LED显示屏控制系统 第13页
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一行显示时间内保持行号的稳定，行号需经锁存器锁存。采用译码器方
案，保证同一时刻选通一条行线，达到显示的稳定性。
图5-3行扫描驱动原理
行扫描驱动电路基本由74HC123双重触发器、74HC138译码器以及门
电路组成。行地址译码电路的基本工作方法是通过3-8线译码器74HC138
产生8个行选信号，经驱动后控制行驱动板的工作。由于采用动态扫描
的方式，所以需要采用74HC123触发器。需要指出的是，点阵显示屏可
以显示12行16*16点阵字，一行字占用16个行信号。为了提高扫描速
度，系统采用每2行字的相应行由一个行信号控制，这样的话尽管这个
显示屏有12行，但逻辑上只需6个行信号即可。
图5-4行扫描电路图
单
片
机
锁
存
器
3/8
译
码
器
行驱动
列驱动吉林大学硕士学位论文
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显示数据存按8bit一个字节的形式顺序排放，显示时把一行中各列
的数据都传送到相应的列驱动器中。系统采用串行传输的方法，首先，
单片机从存储器中读出8bit并行数据进行并串转换，按顺序一位一位的
输出给列驱动器。与此同时，列驱动器中每一列都把当前数据传向后一
列，并从前一列接收新数据，当一行的各列数据都已经传输到位，这一
行的各列才能并行的进行显示。硬件具体采用74HC595移位寄存器，其
具有一个8bit串入并出的移位寄存器和一个8bit输出锁存器结构，而
且移位寄存器和输出锁存器的控制是各自独立的，对于列数据准备来说，
其能够实现串入并出的移位功能，对于列数据的显示来说，具有并行锁
存的功能。这样本行已经准备好的数据打入并行锁存器进行显示时，串
并移位寄存器就可以准备下一行的列数据，而不会影响本行的显示。列
驱动电路如下图：
图5-5采用74HC595列驱动电路图
由74HC595组成的列驱动器中，第一片列驱动器的SER端连接单片
机输出的串行列显示数据，其Q7端连接下一片的SER端，各片相应的
SRCLK、SRCLR、RCLK端分别并联，作为统一的串行数据移位信号、串行
数据清除信号和输出锁存器打入信号。这样的结构，使得串行移位能把
显示数据依次输入到相应移位寄存器输出端，移位过程结束后，控制器吉林大学硕士学位论文
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输出RCLK打入信号，各列显示数据一起打入相应的输出锁存器，通过选
通相应的行，该行的各列就按照显示数据的要求进行显示。
由于系统设计时采用每两行字即每32行LED共用一个控制器，上下
两部分各16行。当上部分1行384列的数据准备好之后，先不打入其输
出锁存器，也先不选通该行，而是继续为下半部分的同名准备数据，当
上下部分同名行的列数据也准备好之后，才把它们一起打入各自的输出
锁存器，并发出该行的选通信号。在电路安排上，上下两部分的列串行
数据输入端是并连的，两部分的RCLK信号和SRCLR信号也是并连的，而
SRCLK信号是分开控制的。当SER线上是上半部分的列数据时，由上半部
分的SRCLK进行移位，移位384次之后，下半部分的SRCLK信号再开始
工作，处理过程与上半部分相同。
图5-6各片列驱动器输入串行移位过程
5.2.3控制信号
为了使显示屏正常工作，需要有各种控制信号。除了行选通信号、
列数据移位信号、列数据输出锁存器打入信号外，还要考虑产生上下部
分在时间上错开的SRCLK信号，在接收上位机发来的显示数据时，由于
执行串行通信程序同时无法兼顾显示程序，所以需要一个清屏信号把显
示屏关闭。
第N行384列数
据
第N+1行384列
数据
第N行376列数
据
第N+1行376列
数据
第N行前8列数
据
第N+1行前8列
数据吉林大学硕士学位论文
5.2.3.1区分上下部分的控制信号
上下部分的控制，在时间上先准备上半部分某行的各列数据，然后
再准备下半部分同名行各列数据，准备好后一起打入列锁存器，并同时
选通上下两部分的同名行。由于上下两部分的列数据是串行安排的，所
以并入串出移位寄存器上不会发生矛盾。
当上下部分的列数据全部移位操作完成之后，采用单片机控制口
INT0发出各列显示驱动器74HC595的RCLK信号，将准备好的列显示数据
打入相应的输出锁存器。然后给出行号，选通当前行进行显示。
5.2.3.2清屏信号
清屏信号利用向地址0001H写一无效操作，通过74HC138的相应译
码输出端送出清屏信号。
§5.3硬件控制模块驱动
LED显示屏硬件控制模块的驱动主要由控制程序完成，主要包括主程
序、并入/串出置数子程序、行译码子程序、扫描显示程序、串行中断服
务子程序。
主程序负责对各功能子程序模块进行有效的组织管理，按要求读出
显示数据并产生需要的控制信号。基于应用的具体要求，本LED图文显
示屏的显示数据为固化在EPROM之中的固定数据。固化的显示数据在开
机时进行显示，直到单片机接收到上位机下载的显示数据之后，改为显
示新收到的数据。其显示过程为先从EPROM中把整个显示数据读到RAM
中，然后再从RAM读出进行显示。设计固化数据显示，可以离开对上位
机的实时依赖，根据实际应用情况避免资源的浪费。
串行中断子程序采用接收中断启动，然后查询接收接收所有数据的
工作方式。在处理串行通信的过程中，若传输失败，则直接从中断服务
子程序中跳出，不修改显示缓冲区内容；如果传输接收成功，则储存信
息并修改显示缓冲区内容。如图所示：
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