基于STM32的LED点阵显示设计
摘要：在现实生活中，随着当今社会的迅速发展，LED显示屏作为新型信息媒体在当今社会上的应用越来越广泛，该文就LED点阵显示的研究设计，提出了基于STM32单片机滚动显示的16times;16LED显示屏的设计方案。LED点阵显示使用方便，显示图形文字稳定清晰，有良好的市场价值，实际用途高。
关键词：LED显示屏；STM32单片机；滚动显示
1 文献综述
刘艳玲（1999）采用MAX32接口来实现MCS-51单片机与PC机的点对点串行通信程序设计，为串行通信带来了可靠的性能及低廉的价格。利用串行通信来传输数据信息，其优点是只需一对传输线进行传送信息、成本低，适用于远距离通信，但是传送速度低。陈莉（2012）利用STC89C52RC单片机为主要核心以及74HC154为译码器和PNP型三极管8550构成行驱动电路、NPN型三极管8050构成列驱动电路等构成LED汉字显示屏系统。所设计的显示屏可以实现汉字的滚动显示，显示的汉字清晰、无串扰、无重影。徐洋、马跃（2013）对STM32F103系列微控制器的IAP（在应用程序编程）进行了研究，并通过蓝牙串口完成无线IAP方案，能够完成无线的软件更新，但下载方式单一，下载速度不快，而且仅使用了ymodem传输方式。所以在此基础上可以使用其他无线方案和更多的传输方式。张波、丁乐（2017）选用STC15F2K60S2单片机为控制核心，通过74HC138芯片构成译码器进行行控制，74HC595串接以串入并出方式进行列控制，利用字模软件可直接提取字的点阵，然后直接复制到显示代码即可。李红玲、高晓阳、张华等人（2019）主要以AT89C51单片机作为LED点阵显示屏的控制核心的设计。选用滚动显示——点阵LED滚动显示是一种集光电技术、计算机技术和电子电力技术于一体的最新的信息显示技术，使传递信息方便快捷，显示清晰，性能价格比高。吴强、杨文丽、黄光华（2019）主要采用LED书写显示，其设计可以进行屏幕循环显示、全屏擦除、屏幕反显，又可以用光电三极管进行笔画擦除和笔画点亮等手动书写功能。Zhi Li（2019）利用STM32为控制核心，通过线阵CCD和电机巡检来控制小车的跟踪设定路线，用DHT11传感器来采集烟的浓度、温度、湿度看是否超过设定值，利用距离测距的方法来躲避障碍物来制作智能检测车，节省了人力物力，增加了安全性。
2 设计方案
根据对已阅读的文献和其他资料的查阅，现设计大概的方案，如下：
- 列驱动电路
选用74HC595作为列驱动电路，74HC595是8位串行输入，并行输出的芯片，8位并行输出为三态输出，其传递延迟时间很短，支持高速串行连接。在串行输入时钟信号SCK上升延时，数据从串行数据口输入一位到内部的八位位移缓存器，原来位移缓存器的最后一位由串行数据输出端输出，这样设计可以很方便地实现级联；平行输出缓存器的数据读取时钟信号LCK 上升延时，八位平行输出缓存器会读取八位位移缓存器上的数据，从并行输出端输出。74HC595芯片最重要的优点就是它有数据存储寄存器，输出寄存器可直接清除，在移位的时候能保持输出端数据保持不变，使得数码管不会出现闪烁的情况。比如串行输入8位数转变成并行输出8位数，则控制的对应的一个8位数码管将不会闪烁，便于数码管的稳定显示。
- 行驱动电路
选用74HC138作为行驱动电路，74HC138 是3线－8线译码器，输入端数据从000—111变化，八输出端中对应输出端低电平输出，其余为高电平，完成变量译码。利用使能端两片74HC138可构成4线-16线译码器。D4953 是驱动芯片，内部包括两个独立的、P沟道金属氧化物场效应管，具有超低的导通电阻，适合用LED显示屏和LED显示器驱动，也可用来做负载开关或者PWM开关。
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