當前的LED顯示屏行業，已經發展到了一個異于以往的新高度，呈現出直插屏、表貼屏、COB等多種技術形式的LED顯示市場，甚至是隸屬于LED顯示領域的Microled顯示屏也“呼之欲出”，整個LED顯示行業表現出極大的生機與潛力。不斷發展與壯大的行業規模，以及巨大的發展空間，為這個行業里的每個從業者展示了機遇與挑戰，小間距的強勢應用滲透，創意顯示的如雨后春筍，智能顯示來勢兇猛，LED顯示屏已經迎來了高清以及多元化發展應用的新常態，高品質的LED顯示屏即是市場提出新的要求，也是行業適應社會技術發展的重點話題。從主流的應用層面上來講，當前的LED顯示屏正朝著“精細”化的方向發展，以小間距LED顯示屏為代表的主流市場，已經為我們呈現了LED顯示屏在高清顯示領域的一種可能，并不斷向各個應用市場滲透，且走向戶外，傳統的LED直插屏的一部分市場不斷被擠壓，一部分表貼LED顯示屏憑借自身優異的工藝與色彩特點，不斷在戶外顯示領域擴張，并被市場不斷看好[1]。                                                                  

本次設計采用16×16點陣LED顯示器的驅動電路，并編寫程序實現在16×16點陣LED顯示器上的字符滾動顯示。16×16點陣LED顯示器由4塊8×8點陣LED顯示器構成。采用單片機并行端口方式實現對16×16點陣LED顯示器的驅動，實現數字（0—9）或英文字符的滾動顯示。

電路方面主要包括以下部分：

（a）設計單片機的最小系統（包括復位電路和外接的晶振電路），并確定相關元器件參數。

（b）采用動態驅動的方式，設計單片機并行端口與16×16點陣LED顯示器的驅動電路，主要包括控制點陣LED行和列的連線。

（c）設計單片機與元器件之間的控制連線。

2.2 設計方案

采用AT89C51單片機采用動態掃描的顯示方法輪流點亮，這樣掃描驅動電路就可以實現多行的同名列共用一套驅動器。把所有同行的發光管的陽極連在一起，把所有同列的發光管的陰極連在一起，先送出對應第一行發光管亮滅的數據，然后選通第1行使其燃亮一定次數，然后熄滅；再送出第二行的數據，然后選通第2行使其燃亮相同次數，然后熄滅；以此類推，第16行之后，又重新燃亮第1行，掃描數據依次類推。當次數足夠多時，由于人眼的視覺暫留現象，就能夠看到顯示屏上穩定的數字。硬件電路由單片機復位電路、電源電路、外界晶振電路和16×16點陣LED顯示電路組成，其中復位電路、電源電路、外界晶振電路是讓單片機工作的正常需求。由于本次設計是16×16點陣LED顯示器并行端口驅動，接線過多因而仿真部分采用網絡端口進行連接。

單片機AT89C51內部結構如圖3-2所示，共有P0～P3四個這樣的并行口，特殊功能寄存器是P0～P3，它們實際上是4個八位鎖存器（每個I/O口一個），每個鎖存器附加有相應的輸出驅動器和輸入緩沖器就構成了一個并行口。這P0～P3四個并行口，可提供32根I/O線直接驅動16×16點陣LED顯示器。

外界晶振電路是單片機的心臟，它控制著單片機的工作節奏，其典型值為12MHZ。XTAL1、XTAL2引腳外界晶振和電容組成振蕩器。振蕩器產生的時鐘頻率主要由晶振頻率決定,C1和C2的作用有兩個：其一是使振蕩器起振，其二是對振蕩器的頻率ƒ起微調作用（C1、C2變大，ƒ變小），其典型值為30pF，振蕩器在加電以后月10ms開始起振，XTAL2輸出3V左右的正弦波，振蕩器產生的時鐘送入單片機內部[2]，如圖3-3所示。

本次設計采用上電復位電路，對于AT89C51的上電復位電路，只要在RST復位輸入引腳上接一電容至Vcc端，下接一個電阻到地即可。上電復位的工作過程是在加電時，復位電路通過電容加給RST端一個短暫的高電平信號，此高電平信號隨著Vcc對電容的充電過程而逐漸回落，即RST端的高電平持續時間取決于電容的充電時間。為了保證系統能夠可靠地復位，RST端的高電平信號必須維持足夠長的時間。在圖3-4的復位電路中，隨著Vcc電壓由0V增加到5V，電容C3的上極板電位隨之增加，電容的內電場增強，使C3能吸引更多的電子通過R1到達下極板，從外面看就電流通過C3和R1入地。按電壓在隨著電流方向逐慚降低的原則，電流的出現會在R1端形成一大于0的電位。由于電容的充電逐漸飽和，所以電流會逐漸減小，電位也會逐漸減小。該電位的大小和持續的時間將直接影響到我們的系統能否上電復位。

根據設計要求和硬件框圖設計系統原理圖，如圖3-5所示。

AT89C51采用P0、P1端口縱向驅動16×16點陣LED顯示器，P2、P3端口橫向驅動16×16點陣LED顯示器，其中P0端口內部沒有上拉電阻，不能輸出高電平，所以要接上拉電阻。由于本次設計為16×16點陣LED顯示器在這里采用4個8×8點陣LED顯示器。硬件系統元器件清單如下表3-1所示。

本次設計利用循環語句，外循環每次確定掃描時數組中該顯示的第一個數據且每次移動一位，內循環是在此基礎上的后16位，前8位在P2口輸出，后8位在P3口輸出，隨著每次循環次數增加，從而實現了數字的滾動。程序流程圖如圖3-6所示。

全部程序見附錄