LED点阵书写显示屏

[摘 要]led点阵显示屏是八十年代后期在全球迅速发展起来的新型信息显示媒体，它利用发光二极管点阵模块单元组成的平面式显示屏幕。由于电子显示屏制作简单，安装方便而被广泛应用于各种公共场合，如广告牌、公告屏、舞台背景等等。LED显示屏的功能实用性，以至于关于它的控制系统也如雨后春笋，层出不穷。由于其控制系统均是基于嵌入式处理器开发，所以单片机在其中也占有一席之地。

LED点阵显示屏的构成型式有多重，其中典型的有两种。一种把所需展示的广告信息烧写固化到EPROM芯片内，能进行固定内容的多幅汉字显示，称为单显示型;另一种在机内设置了字库、程序库，具有程序编制能力，能进行内容可变得多幅h字显示，称为可编程序型。

用点阵方式构成图形或文字十分灵活，可以根据需要任意组合和变化，只要设计好合适的数据文件，就可以得到满意的显示效果。因而采用点阵式图文显示屏显示经常需要变化的信息是十分有效的。最简单的显示模式是静态显示。与静态显示模式相对应的就是各种动态显示模式，其显示效果是图文在屏幕内运动。

LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的有点分不开的。这些有点概括起来是：亮度高、工作电压低、功耗小、寿命长、耐冲击和性能稳定。

[关键词]单片机 LED点阵 光电三极管

中图分类号：TN873 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）28-0150-01

1.设计方案的比较和选择

1.1 点阵模块的选择

方案一：采用小型号的S241128K8X8点阵来组合成16*16书写显示屏

方案二：采用CILE-HL 2088A＼B8X8点阵来组合成16*16书写显示屏

方案一组成的点阵显示屏较小，而方案二的点阵显示屏相对方案一较大，为了避免光电笔在执行操作的过程中的出现误差，因而采用了方案二。

1.2 点阵驱动模块选择

方案一：采用并行方式来驱动行列

方案二：采用串行方式驱动行列。

1.3 光电笔的选择

方案一：采用光敏三极管作为感光器件。

方案二：采用光敏二极管作为感光器件。

光电二极管不能对光电转换的信号进行放大，而光电三极管可以对光电转换的信号进行放大，综合光笔整个电路选择故采用方案一。

1.4 控制系统的论证与选择

方案一：采用AT89C52作为控制系统。

方案二：采用STC12C5A60S2作为控制系统。

由于整个显示屏在扫描的过程中速度很大，51系列的单片机满足不了所需要求，故采用方案二STC系列单片机作为控制系统的控制。

2.系统硬件设计

系统总体设计方案系统总体框图如下图所示。光笔把接受到的光转变成电信号从而发送方给单片机进行处理，由键盘切换控制其各种执行模式从而把信号送到点阵显示屏上显示，用led显示屏的光点来显示光笔接触到的点的坐标（见图1）。

3.系统软件设计

主控制芯片采用stc89c52，控制程序使用c语言进行编程，控制程序流程图如下图2所示

4.测试方法及结果分析

4.1 测试仪器：

示波器、万用表

4.2 测试方法

在光笔电路调试的过程中，先用万用表测其在有光条件下的光电笔的阻值，再测量其在无光条件下的其阻值，看看其两者的变化并进行分析比较，对所出现的问题进行错误排查并改善。

4.3 测试结果

通过有光时和无光时的阻值比较可见光电三极管在有光的情况下阻值小无光时阻值大。

5.应用前景

随着LED显示屏的广泛应用，对LED显示屏又提出了更高的要求――小间距LED屏。高密度小间距LED显示屏是行业新兴的重要市场。室外显示和室内显示因其应用环境不同，对显示屏的要求有较大差别，其中分辨率，也即像素点间距就是一个重要因素。对于LED显示屏来讲，每一个自发光的封装器件――灯珠，就是一个像素点，因此两个灯珠之间的距离决定了LED显示屏在单位面积下的分辨率。由于室外空间较大，受众的观看距离一般较远，而人的肉眼有一定分辨极限，因此在远距离观看时，即使LED显示屏的点间距较远，也能够满足要求。而由于室内空间有限，观看距离一般要小于室外，因此需要点间距更小的显示屏才能够满足用户对分辨率的要求，否则将影响观看效果。小间距LED可以被应用在室内，分辨率得到了大幅提升。结合本设计的特点，能将室内灯光效果更好的美化家园。

6.心得与体会

通过组内小组成员互相讨论，查阅资料课题的设计和实施及老师指点加强了我们对所学单片机知识的了解及应用，以及keil软件的了解，74HC138译码器，74HC5950滤波器等的应用。在对电路的设计过程中，加强了我们对电路的设计能力，并初步实现从软件到硬件的结合，在硬件电路的设计过程中，通过画板子，焊接电路，以及对各个元件的功能及位置设计，硬件调试，即锻炼我们的动手能力，同时对可以将所设想的电路成功实现所感到满足，在将程序载入硬件并开始进行检查调试过程中，我们锻炼了从软件实施到硬件的能力。

其次，我们除了对相关能力的锻炼之外，我们还锻炼了其他的一些能力。在对元件的选购过程中，我们锻炼了对不同原件的挑选以及在选购元件时的讲价能力。

最后，我们在这次创业创新项目中锻炼了我们对于问题的分析和改正能力。在互相之间团结协作过程中，我们锻炼了个人所对项目的个人能力和团结协作能力。

在课题研究过程中，我们不仅巩固了已有的知识，更学到了更多的专业知识，更重要的是我们学会了学习新的知识并将其巩固的方法，这无疑是一把开启知识大门的钥匙。

作者信息：

何欣，男（1994.8），汉族，黑龙江佳木斯人，本科