基于單片機的LED漢字顯示屏的設計

2．2 顯示子程序流程圖
顯示子程序流程圖如圖9所示，顯示子程序的運行過程主要是單片機I／O口對外發送數據的過程。程序首先設定了一個局部變量I，并定義其值為0。設定該變量的主要目的是為了確定掃描的行數，以控制I／O口發送相應行的字模數據。經過判斷，如果I值小于15，說明正在掃描顯示器上的某一行，則P0口送出相應的行掃描命令到74HC154芯片，經譯碼后控制顯示器接通相應的行，然后P2、P1送出相應的高、低八位列字模數據，最后關閉列控制以防止殘影，對I值自加1就完成了一個循環。當I>15時，說明全部的16行掃描進行完成，此時顯示器整屏已經出現了需要的圖像，程序執行完成。

2．3 移位子程序流程圖
位移子程序就是讓地址指針自動加2，這樣，當濕示函數執行時，第一行顯示的就是原本第二行要顯示的內容，依次類推，整個字形就好像上移了一行一樣。所以程序運行過程是這樣的：首先讓地址指針自加2，以實現地址指針的移動，然后削定地址指針所指向的地址的值，如果地址指針指向了字模數組的最后一位地址，就要令地址指針歸0，否則，指針順序移動下去，當移出字模數組的范圍后，后面的存儲空間存儲的數據是未知的，就會出現非預期的圖形，例如亂碼或空白。

3 硬件調試與改進
3．1 驅動電路的調試與改進
最初設計方案沒有使用驅動電路，軟件仿真正常。在面包板上依原理圖建立物理連接后，調試中發現LED忽明忽暗，漢字顯示不穩定。經萬用表測量，LED顯示器中單個發光二極管中通過的電流不足1．5 mA，達不到額定的工作電流。確定問題的原因是單片機的驅動電流不足。為解決這一問題，本次設計采用一套利用三級管控制的驅動電路，經試驗，加入到電路中效果良好，上述缺陷得到解決。
3．2 限流電阻的調試與改進
當確定要加驅動電路之后，怎樣用三極管來控制這個電流大小是一個問題。起初通過三極管直接加5 V電壓。一個LED被燒壞，這就需要加要加限流電阻，但是這電阻要加多大呢?分析如下：正常點亮一個LED的電流大約是5～15 mA左右，動態掃描電路，每次每列最多只點亮1個LED，故每個驅動三極管流過的電流按10 mA的電流大小算。通過加不同阻值的電阻，用萬用表測量后發現用4．7 kΩ的限流電阻與8550(PNP型)三極管串聯控制行，用47 kΩ的電阻與8050(NPN型)三極管串聯控制列便可以滿足要求。
3．3 譯碼器的調試與改進
最初設計方案采用軟件編程來實現掃描時的換行控制，雖然硬件電路相對現在的有少許簡單，但是軟件程序確實相當的復雜，后發現只用一個譯碼器就可以大大簡化程序。
3．4 上拉電阻的選擇
設計之處初用單片機的P0口通過譯碼器控制顯示屏的行，插好線后發現單片機不能正常工作，原因是單片機的P0口是比較特殊的。P0口在不接片外存儲器與不擴展I／O口時，可作為準雙向輸入／輸出口。在接有片外存儲器或擴展I／O口時，P0口分時復用為低8位地址總線和雙向數據總線。所以P0口的帶負載能力是比較低的，一般情況下要接一個上拉電阻，所以最后在P0口接了一個10千歐的排阻之后解決了問題。
3．5 消影調試
當所有的線路都連接好后，顯示卻不清晰、有串擾，每行有上一行的重影。在源程序中加入消影程序后可以清晰穩定的顯示。

4 結束語
文中給出了LED漢字顯示屏的系統框圖，各單元硬件電路、軟件設計流程圖及硬件電路的調試流程；詳細闡述了由STC89C52RC芯片、74H C154芯片、晶振電路、復位電路、驅動電路、16x16 LED點陣構成的LED漢字顯示屏系統。所設計的顯示屏可以實現漢字的滾動顯示，顯示的漢字清晰，無串擾，無重影。