湖南科技大學信息與電氣工程學院 席在芳 易 暢 令狐強 龍琦玉

基于AT89C52的LED點陣漢字顯示屏設(shè)計

湖南科技大學信息與電氣工程學院 席在芳 易 暢 令狐強 龍琦玉

設(shè)計了一款基于AT89C52單片機的LED漢字顯示屏，以74HC138譯碼器作為驅(qū)動部件以及16×16的點陣作為顯示部件，采用C語言進行編程，代碼結(jié)構(gòu)簡單且執(zhí)行效率高。實物實驗證明LED漢字顯示屏以簡單的電路結(jié)構(gòu)及簡潔的軟件編程實現(xiàn)了LED動態(tài)漢字顯示，成本低廉，操作方便并且實用性強。

LED漢字顯示屏；單片機；譯碼器；點陣字模

引言

LED顯示屏是在八十年代后期迅速發(fā)展起來的一種新型信息顯示媒體，它是利用發(fā)光二極管所構(gòu)成的像素單元或點陣模塊來組成顯示屏幕，有可靠性高、環(huán)境適應能力強、價格性能比高、使用壽命長、使用成本低等特點，在短短的幾十年中，迅速地成長為屏幕顯示的主流產(chǎn)品之一，在信息顯示的領(lǐng)域得到了廣泛的應用和發(fā)展[1]。

論文設(shè)計了一款基于AT89C52單片機的LED漢字顯示屏，其由AT89C52單片機作為系統(tǒng)控制核心，采用C語言進行編程，代碼結(jié)構(gòu)簡單且執(zhí)行效率高。該LED漢字顯示屏以簡單的電路結(jié)構(gòu)及簡潔的軟件編程實現(xiàn)了LED動態(tài)漢字顯示，成本低廉，操作方便并且實用性強。

1.總體系統(tǒng)組成方案設(shè)計

以單片機AT89C52為核心，用單片機的P0口和P3口來控制LED漢字顯示屏的行，通過兩個74HC138的級聯(lián)來掃描LED漢字顯示屏的列，從而來達到在顯示屏上顯示漢字的功能。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，其主要的最基本組成部分應包括：微處理器單元AT89C52、74HC138，時鐘電路，復位電路和電源電路等模塊組成。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖

2.硬件電路設(shè)計

2.1 主控電路

本設(shè)計使用的主控電路是AT89C52的最小系統(tǒng)電路，AT89C52是一種低功耗、高性能的微控制器。主控電路包括：主芯片AT89C52、電源電路、時鐘電路、復位電路。本系統(tǒng)使用外部11.0592MHz晶振作為時鐘源，其余的I/O口做簡單的輸入輸出口使用。

2.2 復位電路

AT89C52單片機的復位電路如圖2所示，為了保證系統(tǒng)可靠地復位，復位電路應使引腳RST保持10ms以上的高電平。復位電路帶有上電自動復位功能，當電路上電時，由于C1電容兩端的電壓值不能突變，電源+5V會通過電容向RST提供充電電流，因此在RST引腳上產(chǎn)生一高電平，使單片機進入復位狀態(tài)。隨著電容C1充電，它的兩端電壓上升使得RST電位下降，最終使單片機退出復位狀態(tài)。

2.3 時鐘電路

采用內(nèi)部時鐘方式AT89C52單片機內(nèi)部有一個用作振蕩器的高增益反相放大器，其輸入端為單片機引腳XTAL1，輸出端為引腳XTAL2。在單片機的XTAL1引腳和XTAL2引腳之間跨接由晶振和微調(diào)電容組成的并聯(lián)諧振電路，而構(gòu)成的一個穩(wěn)定的自激振蕩器，即是單片機的時鐘電路，它產(chǎn)生的脈沖信號直接送入內(nèi)部時鐘電路。

2.4 LED顯示屏

顯示屏采用由16×16點陣大小，共256個發(fā)光二極管組成。16×16點陣是由4塊8×8點陣模塊組合成的，第1個與第2個8×8點陣的行信號接口接在一起用于顯示字形的上半部分；第3個與第4個8×8點陣的行信號接口接在一起用于顯示字形的下半部分，由此構(gòu)成1塊16×16點陣顯示屏。

2.5 驅(qū)動電路

采用2個74HC138譯碼器的級聯(lián)來驅(qū)動16×16顯示屏的列，如圖2所示。其工作原理為：分別將兩個74HC138譯碼器的選通端E1和E2接地端，選通端E3分別接在單片機AT89C52的P2.3和P2.4口。將地址端（A、B、C）分別接在單片機AT89C52的P2.0、P2.1和P2.2口，同時將兩個74HC138譯碼器的16個輸出端口接在相對應的16×16的LED漢字顯示屏的每一列上面，通過軟件程序來控制單片機的P2.0、P2.1、P2.2、P2.3、P2.4口，從而達到對LED漢字顯示屏的列驅(qū)動。

圖2 復位電路

圖3 驅(qū)動電路引腳圖

圖4 電源電路引腳圖

2.6 電源電路

電源主要分為控制器和外圍電路來進行供電，所需的電源為+5V。選用由2節(jié)3.7V的18650鋰電池串聯(lián)而成的電池組作為主電源，該電池組的輸出電壓為7.4V，總?cè)萘繛?800mA，再利用由穩(wěn)壓器L7805CV構(gòu)成的電壓轉(zhuǎn)換電路將+7.4V電壓轉(zhuǎn)化為+5V電壓。具體電路如圖4所示。

3.結(jié)束語

本次設(shè)計中由單片機控制的顯示電路比較簡單，操作方便。它主要是通過單片機來控制16×16的點陣漢字顯示屏來顯示漢字。實驗證明LED漢字顯示屏以簡單的電路結(jié)構(gòu)及簡潔的軟件編程實現(xiàn)了LED動態(tài)漢字顯示，成本低廉，操作方便并且實用性強。

[1]龍安國.基于單片機的LED漢字顯示屏設(shè)計與制作[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2007,30(13):185-188.

[2]唐霞,謝利民.基于單片機的LED漢字顯示屏的設(shè)計與Proteus仿真[J].電子技術(shù),2009,(2):19-22.

[3]陳莉.基于單片機的LED漢字顯示屏的設(shè)計[J].電子設(shè)計工程,2012,20(20):186-189.

[4]王幸之.AT89系列單片機原理與接口技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學出版社,2004.

席在芳（1974－），男，副教授，從事數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計教學與管理工作。

國家自然科學基金資助項目(U1501253,61501182)；深圳大學廣東省普及性高性能計算機重點實驗室開放課題（SZUGDPHPCL2015）；湖南省普通高等學校教學改革研究項目(湘教通[2014]247號，序號：282，湘教通[2015]291號，序號：254)；湖南科技大學研究生教育教學改革項目(項目編號：J151203)。