AT89C51单片机的LED显示屏设计方案

时间:2022-03-17作者:佚名

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。

2 汉字的点阵显示原理及字库代码获取方法

我们以UCDOS中文宋体字库为例,每一个字由16行16列的点阵组成显示。即国标汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。我们可以把每一个点理解为一个象素,而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字,也可以显示在256象素范围内的任何图形。如查用8位的AT89C51单片机控制,由于单片机的总线由8位,一个字需要拆分为2个部分,如图2所示

为了弄清楚汉字的点阵组成规律,首先通过列扫描方法获取汉字的代码。汉字可拆分为上部和下部,上部由8×16点阵组成,下部也由8×16点阵组成。本例通过列扫描方法首先显示左上角的第一列的上半部分,即第0列的P00~P07口,方向为P00到P07,显示汉字“我”时,为全灭,第一列的下半部分也为全灭。第二列的上半部分P06、点亮,由上往下排列,为:PO.0灭,PO.1灭,P0.2灭PO.3灭,PO.4灭,P0.5灭,P0.6亮,P0.7灭。即二进制00000010,转换为十六进制为02h.上半部第二列完成后,继续扫描下半部的第二列,为了接线的方便,我们仍设计成由上往下扫描,即从P27向P20方向扫描,从图3可以看到,这一列P23亮,即为00001000,十六进制则为08h.依照这个方法转向第三列、第四列,……,直至第十六列的扫描,一共扫描32个8位,可以得出汉字“我”的扫描代码为:

00H,02H,08H,06H,28H,02H,24H,22H

0FCH,3FH,24H,2 1H,20H,10H,3CH,08H

0E2H,07H,20H,0AH,0E4H,11H,0A8H,20H

20H,30H,00H,00H,00H,00H,00H,00H

相关阅读

桥梁亮化工程做到这四点才能达到交付标准

桥梁不仅是枢纽,也代表着城市的经济发展影响力和高科技水平。 桥梁亮化工程 是夜景照明与桥梁艺术的有机结合,既突出了桥梁的美观性和艺术性,又与桥梁附近的艺术融为一体。...
2022-08-04
桥梁亮化工程做到这四点才能达到交付标准

景观光污染的控制

各国对于光污染关注程度不同,法律约束差别也非常大。在欧美许多国家,曾经有过城市亮化 的兴盛期,亮化之后察觉到了危害,接受了深刻的教训。在欧美和日本,光污染的问题早已...
2022-07-15

打造园林夜景灯光工程要满足这三个要求

园内有茂密的绿草,花草树木繁茂,空气清新,是群众文化娱乐和活动的主要场所。当夕阳西下,天空慢慢变暗时, 园林夜景灯光工程 营造的照明效果,可以让景观照明环境更加优雅...
2022-08-01
打造园林夜景灯光工程要满足这三个要求

新标准推动储能技术腾飞,助力能源变革

随着全球能源转型和“碳中和”目标的推进,储能技术成为实现绿色低碳发展的重要支撑。为了确保储能系统的安全性、可靠性和高效性,近年来陆续发布了一系列国家标准。...
2024-08-19
新标准推动储能技术腾飞,助力能源变革

立交桥照明设计重在表现其不同的个性

立交桥形式多样,有的简洁明快,线条流畅,充满时代气息,现代感强;每个立交桥都有自己的特点。因此,在进行 立交桥照明设计 时,要了解立交桥的文化背景、主要特点和独特个...
2022-09-21
立交桥照明设计重在表现其不同的个性

热销商品

电工胶带绝缘胶带PVC电胶布防水阻燃超粘耐温黑胶布汽车线束胶带

电工胶带是一款专业的电力电工用材,具备绝缘、PVC材质特性,可有效保障电气线路绝缘性能,防止电流外泄引发漏电风险。其采用防水、阻燃、超粘、耐温等设计,能适应复杂...
¥ 2.4

国标包塑金属软管穿线波纹管电线套管蛇皮护线管16 20 25 4分 6分

国标包塑金属软管(又称穿线波纹管、电线套管、蛇皮护线管)是一种广泛应用于电气布线、机械设备及自动化系统中的柔性保护套管。其内层为优质镀锌钢带,外层覆以阻燃PV...
¥ 1.2

四氟包覆/FEP/PTFE包覆胶O型圈全氟醛FFKMO型圈耐化学腐蚀氟胶

四氟包覆(FEP/PTFE)O型圈及全氟醚(FFKM)O型圈是高性能密封解决方案,专为极端化学环境设计。FEP或PTFE包覆氟橡胶(FKM)芯材的O型圈兼具外层优异的耐化学腐蚀性、抗溶胀性...
¥ 5

管卡安装片 排水管固定悬吊卡丝固定件 角钢角码连接底座 方钢卡

管卡安装片、排水管固定悬吊卡、丝固定件、角钢、角码、连接底座及方钢卡是建筑给排水系统中常用的管道固定与支撑组件。这些配件通过组合使用,可牢固固定各类排水...
¥ 0.8

雷士照明嵌入式led筒灯高显色RA95全铝家用天花吊顶桶灯孔灯米月

该款雷士照明嵌入式LED筒灯融合高显色(RA95)技术,具备出色光线表现,能精准还原不同色光环境,使光源色彩还原度高、视觉细腻,显著提升照明效果。采用全铝材质制作,耐用性...
¥ 8.36

网站栏目