基于AT89S52單片機(jī)的8×8 LED點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)

孫陳英

（江蘇省江陰中等專業(yè)學(xué)校，江蘇 江陰 214400）

0 引 言

LED點(diǎn)陣顯示屏因具有色彩鮮艷、功耗低、工作穩(wěn)定及亮度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與商場(chǎng)、公交站臺(tái)、銀行及車站等公共場(chǎng)所，可以動(dòng)態(tài)流水顯示各種各樣的字符、數(shù)字及漢字。本文選用8×8 LED點(diǎn)陣（1588BS）設(shè)計(jì)一塊可以顯示“Happy Birthday！”的顯示屏來(lái)取代蛋糕上的紙質(zhì)賀卡，實(shí)現(xiàn)由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，由無(wú)光到有光的感官效果。

1 8×8 LED點(diǎn)陣的電路原理圖設(shè)計(jì)和字符取碼

1.1 8×8 LED點(diǎn)陣電路原理圖設(shè)計(jì)

8×8 LED點(diǎn)陣是由64只發(fā)光二極管以8行、8列的形式呈現(xiàn)，根據(jù)發(fā)光顏色可分為單色、雙色及三色。本文選用的1588BS是單色8×8 LED點(diǎn)陣，根據(jù)其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可知，為使某一個(gè)LED點(diǎn)亮，只需讓其對(duì)應(yīng)的列送低電平，對(duì)應(yīng)的行送高電平即可。當(dāng)需要多個(gè)LED同時(shí)被點(diǎn)亮?xí)r，只需讓其對(duì)應(yīng)的行列根據(jù)LED點(diǎn)亮情況送相應(yīng)的高低電平。

點(diǎn)陣行列高低電平的輸入通過(guò)編寫程序來(lái)控制，程序的編寫要和電路原理圖相結(jié)合。對(duì)于單個(gè)8×8 LED點(diǎn)陣，其驅(qū)動(dòng)電路比較簡(jiǎn)單，選用單片機(jī)最小系統(tǒng)電路，包括單片機(jī)芯片、晶振、復(fù)位及電源電路，同時(shí)用單片機(jī)的P0口加上拉電阻直接驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣的行，P2口直接驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣的列。為了便于仿真和調(diào)試，用PROTEUS仿真軟件繪制電路原理圖[1]。

1.2 8×8 LED點(diǎn)陣的字符取碼

分析字符在LED點(diǎn)陣的顯示原理，首先要分析字符的顯示代碼。字符的顯示通過(guò)動(dòng)態(tài)掃描顯示方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，掃描方式有行掃描和列掃描兩種。本文采用列掃描來(lái)分析顯示字符“H”的動(dòng)態(tài)掃描過(guò)程，字符H的點(diǎn)陣示意圖如圖1所示。

圖1 字符H的點(diǎn)陣示意圖

掃描第一列，只需給第一列送低電平，列輸入數(shù)據(jù)為01111111；根據(jù)字符“H”的字形，需要第一行至第七行的LED點(diǎn)亮；根據(jù)LED的顯示原理，行輸入數(shù)據(jù)讓需要點(diǎn)亮的LED所在行送高電平，無(wú)需點(diǎn)亮的送低電平，可以得出二進(jìn)制數(shù)據(jù)編碼為11111110；結(jié)合電路原理圖得知P0.0連接的是點(diǎn)陣第一行，而P0.7連接的是點(diǎn)陣第八行，所以將二進(jìn)制編碼轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制編碼為0x7F[2]。

按照此方法依次掃描其余幾列，可以得出字符H的數(shù)據(jù)編碼如表1所示。單片機(jī)反復(fù)重復(fù)掃描第一列至第八列，雖然是逐列掃描，逐列顯示，但是可以合理控制循環(huán)掃描的時(shí)間，利用人眼的視覺(jué)滯留效應(yīng)，看到的是各列同時(shí)點(diǎn)亮，出現(xiàn)一個(gè)完整的字符H。

按照此方法可以分析得出所有字符的數(shù)據(jù)編碼，但是一般在多個(gè)字符取碼中，為了提高效率，常采用取模軟件來(lái)進(jìn)行取碼。經(jīng)取模軟件取碼得出“Happy Birthday!”中所有字符的編碼。

表1 H字符點(diǎn)陣數(shù)據(jù)編碼

2 8×8 LED點(diǎn)陣動(dòng)態(tài)顯示“Happy Birthday!”程序設(shè)計(jì)

在分析得出各個(gè)字符數(shù)據(jù)編碼的基礎(chǔ)上，點(diǎn)陣行列高低電平的輸入需要通過(guò)編寫程序來(lái)實(shí)現(xiàn)[3]，下面是動(dòng)態(tài)流水顯示“Happy Birthday!”的程序編寫。

#include ＜reg52.h＞

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar time,yw,i;

uchar code dat[]={

0x7F,0x08,0x08,0x08,0x7F, // -H-

0x24,0x54,0x54,0x38,0x40, // -a-

0xFC,0x24,0x24,0x24,0x18, // -p-

0xFC,0x24,0x24,0x24,0x18, // -p-

0x9C,0xA0,0xA0,0x90,0x7C, // -y-

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, // - -

0x7F,0x49,0x49,0x49,0x36, // -B-

0x00,0x00,0x79,0x00,0x00, // -i-

0x04,0x78,0x04,0x04,0x08, // -r-

0x04,0x3F,0x44,0x44,0x24, // -t-

0x7F,0x08,0x04,0x04,0x78, // -h-

0x38,0x44,0x44,0x28,0x7F, // -d-

0x24,0x54,0x54,0x38,0x40, // -a-

0x9C,0xA0,0xA0,0x90,0x7C, // -y-

0x00,0x00,0x5F,0x00,0x00, // -!-

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, // - -

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, // - -

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, // - -

};

void delay(uint x)// 延遲函數(shù)結(jié)束

{

uint i,j; // 聲明變量

for(i=0;i＜x;i++) // 外循環(huán) xms

for(j=0;j＜10;j++); // 內(nèi)循環(huán) 1ms

}

void INit()

{

TMOD|=0x01;//定時(shí)器0 模式1 16位定時(shí)模式

TH0=(65536-10000)/256;//定時(shí)10.000ms

TL0=(65536-10000)%256;

ET0=TR0=EA=1;//定時(shí)器開(kāi)始計(jì)數(shù)

}

main () // 主程序開(kāi)始

{ // 聲明變量

INit();

while(1) // 無(wú)窮循環(huán)

{

for(i=0;i＜8;i++) // 掃描 8 列

{

P2=～(0x01＜＜i);// 掃描第一列

P0=dat [i+yw];// 輸出行數(shù)據(jù)

delay(1); // 延遲 1ms

P0=0x00;//清影

} // 掃描8列 (i循環(huán))結(jié)束

}

}

void timer0() interrupt 1

{

TH0=(65536-10000)/256;//10.000ms 進(jìn)入一次中斷

TL0=(65536-10000)%256;

time++;

if(time==10)//到100.000ms時(shí)間加以實(shí)現(xiàn)移動(dòng) 用于控制移動(dòng)速度

{

time=0;

yw++;

if(yw＞80)yw=0;

}

}

將程序編譯完成后生成HEX文件，下載至單片機(jī)，打開(kāi)PROTEUS仿真軟件運(yùn)行后即可以看到動(dòng)態(tài)流水顯示“Happy Birthday!”。

3 結(jié) 論

文中以AT89S52芯片為硬件基礎(chǔ)，完成了8×8 LED點(diǎn)陣顯示字符的的硬件和軟件設(shè)計(jì)。仿真效果表明，該方案有效可行。其中編寫單片機(jī)驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣程序來(lái)顯示字符是學(xué)習(xí)8×8 LED點(diǎn)陣的要點(diǎn)。