四字LED點陣顯示屏的制作

隨著LED的快速發展，大街小巷到處都可見到行行色色LED廣告屏。它以其高亮度，低功耗。顯示內容易改等特點備受青睞，于是筆者動手制作了一個四字LED點陣顯示屏，現介紹給大家，以供參考。

一、顯示漢字原理

我們以UCDOS中文宋體大字庫為例，如圖1所示。每一個字由16行16列的點陣組成顯示。

即國標漢字庫中的每一個字均由256點陣來表示。

我們可以把每一個點理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示256像素的圖片。

圖1顯示宋體大字實例。

圖2是8X8點陣的原理圖。其實就是64個發光二極管。以8X8矩陣的形式連接在一起，要完整顯示一個漢字需要256個像素點，所以要四塊8×8點陣拼起來用，變成16×16個點。其點陣顯示的原理是將51單片機的P0 P2口接點陣的16個行，然后第0列送高電平。單片機是低電平有效。也就是說現在P0 P2的16個口中那個口有低電平，其相應的LED亮，現在還以大為例P0 El送11011111,P2 El送1111 1111既PO=0xdf,P2=0xff,然后延時一段時間，關閉第0列，打開第1列，既送高電平，此時P0=0xdf.P2=0xbf,再延時一段時問……一直到16列送完。再重復從第0列循環。利用人眼的視覺暫留效應，感覺顯示的是穩定的漢字。

圖2 8x8點陣的原理圖

二、采用行掃描列送數方式

我們在這里采用行掃描列送數的方式(如圖3所示)，有點陣的行線接在一起，變成了16根行線。

圖3行掃描列送數框圖

掃描16根行線達到整屏掃描的效果，硬件可以采用4線--16線譯碼器74LSl54,代替PO、P2的循環掃描，由于筆者手頭沒有74LSl54故采用兩個3線--8線的譯碼器74LSl38串接實現，如圖4所示。

行掃描共用五根線實現(A、B、C、D和使能端G1)，其中D為第一塊138的E3和第二塊138的E1并接，G1為第一塊138的E2和第二塊138的E2并接。(低電平有效)。

列上我們用串口轉并口的移位寄存器，可以達到用一根線就可以實現數據的傳輸，這在硬件上無疑是非常經濟的。這樣各行的顯示就分成了兩部分既數據的傳輸和數據顯示。但是串行傳輸缺點就是慢，需等待數據傳送完成，才打開相應的行，為解決串行傳輸中列數據傳輸和顯示時間的矛盾問題，可以采用重疊的方法。即顯示一行數據的同時送下一行的數據。這樣硬件就需要有鎖存的功能。

經上述分析。列儲存器應具備兩種功能：一是串入并出的移位功能，二是具有并行鎖存的功能。所以筆者采用了具有串入并出并帶有鎖存的移位寄存器74LS595.這樣，本行的顯示數據打入鎖存器顯示時，串13寄存器就開始下一行的數據的移位。從而不會影響本行的顯示時間，大大的提高了顯示的亮度。

三、硬件選擇

主控芯片選擇的是STC89C52單片機，內部帶有8k的儲存儲存空間，采用12MHz的晶振。提高刷新頻率，使顯示更加穩定。同時采用P2O~P2'3做行循環掃描，P247為譯碼器的使能端，P15為發數控制信號，TXD為移位脈沖輸出端，RXD為顯示數據輸出端。P0、P2暫時空閑。用于擴展系統ROM和RAM.顯示原理圖如圖5(僅參考并非真實電路圖)。

圖5

主要元器件的選擇：行掃描芯片為兩塊74LSl38.移位寄存器為74LS595,晶振為12MHz,點陣限流電阻為470Q(改變大小可改變屏的亮度)。行驅動三極管為8550.

四、軟件設計

軟件流程圖如圖6所示。

圖6軟件流程圖

軟件的設計主要由主程序，初始化子程序，中斷掃描子程序，顯示程序等組成。C語言由于具有移植性強。可以實現復雜運算，函數化結構，可以直接進行位運算，非常適合初學者學習等優點。所以本程序采用C語言編寫。在KEIL 51環境下調試，PROTEuS下仿真。

部分程序解釋如下：

初始化程序：

中斷掃描程序：

程序仿真效果圖如圖7所示。

圖7

注：由于點陣的接線用了網絡標號，所以屏中出現了八條紅色的豎線，影響了仿真效果。