基于32×16 LED顯示屏混合字符顯示的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

黃敦華，趙堂春，李 勇，陶 砂，蔣從根

HUANG Dun-hua, ZHAO Tang-chun, LI Yong, TAO Sha, JIANG Cong-gen

（北京電子科技職業(yè)學(xué)院 自動(dòng)化工程學(xué)院，北京 100176）

基于32×16 LED顯示屏混合字符顯示的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

The designing and realizing of mixed character display based on the 32×16 lattice LED display screen

黃敦華，趙堂春，李 勇，陶 砂，蔣從根

HUANG Dun-hua, ZHAO Tang-chun, LI Yong, TAO Sha, JIANG Cong-gen

（北京電子科技職業(yè)學(xué)院 自動(dòng)化工程學(xué)院，北京 100176）

本文介紹了基于32×16LED顯示屏混合字符顯示的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，包括本試驗(yàn)中用到的硬件模塊、LED點(diǎn)陣顯示模塊硬件結(jié)構(gòu)、點(diǎn)陣顯示屏原理圖、循環(huán)掃描過程、疊加原理在混合字符顯示上應(yīng)用、字模編碼的提取、編程流程圖、Keil C51部分程序以及試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)的結(jié)果表明設(shè)計(jì)的可行性、可靠性與新穎性，實(shí)現(xiàn)了混合字符在LED顯示屏上的顯示。

LED點(diǎn)陣顯示屏；顯示；設(shè)計(jì)；疊加原理；實(shí)現(xiàn)

0 引言

隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED顯示屏作為信息傳播的一種重要手段成為現(xiàn)代信息化社會(huì)的一個(gè)閃亮標(biāo)志[1,2]。在32×16 LED顯示屏上同時(shí)顯示西文字符與漢字時(shí)，由于一個(gè)西文是占一個(gè)ASCII碼的七位二進(jìn)制, 而一個(gè)漢字是占二個(gè)擴(kuò)展ASCII碼的八位二進(jìn)制, 這樣就造成在32×16 LED顯示屏上顯示寬度不一致的問題, 直接影響顯示的美觀效果[3]。本文巧妙運(yùn)用“疊加原理”對(duì)這個(gè)問題予以解決，取得了良好效果。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)以YL236型設(shè)備為例，硬件系統(tǒng)由主機(jī)模塊（含AT89S52）、32×16點(diǎn)陣顯示模塊、電源模塊、YLISP下載器以及導(dǎo)線等構(gòu)成。

1.1.1 LED點(diǎn)陣顯示模塊硬件結(jié)構(gòu)

點(diǎn)陣顯示屏由點(diǎn)陣顯示模塊構(gòu)成，LED點(diǎn)陣顯示模塊由64個(gè)發(fā)光二極管組成，這64個(gè)發(fā)光二極管排列成8行×8列的點(diǎn)陣[4]。在同一行中的8個(gè)發(fā)光二極管的所有正極連接在一起，由一個(gè)引腳引出，在同一列中的8個(gè)發(fā)光二極管的所有負(fù)極連接在一起，由一個(gè)引腳引出，這樣共有8個(gè)行引出腳和8個(gè)列引出腳。

1.1.2 點(diǎn)陣顯示屏原理圖

點(diǎn)陣顯示屏由ROW0與ROW1兩排，COL0、COL1、COL2、COL3四列組成，兩排與四列分別由6片74AC573鎖存器進(jìn)行信號(hào)鎖存，兩排均采用了ULN2803A驅(qū)動(dòng)控制[5]。其原理圖如圖1所示。

圖1 點(diǎn)陣顯示屏原理圖

1.1.3 點(diǎn)陣顯示屏接線圖

該試驗(yàn)中主機(jī)、點(diǎn)陣、電源各個(gè)模塊的接線圖如圖2所示。

圖2 點(diǎn)陣顯示屏接線圖

1.2 軟件編程設(shè)計(jì)

1.2.1 循環(huán)掃描過程

1）顯示西文字符

若要顯示一個(gè)西文字符，可以按逐列顯示或按逐行顯示，即一列一列（或一行一行）將要顯示的點(diǎn)陣信息顯示出來。YL236型8×8點(diǎn)陣模塊從左往右由低到高位，且列線均已接地。如果要在16×8（單字節(jié)）顯示屏上顯示一個(gè)數(shù)字“1”，只占一列（8位），按行顯示，則應(yīng)在行線上輸出的字模編碼為

“0x00,0x00,0x00,0x08,0x0E,0x08,0x08,0x08,0 x08,0x08,0x08,0x08,0x08,0x3E,0x00,0x00”共16個(gè)字節(jié)。顯示時(shí)，開始只在ROW0排A1行線上輸出0x00，一段時(shí)間后只在A2行線上輸出0x00，又一段時(shí)間后只在A3行線上輸出0x00，再一段時(shí)間后只在A4行線上輸出0x08，以此類推，一直到只在ROW1排的A8行線上輸出0x00。每16行掃描完后再?gòu)腞OW0排的A1重新掃描，就可以在LED顯示屏上顯示一個(gè)穩(wěn)定的數(shù)字“1”。

2）顯示漢字

同理，若要在16×16（一個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)）顯示屏上顯示一個(gè)漢字“和”， 要占兩列，不妨記為COL0與COL1（8+8位）。按行顯示，則應(yīng)在行線上輸出的字模編碼為

“0x00,0x00,0xE0,0x00,0x1E,0x00,0x10,0x3E,0 x10,0x22,0xFE,0x22,0x10,0x22,0x18,0x22,0x38,0x22,0x54,0x22,0xD4,0x22,0x52,0x22,0x1 1,0x3E,0x10,0x22,0x10,0x00,0x10,0x00”共32個(gè)字節(jié)。顯示時(shí)，開始只在ROW0排COL0列A1行線上輸出0x00，一段時(shí)間后只在ROW0排COL1列A1行線上輸出0x00，又一段時(shí)間后只在ROW0排COL0列A2行線上輸出0XE0，再一段時(shí)間后只在ROW0排COL1列A2行線上輸出0X00；奇偶列逐行輪流輸出，以此類推，一直到ROW1排COL1列A8行線上輸出0X00。每32行掃描完后再?gòu)腞OW0排COL0列A1行線重新掃描，就可以在LED顯示屏上顯示一個(gè)穩(wěn)定的漢字“和”。

1.2.2 疊加原理在混合字符顯示上應(yīng)用

1）疊加原理

在數(shù)學(xué)與物理中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象：幾種不同原因的綜合所產(chǎn)生的效果，等于這些不同原因單獨(dú)產(chǎn)生效果的累加。例如，物理中幾個(gè)外力作用于一個(gè)物體上所產(chǎn)生的加速度，等于各個(gè)外力單獨(dú)作用在該物體上所產(chǎn)生的加速度的總和，這個(gè)原理稱為疊加原理。疊加原理適用范圍非常廣泛，數(shù)學(xué)上線性方程，線性問題的研究，經(jīng)常使用疊加原理[6,7]。同理，在LED顯示屏上同時(shí)顯示西文與漢字時(shí)也可以采用疊加原理來解決。

2）混合字符顯示設(shè)計(jì)

混合字符顯示是指在LED顯示屏同一“頁”上顯示西文與漢字，譬如“082001班加油”可以通過“0820”、“01班”與“加油”三頁顯示，而在第二頁上顯示的“01班”既有數(shù)字又有漢字，而一個(gè)數(shù)字占16×8點(diǎn)陣，而一個(gè)漢字占16×16點(diǎn)陣，用一般方法很難解決此問題。若引入疊加原理，由圖3不難看出“082001班加油”可以由數(shù)字串“082001＊＊＊＊＊＊”（＊表示16×8空格）與漢字串“☆☆☆班加油”（☆表示16×16空格）疊加顯示而成，而兩個(gè)不同的字符串可以分別用二維數(shù)組shuzi[][16]與hanzi[][32]來表示。

圖3 混合字符“疊加原理”

圖4 編程流程圖

1.2.3 字模編碼的提取

采用zimo221軟件，在“參數(shù)設(shè)置”標(biāo)簽“選項(xiàng)”對(duì)話框中選擇取模方式為“橫向取模”、“字節(jié)倒序”、“保留”，字體設(shè)置“宋體”、“常規(guī)”和“小四”，點(diǎn)擊“確定”；再在“基本操作”中點(diǎn)擊“新建圖像”設(shè)置寬度“16”或“8”，高度“16”， 點(diǎn)擊“確定”；再在“文字輸入?yún)^(qū)”中輸入數(shù)字或漢字，ctrl+Enter后，點(diǎn)擊“取模方式”中“C51”即可生成所需要的字模編碼[8,9]。

1.2.4 編程流程圖

混合字符顯示的編程流程圖如圖4所示。

1.2.5 Keil C51編寫的部分參考程序(略)

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

圖5 試驗(yàn)結(jié)果

3 結(jié)束語

本文提出了一種基于32×16LED顯示屏混合字符顯示的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。詳細(xì)介紹了本試驗(yàn)中用到的硬件模塊、LED點(diǎn)陣顯示模塊硬件結(jié)構(gòu)、點(diǎn)陣顯示屏原理圖、循環(huán)掃描過程、疊加原理在混合字符顯示上應(yīng)用、字模編碼的提取、編程流程圖、Keil C51部分程序以及試驗(yàn)結(jié)果。

本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：由于一個(gè)西文是占一個(gè)ASCII碼的七位二進(jìn)制, 而一個(gè)漢字是占二個(gè)擴(kuò)展ASCII碼的八位二進(jìn)制, 這樣就造成在32×16 LED顯示屏上顯示寬度不一致的問題, 直接影響顯示的美觀效果。該試驗(yàn)中作者引入疊加原理，將要顯示的字符串“082001班加油”由數(shù)字串“082001＊＊＊＊＊＊”（＊表示16×8空格）與漢字串“☆☆☆班加油”（☆表示16×16空格）疊加顯示，而兩個(gè)不同的字符串分別采用二維數(shù)組shuzi[][16]與hanzi[][32]來表示。這種思路在混合字符顯示時(shí)值得借鑒與應(yīng)用。試驗(yàn)的結(jié)果表明設(shè)計(jì)的可行性、可靠性與新穎性，實(shí)現(xiàn)了混合字符在LED顯示屏上的顯示。

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TP368.1

A

1009-0134(2010)11(下)-0208-03

10.3969/j.issn.1009-0134.2010.11(下).70

2010-09-13

黃敦華（1978 -），男，講師，碩士，研究方向?yàn)橹悄芤苿?dòng)機(jī)器人技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等。