基于單片機(jī)的LED漢字顯示屏的設(shè)計

摘要：文中詳細(xì)介紹了由STC89C52RC單片機(jī)、74HC154芯片、晶振電路、復(fù)位電路、驅(qū)動電路、16×16 LED點陣構(gòu)成的LED漢字顯示屏系統(tǒng)。設(shè)計采用STC89C52RC單片機(jī)為微控制器，74HC154為譯碼器、PNP型三極管8550構(gòu)成行驅(qū)動電路，NPN型三極管8050構(gòu)成列驅(qū)動電路，采用4個8x8LED顯示器級聯(lián)構(gòu)成16×16的點陣漢字顯示屏。軟、硬件設(shè)計結(jié)果表明所設(shè)計的LED漢字顯示屏可以實現(xiàn)漢字的滾動顯示，且漢字清晰，無串?dāng)_，無重影。
關(guān)鍵詞：STC89C52RC；LED點陣；漢字顯示屏；動態(tài)掃描

LED點陣是一種簡單的漢字顯示器件，具有價廉、易于控制實現(xiàn)、使用壽命長的特點。本次LED漢字顯示屏的設(shè)計使用STC89C52單片機(jī)對4片8x8LED點陣進(jìn)行控制，采用上移顯示方式，可以連續(xù)顯示多個漢字。

1 硬件設(shè)計
1．1 系統(tǒng)的硬件組成框圖
系統(tǒng)硬件組成框圖如圖1所示。

1)選用STC89C52單片機(jī)作為微控制器。
2)由74HC154構(gòu)成譯碼器，該譯碼器是4線-16線譯碼器，輸入端有4條數(shù)據(jù)線，共有6種輸出，分別對應(yīng)控制LED點陣顯示器的0-15行。譯碼器輸入端接單片機(jī)P0口。
3)驅(qū)動電路：由PNP型三極管8550和NPN型三極管8050構(gòu)成，分別控制行和列。為顯示器提供足夠的驅(qū)動電流。列驅(qū)動高八位接單片機(jī)P2口，低八位接單片機(jī)P1口。行驅(qū)動接譯碼器芯片輸出端。
4)顯示模塊：由4個8x8LED顯示器級聯(lián)而成作為輸出終端；4塊顯示器的連接方法為；上下排列對應(yīng)列引腳相連，左右排列對應(yīng)行引腳相連。
1．2 硬件模塊設(shè)計
1．2．1 STC89C52RC單片機(jī)
STC89C52是一個低電壓，高性能CMOS 8位單片機(jī)，片內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的Flash只讀程序存儲器和256bytes的隨機(jī)存取數(shù)據(jù)存儲器(RAM)，器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn)MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器和Flash存儲單元，STC89C52單片機(jī)在電子行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用，管腳分布如圖2所示。

1)主電源引腳(2根)：VCC(Pin40)電源輸入，接+5V電源；GND(Pin20)接地線。
2)外接晶振引腳(2根)：XTAL1(Pin19)片內(nèi)振蕩電路的輸入端；XTAL2(Pin20)片內(nèi)振蕩電路的輸出端。
3)控制引腳(4根)：RST／VPP(Pin9)復(fù)位引腳，引腳上出現(xiàn)2個機(jī)器周期的高電平將使單片機(jī)復(fù)位；ALE／PROG(Pin30)地址鎖存允許信號；PSEN(Pin29)外部存儲器讀選通信號EA／VPP(Pin31)程序存儲器的內(nèi)外部選通，接低電平從外部程序存儲器讀指令，如果接高則從內(nèi)部程序存儲器讀指令。
4)可編程輸入／輸出引腳(32根)：AT89S51單片機(jī)有4組8位的可編程I／O口，分別位P0、P1、P2、P3口，每個口有8位(8根引腳)，共32根。每一根引腳都可以編程。
1．2．2 74HC154芯片
74HC154是一款高速CMOS器件，74HC154引腳兼容低功耗肖特基TTL(LSTTL)系列，管腳分布如圖3所示。

74HC154譯碼器可接受4位高有效二進(jìn)制地址輸入，并提供16個互斥的低有效輸出。74HC154的兩個輸入能門門電路用于譯碼器選通，以消除輸出端上的通常譯碼“假信號”，也可用于譯碼器擴(kuò)展。門電路包含兩個“邏輯與”輸入，必須置為低以便使能輸出端。任選一個使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入，74HC154可充當(dāng)一個1-16的多路分配器。當(dāng)其余的使能輸入端置低時，地址輸出將會跟隨應(yīng)用的狀態(tài)。
在本設(shè)計中，需要定時對16x16LED的行進(jìn)行動態(tài)掃描，共有16種狀態(tài)，故選擇了4線-16線譯碼器，該譯碼器只用輸出4位有效數(shù)據(jù)，就可控制16種狀態(tài)，大大簡化了軟件的編寫，同時節(jié)省了單片機(jī)的硬件資源。