本文給出基于單片機系統的16×15 三色LED 點陣雙顯示屏設計方案,采用動態顯示原
理,配合優化的程序設計,在動態掃描方式下,得到較高刷新速率、畫面清晰的三色顯示效
果。
本設計實現了由紅、黃、綠組成的十二種顏色搭配的靜態和動態字符、文字、動畫顯
示：集成ASCII 碼子庫顯示；四條廣告語的十二種顏色循環顯示；生動的動畫顯示。按鍵控制上下左右移動及速度大小和灰度等級。
【關鍵詞】
三色LED 顯示屏 動態顯示 單片機 雙屏顯示
【引言】
LED 電子顯示屏是隨著計算機及相關的微電子、光電子技術的迅猛發展而形成的一種
電子廣告媒體，已經滲透到工業、農業、交通、金融及信息廣告等各個行業，用于顯示字符、圖像等信息。LED 電子顯示屏的象素采用LED 發光二極管，將多個發光二極管以點陣的形式排列構成LED 陣列，這種顯示屏具有耗電省、成本地、清晰度高、壽命長等優點。本文重點提出了基于單片機系統的三色屏控制電路、驅動電路設計方法，并針對兩個16×15 屏同時顯示的特點，對其軟件實現的算法給出了具體的分析。
1.系統設計思路
1.1 設計任務
設計并制作一個單片機為控制核心的三色LED 點陣顯示系統，系統實現的功能及要求如
下：⑴紅、綠、黃、黑、彩色圖形、文字顯示，畫面清晰無閃爍。
⑵12 種顏色配置循環顯示，集成ASCII 碼字庫及三條以上中文廣告語
⑶通過按鍵鍵盤選擇不同的廣告語
⑷顯示方式的變化功能（上移、下移、左移、右移）及顯示速度的鍵盤控制（加、減速）
⑸動畫顯示
1.2 數學模型
對于點陣型LED 顯示可以采用共陰極或共陽極，本系統采用共陰極，其硬件電路如圖1
所示。當行上有一負脈沖選通信號時，列端四位數據為1 者發光二極管導通點亮。這樣只需要將圖形或文字的顯示碼作為列信號且對應于行信號的0 逐行掃描，就可以逐行點亮點陣。由于掃描時間很快和人眼的視覺暫留效應，就可以顯示圖形或文字。
例如，若要圖中所示16 個LED 顯示一方框，則：
a) 行1～4 上加循環選通脈沖
b) 對應行選通時，在列端（四位數據端）分別加下列數據：
行及行選通 A B C D
1 1 1 1 1
2 1 0 0 1

3 1 0 0 1
4 1 1 1 1
這樣，當選通第一行時列信號為1111，選通第二行時列信號為1001，選通第三行時列
信號為1001，選通第四行時列信號為1111，當刷新頻率足夠高時，由于人眼的視覺暫
留特性，便可觀察到穩定的方框。

4×4 共陰極LED 陣列

1.3 方案選擇論證
LED 電子顯示屏的系統組成主要由單片機控制模塊、驅動模塊（電子顯示屏屏體由若干
模塊拼裝而成）和INTERFACE 組成。針對任務要求，我們發現此項設計的核心部分在掃描方式的選擇以及數據輸出的不同形式上。因此，設計方案的比較主要對此展開。
1.3.1 方案的提出
方案一：靜態顯示
方案二：采用動態掃描法并行輸出數據
方案三：采用動態掃描法串行輸出數據
1.3.2 方案的比較
方案一所謂的靜態顯示就是對LED 電子顯示屏中的每一象素點都通過硬件單獨控制，整
個LED 顯示屏所有的LED 的同時顯示。此方式最大優點是程序設計簡單，且畫面無閃爍。但這種設計存在致命的缺點：電路復雜，硬件利用率低，成本巨大。所以此方式一般不被采用。方案二和方案三同樣采用動態掃描實現顯示過程。所謂的動態掃描法是利用人眼的視覺暫留特點而實現的一種顯示方法，即當刷新速率足夠高時，人眼就察覺不出顯示屏畫面更迭的閃爍。若要顯示一幀畫面，先送出第一行的數據，然后選通并點亮第一行，延時；此后送出第二行的數據，同樣選通、點亮并延時；依次將所有行掃描完，即給出了一幀的畫面。但方案二的缺點也是明顯的，比較而言，方案二的譯碼電路比較復雜，相對硬件開銷大一些；方案三電路構成簡單，譯碼電路簡潔。
1.3.3 方案的確定
在此次設計中我們采用“動態掃描法串行輸出數據”的方法。具體設計在下面的敘述中
將詳細討論。