基于亞龍YL-236的LED點陣顯示屏的設計

江蘇聯合職業技術學院揚州分院 楊恒敏

前言

LED點陣顯示屏是一種較為簡單的顯示器，能夠顯示各種色彩的像素點，通過像素點的組合來顯示文本、圖像等，這種顯示屏憑借其成本投入少、便于控制與使用等優勢而得以在現代社會中廣泛使用，包括交通領域、教育領域、商業金融、醫療衛生、體育運動等多個領域，并且逐漸出現在街頭巷尾，成為廣告推廣的重要媒介，為此，探討LED點陣顯示屏的設計是極為必要的。

1.LED點陣顯示屏的硬件系統設計

本文所介紹的亞龍YL-236點陣顯示屏為32×16規格，由8組8×8行共陰點陣器構成，不同于行共陽點陣顯示屏，行共陰點陣顯示屏的工作方式為縱向掃描與橫向顯示碼相結合的工作方式，該方式所采用的顯示原理為動態掃描顯示，該顯示屏的分辨率為32×16，包括8個共陰點陣單元，在實際點陣單元顯示屏的設計中，通過增加行驅動ULN2803的方式輸入高電平電量。

本文所提出的設計方法中，采用的LED點陣單元級聯電路在設計的過程中，以U1鎖存上半屏數據，以U2鎖存下半屏數據，在設計中，采用ULN2803反向緩存進行驅動，利用U3、U4、U5、U6進行數據鎖存，并實現對于LED顯示的有效驅動。本文所提出的顯示屏采用行共陰LED，在反向緩存驅動的影響下，無論行列數據都是通過高電平進行電量。借由控制U1來選擇上半屏，通過控制U2來選擇下半屏，通過控制U3、U4、U5、U6來實現對于顯示屏列的控制，在實際的設計中，可以通過這種方式來確保每一次的顯示屏點亮都只有唯一的行（列）被電量。

本文所提出的的級聯電路，可以構成一塊單獨的顯示屏，此時可以采用具備相應驅動力與I/O口的微處理器來對其加以驅動，在這個過程中，可以采用單片機進行控制，出于保證控制的有效性，還可以在其中增加相應的驅動電路與譯碼電路，以確保有足夠的驅動效果。

采用74HC537與ULN2903各兩片，進行行驅動電路的設計，前者為常見驅動芯片，在實際的使用中，如果LE與高電平相接，則一般通過D端口進行輸入，通過Q端口進行輸出；采用74HC573四片作為列掃描電路，在顯示屏的設計中，U3與0列相對應；U4與1列相對應；U5與2列相對應；U6與3列相對應，其LE段均為高電平，均通過D端口進行輸入，通過Q端口進行輸出。

本文所提及的亞龍YL-236LED顯示屏的設計，在系統控制方面采用AT89S52單片機，電路的構成就包括單片機、接口電路、驅動顯示與電源電路，在實際的設計中，可以借由有效地簡化顯示屏電路，減少成本的投入，可以不必設計字庫存儲裝置，采用keil軟件與hex文件進行文字的編輯，通過ISP進行下載實現文本的顯示。

2.LED點陣顯示器的掃描驅動設計

本文所提出的了的LED顯示屏在驅動電路方面，要求根據相應的控制系統進行電路設計，可以選擇動態化的掃描型驅動電路，在上半屏中首先將橫向取模字節倒序的數據想0-3塊點陣顯示屏中進行輸送，不斷循環掃描，8次之后，掃描完畢，再進行下半屏的循環掃描，直到全部的16行顯示屏完成掃描，在顯示屏應用過程中，只要確保刷新速率超過50Hz，在人眼的視覺特性下，在人眼中顯示的就是相應的完整文本或畫面。

需要注意的是：（1）進行點陣數據發送時，可以首先向總線D0=D7中進行數據傳輸，進而發送相應的信息鎖存信號，此時如果74HC573的LE為高電平引腳，則數據通過D端口向Q端口進行輸送；如果LE為低電平，則Q端口的數據信息不會受到D端口的影響；（2）要想實現LED顯示屏的電量，無論行列數據都需要通過高電平來加以實現；（3）行線數據的上方數據為低位數據，列線數據也相同[1]。

LED顯示屏中包括橫向與縱向兩種掃描方式，不同的掃描方式有不同的取模方式，會產生不同的字模數據與編程方式，這種情況下的電路顯示亮度也會有所不同。通常來說，以亞龍YL-236試驗臺的點陣實際電路為基礎進行橫向取模與縱向掃描可以獲得更高的亮度。

在實際的設計中，采用高電平電量顯示屏的共陰點陣，采用橫向取模與縱向掃描方式進行。本次設計所采用的漢字點陣為16×16規格的，進行取模時，按照自左而右、自上而下的橫向取模縱向掃描的方式進行操作。在進行而橫向取模與字節倒序的方式進行取模，按照由左到右、自上而下的取模結構，所產生的字模表格為：第一行→左側八位→倒序讀取→0×20；第一行→右側八位→倒序讀取→0×01；第二行→左側八位→倒序讀取→0×20；第二行右側八位→倒序讀取→0×01；第三行→左側八位→倒序讀取→0×20；第三行右側八位→倒序讀取→0×01；……

在完成取模之后，還需要進行編碼。

3.LED點陣顯示屏軟件系統設計

LED點陣顯示屏包括多組LED發光二極管，將這些二極管進行封裝就成為點陣顯示屏，一般來說，LED點陣顯示屏通常會以單片機作為核心進行控制，除了硬件系統之外，還包括軟件系統。在點陣顯示屏軟件設計中，如果想實現16×8英文與16×16漢字的同時顯示，就可以將漢字與英文兩種字模數組在相同數組中加以存儲，并且按照相同標準進行統一編排，一般英文占用一行，漢字占用兩行，每行16字節。另外，在其中增加相應的字符索引作為數組，用以確定其字模。索引字符串在索引數組中的存儲，要求具備相同的字符序號與字模行號，在實際的查找與檢索中，確定索引中的字符位置就可以確定其相應字模行號。

除了軟件顯示部分系統的設計，還需要進行通信部分的設計，主要可以采用VB編程軟件，采用功能實用的通信控件MSCOMM，實現對于串口及串口通信格式進行有效控制，可以采用網絡終端進行串口數據的發送，通過統一的數據格式與波特率來實現單片機與網絡終端之間的有效通信[2]。

4.結語

在亞龍YL-236顯示屏的設計過程中，要求從硬件系統、掃描驅動與軟件系統三個方面入手進行合理設計，并確保設計流程與設計方法的科學性與合理性。經過顯示屏設計之后，可以進行實際的應用嘗試，進行相應的文本信息顯示，以判斷其顯示效果與運行穩定性。經過實際的測試可以確定，亞龍YL-236顯示屏的設計，具備穩定性、清晰度與適中性等特點，因此可以確定這種顯示屏的實用性。