本文給出基于單片機系統(tǒng)的16×15 三色LED 點陣雙顯示屏設計方案,采用動態(tài)顯示原
理,配合優(yōu)化的程序設計,在動態(tài)掃描方式下,得到較高刷新速率、畫面清晰的三色顯示效
果。
本設計實現(xiàn)了由紅、黃、綠組成的十二種顏色搭配的靜態(tài)和動態(tài)字符、文字、動畫顯
示：集成ASCII 碼子庫顯示；四條廣告語的十二種顏色循環(huán)顯示；生動的動畫顯示。按鍵控制上下左右移動及速度大小和灰度等級。
【關鍵詞】
三色LED 顯示屏 動態(tài)顯示 單片機 雙屏顯示
【引言】
LED 電子顯示屏是隨著計算機及相關的微電子、光電子技術的迅猛發(fā)展而形成的一種
電子廣告媒體，已經(jīng)滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通、金融及信息廣告等各個行業(yè)，用于顯示字符、圖像等信息。LED 電子顯示屏的象素采用LED 發(fā)光二極管，將多個發(fā)光二極管以點陣的形式排列構(gòu)成LED 陣列，這種顯示屏具有耗電省、成本地、清晰度高、壽命長等優(yōu)點。本文重點提出了基于單片機系統(tǒng)的三色屏控制電路、驅(qū)動電路設計方法，并針對兩個16×15 屏同時顯示的特點，對其軟件實現(xiàn)的算法給出了具體的分析。
1.系統(tǒng)設計思路
1.1 設計任務
設計并制作一個單片機為控制核心的三色LED 點陣顯示系統(tǒng)，系統(tǒng)實現(xiàn)的功能及要求如
下：⑴紅、綠、黃、黑、彩色圖形、文字顯示，畫面清晰無閃爍。
⑵12 種顏色配置循環(huán)顯示，集成ASCII 碼字庫及三條以上中文廣告語
⑶通過按鍵鍵盤選擇不同的廣告語
⑷顯示方式的變化功能（上移、下移、左移、右移）及顯示速度的鍵盤控制（加、減速）
⑸動畫顯示
1.2 數(shù)學模型
對于點陣型LED 顯示可以采用共陰極或共陽極，本系統(tǒng)采用共陰極，其硬件電路如圖1
所示。當行上有一負脈沖選通信號時，列端四位數(shù)據(jù)為1 者發(fā)光二極管導通點亮。這樣只需要將圖形或文字的顯示碼作為列信號且對應于行信號的0 逐行掃描，就可以逐行點亮點陣。由于掃描時間很快和人眼的視覺暫留效應，就可以顯示圖形或文字。
例如，若要圖中所示16 個LED 顯示一方框，則：
a) 行1～4 上加循環(huán)選通脈沖
b) 對應行選通時，在列端（四位數(shù)據(jù)端）分別加下列數(shù)據(jù)：
行及行選通 A B C D
1 1 1 1 1
2 1 0 0 1

3 1 0 0 1
4 1 1 1 1
這樣，當選通第一行時列信號為1111，選通第二行時列信號為1001，選通第三行時列
信號為1001，選通第四行時列信號為1111，當刷新頻率足夠高時，由于人眼的視覺暫
留特性，便可觀察到穩(wěn)定的方框。

4×4 共陰極LED 陣列

1.3 方案選擇論證
LED 電子顯示屏的系統(tǒng)組成主要由單片機控制模塊、驅(qū)動模塊（電子顯示屏屏體由若干
模塊拼裝而成）和INTERFACE 組成。針對任務要求，我們發(fā)現(xiàn)此項設計的核心部分在掃描方式的選擇以及數(shù)據(jù)輸出的不同形式上。因此，設計方案的比較主要對此展開。
1.3.1 方案的提出
方案一：靜態(tài)顯示
方案二：采用動態(tài)掃描法并行輸出數(shù)據(jù)
方案三：采用動態(tài)掃描法串行輸出數(shù)據(jù)
1.3.2 方案的比較
方案一所謂的靜態(tài)顯示就是對LED 電子顯示屏中的每一象素點都通過硬件單獨控制，整
個LED 顯示屏所有的LED 的同時顯示。此方式最大優(yōu)點是程序設計簡單，且畫面無閃爍。但這種設計存在致命的缺點：電路復雜，硬件利用率低，成本巨大。所以此方式一般不被采用。方案二和方案三同樣采用動態(tài)掃描實現(xiàn)顯示過程。所謂的動態(tài)掃描法是利用人眼的視覺暫留特點而實現(xiàn)的一種顯示方法，即當刷新速率足夠高時，人眼就察覺不出顯示屏畫面更迭的閃爍。若要顯示一幀畫面，先送出第一行的數(shù)據(jù)，然后選通并點亮第一行，延時；此后送出第二行的數(shù)據(jù)，同樣選通、點亮并延時；依次將所有行掃描完，即給出了一幀的畫面。但方案二的缺點也是明顯的，比較而言，方案二的譯碼電路比較復雜，相對硬件開銷大一些；方案三電路構(gòu)成簡單，譯碼電路簡潔。
1.3.3 方案的確定
在此次設計中我們采用“動態(tài)掃描法串行輸出數(shù)據(jù)”的方法。具體設計在下面的敘述中
將詳細討論。