隨著LED的快速發(fā)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(nèi)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(xiàn)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(fā)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(xiàn)在P0 P2的16個口中那個口有低電平，其相應(yīng)的LED亮，現(xiàn)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(guān)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(fù)從第0列循環(huán)。利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，感覺顯示的是穩(wěn)定的漢字。

圖2 8x8點陣的原理圖

　　二、采用行掃描列送數(shù)方式

　　我們在這里采用行掃描列送數(shù)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(shù)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(huán)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(xiàn)，如圖4所示。

　　行掃描共用五根線實現(xiàn)（A、B、C、D和使能端G1），其中D為塊138的E3和第二塊138的E1并接，G1為塊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(zhuǎn)并口的移位寄存器，可以達到用一根線就可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸，這在硬件上無疑是非常經(jīng)濟的。這樣各行的顯示就分成了兩部分既數(shù)據(jù)的傳輸和數(shù)據(jù)顯示。但是串行傳輸缺點就是慢，需等待數(shù)據(jù)傳送完成，才打開相應(yīng)的行，為解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的同時送下一行的數(shù)據(jù)。這樣硬件就需要有鎖存的功能。

　　經(jīng)上述分析。列儲存器應(yīng)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(shù)據(jù)打入鎖存器顯示時，串13寄存器就開始下一行的數(shù)據(jù)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(nèi)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(wěn)定。同時采用P2"O~P2'3做行循環(huán)掃描，P247為譯碼器的使能端，P1"5為發(fā)數(shù)控制信號，TXD為移位脈沖輸出端，RXD為顯示數(shù)據(jù)輸出端。P0、P2暫時空閑。用于擴展系統(tǒng)ROM和RAM.顯示原理圖如圖5（僅參考并非真實電路圖）。

　　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(qū)動三極管為8550.

　　四、軟件設(shè)計

　　軟件流程圖如圖6所示。

圖6軟件流程圖

　　軟件的設(shè)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?？梢詫崿F(xiàn)復(fù)雜運算，函數(shù)化結(jié)構(gòu)，可以直接進行位運算，非常適合初學(xué)者學(xué)習(xí)等優(yōu)點。所以本程序采用C語言編寫。在KEIL 51環(huán)境下調(diào)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。

　　注：由于點陣的接線用了網(wǎng)絡(luò)標號，所以屏中出現(xiàn)了八條紅色的豎線，影響了仿真效果。

　　五、硬件的焊接與調(diào)試

　　顯示部分采用一塊帶驅(qū)動電路，主控板一塊，顯示板由于線路復(fù)雜、接線多、所以采用雙面布線。

　　主控板其實就一個STC89C52 的單片機，外接系統(tǒng)（晶振和復(fù)位），并引出九根線控制線。比較簡單，這里采用實驗板制作，如圖9 所示。

圖9 實物照片

　　顯示結(jié)果如圖10 所示。

圖10 顯示結(jié)果示意

　　結(jié)束語

　　需要說明的是，該顯示屏的不足之處就是漢字的編碼和程序一起燒上。顯示內(nèi)容修改還需重新再燒。如有高手能編寫上位機軟件與單片機通信，利用PC 機在線修改顯示內(nèi)容，則會使條屏更加簡單實用。