详解点阵led显示屏的原理与制作过程，详解点阵LED显示屏的原理与制作过程

很多朋友对详解点阵led显示屏的原理与制作过程，详解点阵LED显示屏的原理与制作过程不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

汉字显示屏随处可见，广泛应用于汽车报站器、广告屏等。本文中的16*16LED显示屏是由四个8 * 8的LED组合而成。下图是由四个8 * 8的led组成的显示屏。(图1)这里我把点阵式LED显示屏的电路原理分成两部分来介绍显示屏电路和显示屏驱动电路。一、显示电路我用的是8*8的点阵屏，普通阴极，市面上比较容易买到。下图是8*8点阵屏幕的实物图。(图2)

点阵屏有两种，一种是共阴极(左)，一种是共阳极(右)。下图显示了两种类型的内部电路原理和相应的引脚图。(图3)

LED阵列的显示模式按照显示编码的顺序逐行显示。每行显示时间约为4 ms，由于人类视觉的暂留性，会感觉8排led同时显示。显示时间太短，亮度不够，显示时间太长，会有闪烁感。本文采用低电平逐行扫描，输出高电平显示信号。

也就是说，低电平依次输出到行信号，任何时候只能点亮一行led，其他行都处于关闭状态。

为了方便调试，本文将4块16*16的8*8点阵屏的行信号扫描输出引脚和列信号显示输出引脚分别引到显示屏的两侧。Protel的原理图如下：(图4)在图4所示的原理图中，Si(i=1，2，3，16)表示行扫描信号输出，Di(i=1，2，3，16)表示列显示信号输出。物理电路图正反面如下：(图5)二、显示驱动电路原理图如下：

显示屏驱动电路主要由主芯片控制电路、电源电路和控制信号放大电路组成。1、主芯片控制电路这部分电路主要由AT89S52和74LS154组成。单片机的P0和P2控制显示信号的输出，P1的低4位控制74LS154的解码输入，从而控制扫描信号的输出。2、电源电路整个电路的电源由USB电源提供，我们电脑主机的USB接口可以输出5V电压，方便我们在实验室调试。

3、控制信号放大电路为了提供负载能力，16个常用的9013 NPN晶体管接在P0和P2上放大驱动信号。在电路中，通过p0端口和p2端口扫描列方向。因为p0端口没有上拉电阻，所以它由一个1k*8的排除电阻上拉。行方向由89C51的P1.0 - P1.3控制的4-16解码器74LS154扫描。同样，驱动部分由16个9015三极管完成。(图6)三、程序和软件

在UCDOS中文歌曲字体库中，每个字用16行16列的点阵显示，即国标中文字体库中的每个字用256个点阵表示。我们可以把每个点理解为一个像素，把每个字的字体理解为一个图像。其实这个汉字屏不仅可以显示汉字，还可以显示256像素范围内的任何图形。它由8位AT89S52单片机控制。因为单片机的总线是8位，所以一个字需要拆分成两部分，如图9所示。

这个电路把它分成左半部分和右半部分。左部由16(行)*8(列)格组成，下部也由16(行)*8(列)格组成。

图.(7)为了使人们更清楚地理解点阵的扫描过程，这里我们以汉字“I”为例来说明它的扫描原理：微控制器首先从P2口输出显示数据信号到右边部分的第一行，如图9所示，即第一行的P20 - P27口。方向是P20到P27。显示汉字“I”时，P21亮，从左到右熄灭，表示P20，P21亮，P22灭，P23灭，P24灭，P25灭，P26灭，P27灭。也就是说，二进制00000010被转换为十六进制0x02。

右半部分第一行完成后，继续扫描左半部分第一行。为了布线方便，我们还是设计从左向右扫描，也就是从P00到P07。从上图可以看出，这一行只有P05、P06是开的，其他都是关的，也就是0000110，十六进制的0x60。然后单片机再翻到右半部分的第二行，还是P21、P23，也就是01010000，也就是十六进制0x0A。

这一行完成后，继续扫描左半部分的第二行。P02、P03、P04亮起，为二进制0011000，即十六进制0x1C。

按照这个方法继续下面的扫描，总共扫描32个8位，可以得到汉字“I”的扫描码如下：0x02，0x60，0x0A，0x1C，0x12，0x10，0x12，0x02，0x10，0x7F，0xFF，0x02，0x10，0x12。0x13，0x0A，0x10，0x49，0x90，0x50，0x10，0x60，0x14，0x40，0x08根据这个原理，无论显示什么字体或者图像，都可以通过这个方法分析出它的扫描码，显示在屏幕上。

但是现在有很多现成的生成汉字字体的软件，我们就不用自己画表算码了。

在网上汉字字模生成软件有很多种，本文告别推荐一种汉字字模生成软件，HZDotReader V3.0，我个人认为这个软件的功能相当完美。最主要的一个功能是可以选择汉字编码的取模方式，本例中的“我”字的取模方式为以横向8个连续点构成一个字节，最左边的点为字节的最低位，即BIT0，最右边的点为BIT7。很少有字模软件可以实现这一功能。

下面给出一个简单的静态显示“我”字的程序清单：

#include 《reg52.h》

#define CCED20x0000

unsigned char code word_zai162={

0x02，0x60，0x0A，0x1C，0x12，0x10，0x12，0x10，

0x02，0x10，0x7F，0xFF，0x02，0x10，0x12，0x10，

0x14，0x70，0x0C，0x1C，0x04，0x13，0x0A，0x10，

0x49，0x90，0x50，0x10，0x60，0x14，0x40，0x08};

void main（）

{ char scan，i，j;

P0=0;P1=0;P2=0;

while（1）

{ scan=0;

for（i=0;i《16;i++）

{ P1=scan;

for（j=0;j《50;j++） //显示五十次

{ P2=word_zaii0 ;

P0=word_zaii1 ;

}

P0=0;P2=0;

scan++;

}

}

}

四、 安装与调试

把显示屏电路和显示屏驱动电路分别做在两块电路板上，显示屏电路的行扫描信号输出管脚和列显示信号数据输出管脚分别引用两排16针的排针引出，排针长的那一头接到电路板的底层，以方便插入驱动电路的插槽中。

同样在驱动电路用两排16脚的插槽将行扫描信号输出管脚和列显示信号数据输出管脚引出，在画PCB时应当注意屏电路PCB中两排排针之间的距离要与驱动电路PCB中两排插槽之间的距离一样，才能保证能正确地将显示屏电路板排到驱动电路电路板上方。以下为该电路的实物图与PCB。

在画PCB时注意双面电路板的做板规则，特别要注意以下

几个方面：

双面电路板的过孔比较大，一般在80mil以上；

定位孔的放置；

要在顶层焊接时，应注意在顶层插上元器件后是否会影响到焊接，如芯片等管脚比较短的元器件，当插在电路板后要在顶层焊接其管脚是比较困难的；

安装安电路后，可将以下的测试程序烧到AT89S52中，将AT89S52插入驱动电路， 若每一个发光二极管都能被点亮，则说明电路硬件做成功。 以下为测试程序清单：

#include 《reg52.h》

void main（）

{ char scan，i;

P0=0;P1=0;P2=0;

while（1）

{ scan=0;

for（i=0;i《16;i++）

{P1=scan;

P0=0xff;

P2=0xff;

scan++;

}

}

}

若发现二极管不是全被点亮则要用万用表来仔细地检测。一般会出现的问题是电路板上的线被短路，断开等。根据不亮的二极管来找电路出现的问题应该是比较容易的。所以本电路的调试过程是较简单的。当然调试前必须要确保所购买的每一块显示屏都是完好的。

五、 总结

1、为方便调试应该给该电路加上一个下载电路部分，每次烧程序调试都要把芯片取出插入，容易损坏芯片的管脚。

2、为了合适大部分的取字模软件，在画原理图应当考虑列显示屏显示信号输入管脚由左到右的接法；大部分的取字模软件都是从左到右的取模方式，所以应当把显示屏的列信号显示输入管脚从左到右接地接到单片机P2，P0口时由高位接到低位。

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以上知识分享希望能够帮助到大家！