基于单片机的LED汉字显示屏的设计与仿真

  • 文章关键词:
  •     研究了基于AT89C51单片机16×16 LED汉字滚动显示屏的设计与运用Proteus软件的仿真实现。主要介绍了LED汉字显示屏的硬件电路、汇编程序设计与调试、Proteus软件仿真等方面的内容,本显示屏的设计具有体积小、硬件少、电路结构简单及容易实现等优点。能帮助广大电子爱好者了解汉字的点阵显示原理,认识单片机的基本结构、工作原理及应用方法,并提高单片机知识技术的运用能力。
    关键词:单片;LED;点阵;汉字显示


    O 引言
        LED显示屏是利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。并广泛的用于公交汽车、商店、体育场馆、车站、学校、银行、高速公路等公共场所的信息发布和广告宣传。LED显示屏发展较快,本文讲述了基于AT89C51单片机16×16LED汉字点阵滚动显示的基本原理、硬件组成与设计、程序编写与调试、Proteus软件仿真等基本环节和相关技术。


    1 硬件电路组成及工作原理
        本产品采用以AT89C51单片机为核心芯片的电路来实现,主要由AT89C51芯片、时钟电路、复位电路、列扫描驱动电路(74HCl54)、16×16LED点阵5部分组成,如图1所示。其中,AT89C51是一种带4kB闪烁可编程可擦除只读存储器(Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory,FPEROM)的低电压、高性能CMOS型8位微处理器,俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造,工业标准的MCS一5l指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中,能够进行1 000次写/擦循环,数据保留时间为10年。他是一种高效微控制器,为很多嵌人式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。因此,在智能化电子设计与制作过程中经常用到AT89C51芯片。时钟电路由AT89C5l的18,19脚的时钟端(XTAI l及XTAL2)以及12 MHz晶振X、电容C2、C3组成,采用片内振荡方式。复位电路采用简易的上电复位电路,主要由电阻R,R2,电容C,开关K组成,分别接至AT89C51的RST复位输入端。LED点阵显示屏采用16×16共256个象素的点阵,可通过万用表检测发光二极管的方法测试判断出该点阵的引脚分布。
        我们把行列总线接在单片机的I/0口,然后把上面分析到的扫描代码送入总线,就可以得到显示的汉字了。但是若将LED点阵的行列端口全部直接接入89S5 1单片机,则需要使用32条I/0口,这样会造成I/0口资源的耗尽,系统也再无扩充的余地。因此,我们在实际应用中只是将LED点阵的16条行线直接接在P0口和P2口,至于列选扫描信号则是由4—16线译码器74HCl54来选择控制,这样一来列选控制只使用了单片机的4个I/O口,节约了很多I/O口资源,为单片机系统扩充使用功能提供了条件。考虑到P0口必需设置上拉电阻,我们采用4.7 kΩ排电阻作为上拉电阻。汉字扫描显示的基本过程是这样的:通电后由于电阻R,电容c1的作用,使单片机的RST复位脚电平先高后低,从而达到复位;之后,在C、C3、X以及单片机内部时钟电路的作用下,单片机89C51按照设定的程序在P0和P2接口输出与内部汉字对应的代码电平送至LED点阵的行选线(高电平驱动),同时在P1.1,P1.2,P1.3,P1.4接口输出列选扫描信号(低电平驱动),从而选中相应的象素LED发光,并利用人眼的视觉暂留特性合成整个汉字的显示。再改变取表地址实现汉字的滚动显示。

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