无锡职业技术学院 朱文博 徐 燕 乐明于

基于STM32单片机的LED广告牌它的设计方案主要使用了一款由st公司生产的STM32单片机。以stm32单片机为主要的控制驱动器来驱动了LED显示装置的显示和使用。显示功能主要事依由led显示装置上的若干个led灯利用扫描的方式来显示一连串的文字，或者数字图形等功能。而扫描功能其基于了若干个8位串行输入、并行输出的位移缓存器：74HC595。使用它使得我们可以用很少的驱动接口来驱动像广告牌这样需要多个接口驱动的装置。

LED显示是20世纪80年代末在世界范围内迅速发展起来的一种新型信息显示媒体，它采用点矩阵模块或像素单元构成大面积的表面显示，具有性能稳定、使用寿命长、环境适应能力强等特点，平板显示器作为平板显示器的主要产品，由于其高性价比和低成本，在信息显示领域得到了广泛的应用。20世纪60年代还没有发展起来，70年代随着半导体材料合成技术的研究进展，单晶生产技术和p-n连接技术提高了LED在光输出颜色和亮度方面的性能，并迅速开始批量生产和实际应用，进入80年代以后，LED在波长和性能方面有了很大的提高开始形成平板产品，即LED显示屏。LED显示屏在生活的每一个角落，可以说是每个人每天都离不开它，因此有必要了解LED显示屏的工作原理。

1 Led显示装置的构成

1.1 SM74HC245

SM74HC245主要用于大屏幕和其他电子消费品。SM74HC2455是一种高速CMOS器件，与TTL（LSTL）系列兼容。SM74HC245是一种三模八通道信号双向收发器，带有两个控制终端（OE、DIR）；如果高，则数据流方向为a->B；如果低，则数据流方向为B->a；OE是初始状态控制终端，如果OE电平高，则输出电平高；如果OE电平低，则数据传输正常，其任务是增加LED屏驱动。

1.2 74HC595

他是一个功能非常强大的移位缓存器，由SCK信号脚控制数据信号输入的脉冲，信号输入的零或者一都是SDL角决定的。由SCK与SDL角共同控制信号的输入。由OE的控制整个单片机的输出。操作移位的时钟脚SCK一位一位的向芯片写入数据多余的数据会溢出到下一个74HC595的芯片当中当，当使能信号输出时即可输出指定的引脚状态出去。

1.3 两个38译码器74LS138

通过4个引脚来操控16行的亮灭，而其中上下两屏幕公用了16行的亮灭线，所以通过a、b、c、d四个引脚控制了32行的两灭。

1.4 单片机介绍

STM32F103C8T6是一款基于ARM Cortex-M内核STM32系列的32位的微控制器，程序存储器容量是64KB，我们用他来控制led灯的运行。

1.5 GT21L16S2W芯片

GT21L16S2W是一款内含11X12点阵和15X16点阵的汉字库芯片，支持GB2312国标简体汉字（含有国家信标委合法授权）、ASCII字符及GB2312与Unicode编码互转表。用户可以计算芯片中字形的地址，使用芯片手册提供的方法，通过字母内部编码，连续读取地址中的网格信息。本字库芯片包含GT快速拼音输入法码本。在数字键盘的IT产品中实现汉字。

使用GT21L16S2W芯片的原因是方便使用者去改变显示的显示数据。一般来讲如果没有字库芯片的话，使用者想要显示新的内容的话就需要自己取显示码很不方便。但是如果用字库芯片的话只需要输入对应的ASCII码值程序内部通过计算立马就可以显示想要显示的内容。

2 软件驱动部分

2.1 SPI通讯

SPI是串行外围设备的缩写，是摩托罗拉的产品SPI通信原理非常简单，它工作在主从模式，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，至少需要四条线路，实际上，也可以使用三个（单向街道），它们是SDI（数据输入）、SDO（数据输出）、SCLK（时钟）和CS（芯片选择）（65288；1）SDO/MoSi主设备数据输出，从设备输入65288；2）SDI/miso主设备数据输入，从设备输出652883；3）由主设备658生成的SCLK时钟信号；4）CS/SS从信号，由主设备控制。如果有多个从设备，由于每个从设备都有一个芯片选择自旋连接到主设备，我们必须向下或向上拖动与从设备相对应的芯片选择工作的级别。需要注意的是，有四种不同的SPI通信模式。不同的从设备可以在某个不能改变的操作模式下配置；但是第一个假校验与通信双方相同，所以我们可以通过CPOL（beat polarity）和CPHA（beat phase）配置主机的SPI模式。

2.2 SPI驱动程序的编写

2.3 显示装置驱动的编写

2.4 设计思路

使用单片机按照芯片逻辑写入数据，采用刷新显示的办法显示字体。从中显示字体使用了一个字库芯片，我们主要使用单片机来读取内部的字形码显示到显示屏上。因为单独用记录字形的方式并不能让我们随性所欲的显示内容。芯片采用了spi通讯，我们配置了单片机外设spi来读取数据，将读取的数据采用扫描的方式显示到LED屏幕上。

结语：本次我们使用了STM32单片机和若干接口芯片实现了一个LED显示装置。使用它我们显示了文字，显示了时间并且根据对程序的修改还可以显示各种不同的内容。在人们的生活中LED显示装置用的最多的就是现实广告了，因此它具有一定的实际价值。从中我们还学会了使用一系列的接口芯片例如74HC595移位缓存器，它很好的减少了我们的对于io资源的要求可以说在很多的场景下都可以用到，例如数码管现实装置。学习了基于STM32单片机的LED现实装置不仅了解了STM32单片机的一系列外设，还理解了一些基本的算法和外设，对于学习其他的电子设备有很大的帮助。