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利用单片机来控制LED点阵

  • 发布日期:2007-01-31 浏览次数1165


作者:马静 林中
 摘要:本文采用单片机来控制整个LED点阵电路。需要显示的汉字较多时,直接将字库部分单独设置在整个电路的控制电路部分,这样整个单片机系统的汉字编码就变得简单化。
关键词:LED点阵 单片机 上位机 下位机 智能显示屏

引言
   单片机自20世纪70年代问世以来,以极其高的性价比受到人们的重视和关注,所以应用很广,发展很快。单片机的优点是体积小、重量轻、抗干扰能力强,对环境要求不高,价格低廉,可靠性高,灵活性好,开发较为容易。广大工程技术人员通过学习有关单片机的知识后,也能依靠自己的力量来开发所希望的单片机系统,并可获得较高的经济效益。正因为如此,在我国,单片机已被广泛地应用在工业自动化控制、自动检测、智能仪表、家用电器等各个方面。在现代工业控制和一些智能化仪器仪表中,越来越多的场所需要用点阵图形显示器显示汉字。汉字显示方式是先根据所需要的汉字提取汉字点阵(如16×16点阵),将点阵文件存入ROM,形成新的汉字编码;而在使用时则需要先根据新的汉字编码组成语句,再由MCU根据新编码提取相应的点阵进行汉字显示。

一、设计思想
  led发光灯可以分为单色发光灯、双色发光灯、三色发光灯、面发光灯、闪烁发光灯、电压型发光灯等多种类型。按照发光灯强度又可以分为普通亮度发光灯、高亮度发光灯、超高亮度发光灯等。这种单个的发光灯适宜用做指示灯,如电源指示、电路状态指示灯,进而对能够转变成电信号的各种物理量进行指示。也可以用多个led发光灯组成固定的字符或图形进行显示,如大型剧场会堂的出入口及洗手间的显示。
和很多应用术语一样,led图文显示屏并没有一个公认的严格的定义,一般把显示图形和/或文字的led显示屏称为图文屏。这里所说的图形,是指由单一亮度线条组成的任意图形,以便于不同亮度(灰度)点阵组成的图像相区别。图文显示屏的主要特征是只控制led点阵中各发光器件的通断(发光或熄灭),而不控制LED的发光强弱。LED图文显示屏的外观可以做成条形,叫做条形图文显示屏(简称条屏),也可以按一定高度比例做成矩形的平面图文显示屏。其实条屏只不过是其宽度远大于高度的平面显示屏,在显示与控制的原理上并无区别。
不论显示图形还是文字,都是控制与组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的LED器件发光。通常事先把需要显示的图形文字转换成点阵图形,在按照显示控制的要求以一定的格式形成显示数据。对于只控制通断的图文显示屏来说,每个LED发光器件占据数据中的1位(1bit),在需要该LED器件发光的数据中相应的位填1,否则填0。当然,根据控制电路的安排,相反的定义同样时可行的。这样依照所需显示的图形文字,按显示屏的各行各列逐点填写显示数据,就可以构成一个显示数据文件。显示图形的数据文件,其格式相对自由,只要能够满足显示控制的要求即可。文字的点阵格式比较规范,可以采用现行计算机通用的字库字模。组成一个字的点阵,其大小也可以有16×16、24×24、32×32、48×48等不同规格。
      用点阵方式构成图形或文字,是非常灵活的,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,是非常有效的。
      图文显示屏的颜色,有单色、双色、和多色几种。最常用的是单色图文屏。单色屏多使用红色或橘红色或橙色LED点阵单元。双色图文屏和多色图文屏,在LED点阵的每一个“点”上布置有两个或多个不同颜色的LED发光器件。换句话说,对应于每种颜色都有自己的显示矩阵。显示的时候,各颜色的显示点阵是分开控制的。事先设计好各种颜色的显示数据,显示时分别送到各自的显示点阵,即可实现预期效果。每一种颜色的控制方法和单色的完全相同,因此掌握了单色图文显示屏的原理,双色屏和多色屏就不难理解了。
      为了吸引观众增强显示效果,可以有多种显示模式。最简单的显示模式是静态显示。这里所说的“静态显示模式”不同于静态驱动方式。与静态显示模式相对应,就有各种动态显示模式,它们所显示的图文都是能够动的。按照图文运动的特点又可以分为闪烁、平移、旋转、缩放等多种显示模式。产生不同显示模式的方法,并不意味着一定要重新编写显示数据,可以通过一定的算法从原来的显示数据直接生成。例如,按顺序调整行号,可以使显示图文产生上下平移;而顺序调整列显示数据的位置,就可以达到左右平移的目的;同时调整行列顺序,就能得到对角线平移的效果。其它模式的数据刷新,也可找到相应的算法。不过当算法太复杂,太浪费时间的话,也可以考虑预先生成刷新数据,存储备用。刷新的时间控制,要考虑运动图形文字的显示效果。刷新太慢,动感不显著;刷新太快了,中间过程看不清。一般刷新周期可控制在几十毫秒范围之内。

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