基于單片機的16x64點陣LED顯示屏的設計

　　由于16x64點陣顯示器有16行，為充分利用單片機的接口，本電路中加入了一個4-16線譯碼器74LS154，其輸入是一個16進制碼，解碼輸出為低態掃描信號，它們的管腳示意圖如圖4所示。把74LS154的G1和G2引腳接地，然后以A、B、C、D四腳為輸入端。就會形成16種不同的輸入狀態，分別為0000～1111，然后使每種狀態只控制一路輸出，即會有16路輸出。

　　如果一行64點全部點亮，則通過74LS154的電流將達640 mA，而實際上，74LS154譯碼器提供不了足夠的吸收電流來同時驅動64個LED同時點亮，因此，應在74LS154每一路輸出端與16x64點陣顯示器對應的每一行之間用一個三極管來將電流信號放大，本文選用的是達林頓三極管TIP127。這樣，74LS154某一輸出腳為低電平時，對應的三極管發射極為高電平，從而使點陣顯示器的對應行也為高電平。

　　2．2 場掃描驅動

　　本系統場掃描驅動電路的設計可用串入并出的通用集成電路74HC595來作為數據鎖存。74HC595是一個八位串行輸入三態并行輸出的移位寄存器，其管腳見圖4所示，其中SI是串行數據的輸入端，RCK是存儲寄存器的輸入時鐘，SCK是移位寄存器的輸入時鐘，Q'H是串人數據的輸出，G是對輸人數據的輸出使能控制，QA～QH為串入數據的并行輸出。從SI口輸入的數據可在移位寄存器的SCK腳上升沿的作用下輸入到74HC595中。并在RCK腳的上升沿作用下將輸入的數據鎖存在74HC595中，這樣，當G為低電平時，數據便可并行輸出。為了避免與PC機串口輸入的數據相互干擾，也可使用模擬串口P1．4~P1．7來分別輸出串行數據、移位時鐘SCK、存儲信號RCK和并行輸出的使能信號G。

　　為了消除電源電壓的波動及行掃描管壓降(第一行點亮的點數不同，將引起管壓降的變化，從而影響通過LED管的電流)的變化對LED顯示屏亮度的影響，設計時可采用列恒流驅動電路，可選用三極管8550和外圍元件構成列恒流驅動電路，并通過調整100 kΩ可調電阻使三極管處于放大狀態，同時將集電極電流調整為10 mA，從而使點亮對應點陣時通過LED的電流不變

　　2．3 掃描顯示工作過程

　　將8片74HC595進行級連，可共用一個移位時鐘SCK及數據鎖存信號RCK。這樣，當第一行需要顯示的數據經過8x8=64個SCK時鐘后便可將其全部移入74HC595中，此時還將產生一個數據鎖存信號RCK將數據鎖存在74HC595中，并在使能信號G的作用下，使串入數據并行輸出，從而使與各輸出位對應的場驅動管處于放大或截止狀態；同時由行掃描控制電路產生信號使第一行掃描管導通，相當于第一行LED的正端都接高，顯然，第一行LED管的亮滅就取決于74HC595中的鎖存信號；此外，在第一行LED管點亮的同時，再在74HC595中移入第二行需要顯示的數據，隨后將其鎖存，同時由行掃描控制電路將第一行掃描管關閉而接通第二行，使第二行LED管點亮，以此類推，當第十六行掃描過后再回到第一行，這樣，只要掃描速度足夠高，就可形成一幅完整的文字或圖像。

　　3 軟件系統設計

　　本系統的軟件設計流程圖如圖5所示，該顯示程序以常用的左移為例來進行設計。

　　4 結束語

　　經過實際應用證明，本顯示屏可以作為信息顯示裝置。用于公共場所來進行信息顯示，而且具有工作穩定、字符清晰、亮度適中等特點。若所顯示的信息較為簡單，也可直接將信息代碼拷入單片機中，還可以通過外擴儲存器的方式來增加顯示的信息量。