LED点阵显示器是把很多LED发光二极管按矩阵方式排列在一起,通过对每个LED进行发光控制,完成各种字符或图形的显示。8×8的LED点阵显示器实物和行列定义如图6-29所示。
LED点阵由一个一个的点(LED发光二极管)组成,总点数为行数与列数之积,引脚数为行数与列数之和。最常见的LED点阵显示模块有5×7(5列7行)、7×9(7列9行)、8×8(8列8行)结构。如图6-30和图6-31所示,共阳极还是共阴极主要是针对行驱而言的,共阳极指行驱按正极,所有LED正极连在一起,LED负极是独立的,共阴极指行驱接反。
图6-29 8×8的LED点阵显示器
图6-30 8×8 LED共阳极点阵显示屏的结构
图6-31 8×8 LED共阴极点阵显示屏的结构
图6-32 “大”字显示字形码示意图(www.xing528.com)
点阵屏在同一时间只能点亮一列,要让第1列点亮,只要将对应的列线置为高电平,行线输出为00H。要使一个字符在显示器整屏显示,就必须通过译码器快速地点亮点阵LED各列,而且是周而复始地循环点亮,利用人眼的暂留视觉效应形成一个全屏文字。现以16×16点阵屏为例,阐述LED点阵显示汉字的原理(显示图形、字符的原理相同)。16×16点阵屏是由4块8×8点阵屏,共256个像素组成。显示汉字时,先要生成所需显示的汉字点阵字模,将字模文件存入存储器,形成一组汉字编码,在程序中调用。通过将汉字放在16×16方格内,在笔画下落处的小方格填上“1”,无笔画处填上“0”,以行或列的8个点为一个字节选取点阵码,一个16×16汉字字模占32B。汉字“大”的8×8的点阵如图6-32所示,左侧为列扫描所取的点阵码,第1行为最低位;右侧为行扫描所取的点阵码,第1列为最低位,共32B,用于行扫描的显示方式。
显示字符“大”的过程如下:先给第1行送高电平(行高电平有效),同时给8列送11110111(列低电平有效);然后给第2行送高电平,同时给8列送11110111,……最后给第8行送高电平,同时给8列送11111111。每行点亮延时时间为1ms,第8行结束后再从第1行开始循环显示。利用视觉暂留现象,人们看到的就是一个稳定的图形。
如图6-33所示为8×8共阳极LED点阵显示屏与单片机的接口线路图,单片机的P1口串行输出行扫描的点阵码,由芯片74LS245实现串/并转换,单片机信号经74LS245驱动后与点阵LED的行(阴极)相连,“0”电平有效,P0口与点阵列相连。如图6-34所示为16×16共阳极LED点阵显示屏与单片机的接口线路图,单片机的P1、P3口输出行扫描信号,行扫描信号经两片74LS245实现串/并转换后,与点阵LED的行扫描线相连,作为点阵LED的驱动。
通常,LED点阵显示方式按字模移动的方式主要包括按行平移、按列平移和按对角线移动三种。其他的移动形式都可以在这三种运动的基础上改造而成。字模显示的控制可以分为移动和刷新的控制。由于点阵屏按列进行动态显示,每次只能显示一列,一屏内容的显示是靠列的移动显示实现的;同时为了保证所显示的内容不出现闪烁,还需要对屏幕显示的内容进行多次刷新。可以预先保存好显示字模的首地址,当完成一次刷屏操作后,恢复显示字模的首地址,重复按列输出字模的操作即可实现刷屏。
图6-33 LED大屏幕显示器接口电路
图6-34 LED大屏幕显示器扩展接口电路
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