单片机的led点阵屏设计
目录
引言 1
一 、相关零件的简介 2
（一）有关半导体技术 2
1. 半导体概述 2
2. 半导体特点 2
3. 半导体应用 2
（二）发光二极管 2
1. 发光二极管的介绍 2
2. LED发光原理及结构 3
3. 发光二极管的分类 3
（三）LED显示屏的相关技术 3
1. LED显示屏的介绍 3
2. LED显示屏的种类 4
3. LED显示屏的发展及市场前景 4
二、选件介绍 4
（一）点阵显示屏 4
（二）主要芯片的介绍 5
1. STCSTC15F2K60S2介绍 5
2. 74HC595简介 8
三、程序设计和仿真 10
（一）设计程序 10
1. 设计的思路 10
2. 子程序和头文件代码 (见附录) 10
3. 建立工程和仿真 10
（二）硬件的仿真 13
1. 仿真步骤和方法 13
2. 仿真中主要问题和解决方案 14
四、实体的设计 14
（一）设计的思路 14
（二）搭建系统 15
（三）整装软件和硬件 16
五、未来的发展以及趋势 18
结 论 19
致 谢 20
参 考 文 献 21
引言
点阵显示是集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体的新型显示方式。由于其具有色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
。目前大多数的公交车招牌都是采用固定的板块显示，显示的信息量少，内容固定，修改站点信息比较麻烦，不能快速、便捷的更新站点信息。本文提出一种方案，采用LED点阵显示模块，克服了上述缺点，不仅可以静态的显示公交车站点信息，而且也可以通过动态滚动，从而增加信息显示的容量。为了醒目，还可以产生诸如闪动、滚动等显示效果。 一 、相关零件的简介
有关半导体技术
半导体会因为温度的不同而产生变化，处于导体和绝缘体之间，半导体的应用很广泛。
1. 半导体概述
把一些导热性和导电性差的材料，比如橡胶、陶瓷、玻璃等等，称为绝缘体。把导热性和导电性都很好的材料称为导体，比如铜，铁，铝等。把导热性和导电性介于导体和绝缘体之间的材料称之为半导体。物质的导电能力谱请见图1-1
图1-1 物质的导电能力谱
2. 半导体特点
现在在晶体结构的半导体中，人为地掺入了特定的杂质元素，达到导电性具有可控性的目的。
在实现热辐射和光照的条件下，半导体的导电性会有明显的变化，半导体的五大特性∶负的电阻率温度特性，光电特性、导电特性，整流特性电阻率特性。
3. 半导体应用
（1） 制作运放和LED灯（本文就是该运用）
（2） 太阳能电池
（3） 测量温度
(二） 发光二极管
1. 发光二极管的介绍
发光二极管简称为LED[3]。它是由半导体制作而成，具有单向导电性。当它的正极接正电源，负极接负电源时，发光二极管才能够导通。
2. LED发光原理及结构
50多年前，人类已经明白半导体材料可以产生光线这个现象。
图1-2 LED构造图
P型半导体和N型半导体组成的晶片是发光二极管的主要部分，有一个过渡层存在于N型半导体和P型半导体之间，叫做PN结。
3. 发光二极管的分类
发光二极管可以分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、闪烁发光二极管、超高亮度发光二极管、红外发光二极管、变色发光二极管、负阻发光二极管和电压控制型发光二极管等。
（1） 普通单色发光二极管
普通单色发光二极管具有工作寿命长、电压低、体积小、响应速度快、工作电流小、发光均匀稳定等优点，能够用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。（本文使用的就是普通单色二极管)
（2） 闪烁发光二极管
闪烁发光二极管（BTS）能够用来报警指示及欠压、超压指示，它是一种由CMOS集成电路和发光二极管组成的特殊发光器件。
（3） 红外发光二极管
红外发光二极管能直接把电能转换成红外光并辐射出去的发光器件，也称红外线发射二极管，主要应用在各种遥控发射电路和光控中。
（三） LED显示屏的相关技术
1. LED显示屏的介绍
LED显示屏可分为很多种类如：数码显示，屏图文显示屏和视频显示屏，都是通过LED矩阵块实现的。数码显示屏的显示器件是由7段码数码管组成，适合于制作数字的电子显示屏，如利率显示屏、时钟屏等。
2. LED显示屏的种类
（1） 按照颜色的基色分类
一种基色的显示屏:一种颜色（绿色或者红色）。
两种基色的显示屏：可以显示65536种颜色，红和绿双基色，256级灰度。
全彩色显示屏：全彩色显示屏具有256级灰度，最多可以显示1600多万种色彩。
（2） 按显示器件分类 （本文使用的就是这一类）
LED数码显示屏的显示器件是7段式的码数码管，主要用来显示数字。
LED视频显示屏：发光二极管组成了显示器，可以显示视频文件。
LED点阵图文显示屏：由很多发光二极管组成点阵显示模块，可以播放文字和图像等信息。
（3） 按使用场合分类
室外显示屏：高亮度，可以在阳光下显示，面积可以达到几百平方米，具有防水，防风，防雨等功能。
室内显示屏：一般Φ3mm--Φ8mm，发光点较小，显示面积几至十几平方米左右。
3. LED显示屏的发展及市场前景
利用点阵模块组成显示屏幕，结合了很多高新技术，比如信息处理技术、计算机技术等，因为它具有环境适应能力强、可靠性高、使用成本低、使用寿命长等特点，大型平板显示的主流非他莫属。
二、 选件介绍
（一） 点阵显示屏
图2-1单/双色模块
点阵屏主要是由LED组成，通过供阳和供阴制作而成。
（二） 主要芯片的介绍
1. STCSTC15F2K60S2介绍
（1）内部结构框图
图2-2 STCSTC15F2K60S2的内部结构框图
引言 1
一 、相关零件的简介 2
（一）有关半导体技术 2
1. 半导体概述 2
2. 半导体特点 2
3. 半导体应用 2
（二）发光二极管 2
1. 发光二极管的介绍 2
2. LED发光原理及结构 3
3. 发光二极管的分类 3
（三）LED显示屏的相关技术 3
1. LED显示屏的介绍 3
2. LED显示屏的种类 4
3. LED显示屏的发展及市场前景 4
二、选件介绍 4
（一）点阵显示屏 4
（二）主要芯片的介绍 5
1. STCSTC15F2K60S2介绍 5
2. 74HC595简介 8
三、程序设计和仿真 10
（一）设计程序 10
1. 设计的思路 10
2. 子程序和头文件代码 (见附录) 10
3. 建立工程和仿真 10
（二）硬件的仿真 13
1. 仿真步骤和方法 13
2. 仿真中主要问题和解决方案 14
四、实体的设计 14
（一）设计的思路 14
（二）搭建系统 15
（三）整装软件和硬件 16
五、未来的发展以及趋势 18
结 论 19
致 谢 20
参 考 文 献 21
引言
点阵显示是集微电子技术、计算机技术、信息处理于一体的新型显示方式。由于其具有色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
。目前大多数的公交车招牌都是采用固定的板块显示，显示的信息量少，内容固定，修改站点信息比较麻烦，不能快速、便捷的更新站点信息。本文提出一种方案，采用LED点阵显示模块，克服了上述缺点，不仅可以静态的显示公交车站点信息，而且也可以通过动态滚动，从而增加信息显示的容量。为了醒目，还可以产生诸如闪动、滚动等显示效果。 一 、相关零件的简介
有关半导体技术
半导体会因为温度的不同而产生变化，处于导体和绝缘体之间，半导体的应用很广泛。
1. 半导体概述
把一些导热性和导电性差的材料，比如橡胶、陶瓷、玻璃等等，称为绝缘体。把导热性和导电性都很好的材料称为导体，比如铜，铁，铝等。把导热性和导电性介于导体和绝缘体之间的材料称之为半导体。物质的导电能力谱请见图1-1
图1-1 物质的导电能力谱
2. 半导体特点
现在在晶体结构的半导体中，人为地掺入了特定的杂质元素，达到导电性具有可控性的目的。
在实现热辐射和光照的条件下，半导体的导电性会有明显的变化，半导体的五大特性∶负的电阻率温度特性，光电特性、导电特性，整流特性电阻率特性。
3. 半导体应用
（1） 制作运放和LED灯（本文就是该运用）
（2） 太阳能电池
（3） 测量温度
(二） 发光二极管
1. 发光二极管的介绍
发光二极管简称为LED[3]。它是由半导体制作而成，具有单向导电性。当它的正极接正电源，负极接负电源时，发光二极管才能够导通。
2. LED发光原理及结构
50多年前，人类已经明白半导体材料可以产生光线这个现象。
图1-2 LED构造图
P型半导体和N型半导体组成的晶片是发光二极管的主要部分，有一个过渡层存在于N型半导体和P型半导体之间，叫做PN结。
3. 发光二极管的分类
发光二极管可以分为普通单色发光二极管、高亮度发光二极管、闪烁发光二极管、超高亮度发光二极管、红外发光二极管、变色发光二极管、负阻发光二极管和电压控制型发光二极管等。
（1） 普通单色发光二极管
普通单色发光二极管具有工作寿命长、电压低、体积小、响应速度快、工作电流小、发光均匀稳定等优点，能够用各种直流、交流、脉冲等电源驱动点亮。（本文使用的就是普通单色二极管)
（2） 闪烁发光二极管
闪烁发光二极管（BTS）能够用来报警指示及欠压、超压指示，它是一种由CMOS集成电路和发光二极管组成的特殊发光器件。
（3） 红外发光二极管
红外发光二极管能直接把电能转换成红外光并辐射出去的发光器件，也称红外线发射二极管，主要应用在各种遥控发射电路和光控中。
（三） LED显示屏的相关技术
1. LED显示屏的介绍
LED显示屏可分为很多种类如：数码显示，屏图文显示屏和视频显示屏，都是通过LED矩阵块实现的。数码显示屏的显示器件是由7段码数码管组成，适合于制作数字的电子显示屏，如利率显示屏、时钟屏等。
2. LED显示屏的种类
（1） 按照颜色的基色分类
一种基色的显示屏:一种颜色（绿色或者红色）。
两种基色的显示屏：可以显示65536种颜色，红和绿双基色，256级灰度。
全彩色显示屏：全彩色显示屏具有256级灰度，最多可以显示1600多万种色彩。
（2） 按显示器件分类 （本文使用的就是这一类）
LED数码显示屏的显示器件是7段式的码数码管，主要用来显示数字。
LED视频显示屏：发光二极管组成了显示器，可以显示视频文件。
LED点阵图文显示屏：由很多发光二极管组成点阵显示模块，可以播放文字和图像等信息。
（3） 按使用场合分类
室外显示屏：高亮度，可以在阳光下显示，面积可以达到几百平方米，具有防水，防风，防雨等功能。
室内显示屏：一般Φ3mm--Φ8mm，发光点较小，显示面积几至十几平方米左右。
3. LED显示屏的发展及市场前景
利用点阵模块组成显示屏幕，结合了很多高新技术，比如信息处理技术、计算机技术等，因为它具有环境适应能力强、可靠性高、使用成本低、使用寿命长等特点，大型平板显示的主流非他莫属。
二、 选件介绍
（一） 点阵显示屏
图2-1单/双色模块
点阵屏主要是由LED组成，通过供阳和供阴制作而成。
（二） 主要芯片的介绍
1. STCSTC15F2K60S2介绍
（1）内部结构框图
图2-2 STCSTC15F2K60S2的内部结构框图
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