四字LED點陣顯示屏的制作

時間：2012-10-18 16:38:22

關(guān)鍵字： LED點陣顯示屏 BSP 電平硬件

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[導(dǎo)讀]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

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(biāo)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(jī)的P0 P2口接點陣的16個行，然后第0列送高電平。單片機(jī)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(dá)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(zhuǎn)并口的移位寄存器，可以達(dá)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(jì)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(jī)，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(kuò)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)。

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(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(qiáng)?？梢詫崿F(xiàn)復(fù)雜運算，函數(shù)化結(jié)構(gòu)，可以直接進(jìn)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。

圖7

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

圖8

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(jī)，外接最小系統(tǒng)(晶振和復(fù)位)，并引出九根線控制線。比較簡單，這里采用萬能實驗板制作，如圖9 所示。

圖9 實物照片

顯示結(jié)果如圖10 所示。