数），是以水平方向对电子显示屏幕进行二极管行的亮灭控制；对应的，竖直方向扫描（Y方向扫描）是以二进制数据对竖直方向的二极管列进行亮灭控制。如果每次获取16位二进制控制字，那么循环16次即可完成对整个显示屏幕的信息显示。

2.3电子显示屏控制流程

针对电子显示屏的控制流程是在编写程序代码时根据电子显示屏实际的控制流程而设计的程序控制流程，来控制16x16LED电子显示屏循环显示七个汉字。假定汉字变更间隔时间为1s，如下为基于单片机的电子显示屏控制流程：

（1）系统初始化（包括单片机计数/定时器的工作方式、定时初始值、串口通信端口工作模式设定、电子显示屏工作模式设定等）；

（2）初始化数组（将显示信息的汉字作为字符串类型赋值给一个数组）；

（3）初始化数组标示i=0；

（4）通过串口通信传输数组内部第i%6个数值；

（5）数值标示i自加1；

（6）计数/定时器计时1s；

（7）跳至地4步。

根据上述设计的程序流程，即可完成七个汉字的循环显示，值得说明的是，串口通信的数据传输工作是单片机内部自动完成的，当单片机将数据传送至串口通信端口后，就会根据单片机内部时序将显示数据逐步发送至接口电路。同时，电子显示屏在得到显示数据后，对于电子显示屏的二极管点阵扫描也同样是电子显示屏内部系统完成的，只需获取单片机发送的显示信息后即可完成数据显示工作。

3 总结

基于单片机的电子显示屏控制，主要是通过单片机为控制核心为电子显示屏传送显示数据，进而完成原始数据源的展示宣传工作。特别的，该系统关于信息译码、二极管驱动亮灭等工作，都是交给特定的接口电路以及电子显示屏本身来完成的，这样的好处是不仅简化了单片机电路的复杂程度，降低了程序设计的难度，同时减少了单片机自身的性能消耗，使单片机能够充分地完成其他控制工作，进而完成对电子显示屏的显示控制工作。

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