[发明专利]基于8051单片机多功能智能LED显示屏

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及一种LED点阵显示屏，具有感应模块及互动效果，可应用于广告牌等领域。 

二、背景技术

LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它的图像输出主要由单片机控制。它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。在大型商场、车站、码头、地铁站以及各类办事窗口等越来越多的场所需要用LED点阵显示图形和汉字。LED行业已经成为一个快速发展的新兴产业，市场空间巨大，前景广阔。随着信息产业的高速发展，LED显示作为信息传播的一种重要手段，已经广泛应用于室内外需要进行服务内容和服务宗旨宣传的公共场所，例如户内外公共场所广告宣传、机场车站旅客引导信息、公共车辆报告系统、证券与银行信息显示、餐馆报价信息显示、高速公路可变情报板、体育场比赛转播、楼宇灯饰、交通信号灯、景观照明等。显然，LED显示已成为城市亮化、现代化和信息化社会的一个重要标志。但是目前多数显示系统缺乏与人的互动性以及其他附加功能，而本系统在原有显示技术基础上加以改进已达到更好的性能。 

三、发明内容

本系统在原有的显示基础上增添了其他功能，如增加与人的互动性以及其他附加功能，恰好可以在成本不增加太多的条件下解决这些问题。它由单片机系统、LED点阵、74HC595触发器，74HC154译码器，无线模块和人体感应模块组成。 

本系统所具有的功能有： 

(1)显示汉字，英文字母或图形； 

(2)滚动功能：左移出显示，右移出显示，上移出显示，下移出显示； 

(3)无线控制汉字显示； 

(4)按键控制汉字显示； 

(5)人体感应模块控制汉字显示； 

它可以依据实际的情况还可以判断是否有人时显示功能，如在有人经过屏幕时显示“欢迎光临”或图像等内容。本系统成本低廉，硬件电路简单，功能实用。 

四、附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。 

图1、系统基本原理图 

图2、单片机模块分配图 

图3、程序流程图 

图4、点阵基本PCB原理图 

图5、感应模块PCB原理图 

五、具体实施方式

5.1驱动显示方式 

静态驱动显示方式，两个16×16的点阵共有512个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果我们采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，两个16×16的点阵需要512/8＝64个锁存器。这个数字很庞人，故不采用这种方式。 

动态扫描的显示方法，动态扫描的意思简单地说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行(比如16行)的同名列共用一套列驱动器。具体就16×16的点阵来说，把所有同行的发光管的阳极连在一起，把所有同一列的发光管的阴极连在一起(共阳的接法)，先送出对应第1行发光管亮火的数据并锁存，然后选通第1行使其燃亮一定的时间，然后熄灭；再送出第2行的数据并镇存，然后选通第2行使其燃亮相同的时间，然后熄灭，由于人眼的视觉暂留现象，就能看到显示屏上稳定的图形了。这种方式比较合理，故采用。 

5.2单片机系统及外围电路设计： 

单片机采用STC89C52，采用24MHz或更高频率的晶振，以获得较高的刷新频率，使显示更稳定。单片机的串口与列驱动器相连，用来送显示数据。 

5.2.1列驱动电路 

列驱动电路由集成电路74HC595构成。它具有一个8位串人并出的移位寄存器和一个8位输出锁存器的结构，而且移位寄存器和输出锁存器的控制是各自独立的，可以实现在显示本行各列数据的同时，传送下一行的列数据，即达到重叠处理的目的。 

5.2.2行驱动电路： 

单片机P1口低4位输出的行号经4/16线译码器74LS154译码后生成16条行选通信号 线，再经过驱动器驱动对应的行线。一条行线上要带动16列的LED进行显示，按每一LED器件20mA电流计算，16个LED同时发光时，需要320mA电流，选用三极管8550作为驱动管可满足要求。 

5.2.3系统程序的设计： 

显示屏软件的主要功能是向屏体提供显示数据，并产生各种控制信号，使屏幕按设计的要求显示。根据软件分层次设计的原理，可把显示屏的软件系统分成两大层：第一层是底层的显示驱动程序，第二层是上层的系统应用程序。显示驱动程序负责向屏体送显示数据，并负责产生行扫描信号和其它控制信号，配合完成LED显示屏的扫描显示工作。显示驱动程序由定时器T0中断程序实现。系统应用程序完成系统环境设置(初始化)、显示效果处理等工作，由主程序来实现。