第一章 概述

LED點陣顯示屏是通過PC機將要顯示的漢字字模提取出來，并發送給單片機，然后顯示在點陣屏上，主要適用于室內外漢字顯示。

第二章 硬件設計

2.1 主要器件介紹

LED 點陣顯示屏是由20 個8*8 的LED 點陣塊組成，形成16*80 矩形點陣，以Atmel 公司的AT89S52單片機為控制核心。顯示屏的其他主要硬件有：①帶鎖存輸出的8位移位寄存器74HC595，作為LED的列線驅動輸入;②三八譯碼器74LS138，作為LED行線的譯碼選擇;③三極管C9012，連接兩個三八譯碼器的十六個輸出端，作為開關使用，驅動LED的行線。

2.2 主要器件詳細連接說明

Atmel的AT89S52芯片相關器件連接的接腳如下：P00-P03連接3-8譯碼器的輸入口A，B，C，~G2A

P20-P23連接74HC595的輸入口RCK， SI，SCK，SCLR

三八譯碼器74LS138的16 個輸出端連接16 個C9012的三極管的基極B，發射極E 連接16 個行線控制端，集電極C連接到GND。

點陣的80 列數據線驅動由10 片74HC595 級聯組成，前一片74HC595 的Q’H 引腳連接

下一片的SI引腳，各片的RCK、SCK、SCLR 分別并聯。

2.3 LED點陣塊

8*8的LED點陣為單色行共陽模塊，單點的工作電壓為正向（Vf）=1.8 v ，正向電流（IF）= 8-10 mA 。靜態點亮器件時（64 點全亮）總電流為640mA，總電壓為1.8 v，總功率為1.15W。動態時取決于掃描頻率（1/8或1/16秒），單點瞬間電流可達80-160 mA。16*16點陣靜態時16*16*10mA，動態時單點電流80-160mA。

接線方式：

當某一行線打高時，某一列線為低時，其行列交叉的點就被點亮;

某一列線為高時，其行列交叉的點為暗;

當某一行線打低時，無論列線如何，對應這一行的點全部暗。

列線：13—20控制點陣的列接低電平

行線：1-4 21-24控制點陣的行接高電平

2.4 AT89S52

（1）P0.0【39 腳】，P0.1【38 腳】，P0.2【37 腳】，P0.3【36 腳】接兩片3-8譯碼器的A，B，C和第一片的~G2A 與第二片的G1，用來選擇LED的行線

（2） P2.0【21 腳】：接74HC595的RCK腳。

P2.1【22 腳】：接74HC595的SCK腳。

P2.2【23 腳】：接74HC595的SI腳。

P2.3【24 腳】：接74HC595的SCLR腳。

（3） 其他

VCC 【40 腳】：接電源

EA/VPP【31 腳】：接電源

RST 【9腳】：復位腳。過10K電阻接GND，過10uF的電容C3接VCC;復位按鈕接到電容C2兩端。

2.5 移位寄存器74HC595

74HC595是帶鎖存輸出的8位移位寄存器，其管腳見下圖，其中SI是串行數據的輸入端;

VCC、GND分別為電源和地;RCK是存儲寄存器的輸入時鐘，SCK是移位寄存器的輸入時鐘，SCLR是移位寄存器的輸入清除，Q’H是串入數據的輸出，G是對輸入數據的輸出使能控制，QA~QH串入數據的并行輸出。從SI口輸入的數據在移

位寄存器的SCK腳上升沿的作用下輸入到74HC595中，在RCK腳的上升沿作用下將輸入的數據鎖存在74HC595中，當G為低電平時時，數據并行輸出。SCLR為移位寄存器的輸入清除端。

74HC595與AT89S52的連接：SI【14腳】，SCK【11腳】，RCK【12腳】， SCLR【10腳】分別接到AT89S52的P2.2【23腳】，P2.1【22腳】，P2.0【21腳】，P2.3【24腳】上。

其他腳連接：OE【13腳】接地，使其始終輸出;

Q’H【9腳】是連接下一片74HC595的SI腳;QA，QB到QH分別連接到LED點陣的1至8列的列線腳上。

2.6 三八譯碼器74LS138

圖所示的是將兩片74LS138譯碼器擴展為4線-16線譯碼器的連接圖。其接線特點為：將四個輸入信號~G2A，C，B，A中的低三位C，B，A同時接至兩個芯片的地址輸入端。輸入信號的最高位~G2A接至兩個芯片的使能端，使兩個芯片不能同時工作。~G2A，C，B，A作為地址輸入變量構成二進制代碼，Y0~Y7、Y0~Y7作為輸入信號，每個輸出表示一個二進制代碼的含義，即能實現4線-16線譯碼器的功能。

第三章 軟件設計

3.1 單片機的程序設計

單片機在LED點陣顯示系統中主要負責數據的接收、存儲和掃描顯示LED點陣屏三大主要功能。

/***************************************************************************************************

* Name： khldragon

* Date： 09/12/2009

* Description： This program controls 16*80LED and implements dynamic scan.

****************************************************************************************************/

#include

#include

#define CONIO P0 //行選信號

#define NUMOFWORDS （6） //顯示的字數

#define SPEED （30） //掃描周期 SPEED越大，掃描越慢;

#define MAXWORDS （5） //屏幕最大固定顯示字數

#define BLANK （4） //填充空數

#define MAXROW （16） //最大行數

static sbit OE = P0^4; //控制74LS138，低電平有效

static sbit RCK = P2^0; // 上升沿時數據輸出

static sbit SCK = P2^1; //上升沿時數據移位

static sbit SI = P2^2; //74hc595串行輸入

static sbit SCLK = P2^3; //低電平移位寄存器清零，通常接VCC

static void send_in（unsigned char Data）; //串行數據輸入

static void send_out（void）; //并行數據輸出

static unsigned int row = 0; //行選信號

static int j = 0;

static int k = 0;

static int m = 0;

static int s = 0; //與SPEED匹配

static int count = 0; //當為5時達到最大字數MAX

const static unsigned char code zimo［］［32］={

{0x20，0x08，0x13，0xFC，0x12，0x08，0x02，0x08，0xFE，0x08，0x0A，0x08，0x12，0x08，0x3B，0xF8，

0x56，0xA8，0x90，0xA0，0x10，0xA0，0x11，0x20，0x11，0x22，0x12，0x22，0x14，0x1E，0x18，0x00}，//祝

{0x00，0x80，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x88，0x24，0x98，0x3E，0xA0，0x20，0xC0，

0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x82，0x26，0x82，0x38，0x82，0x60，0x7E，0x00，0x00}，//比

{0x01，0x00，0x7F，0xFE，0x44，0x42，0x9F，0xF4，0x04，0x40，0x1F，0xF0，0x04，0x40，0x7F，0xFC，

0x08，0x20，0x1F，0xF0，0x28，0x2E，0xC9，0x24，0x09，0x20，0x01，0x00，0x06，0xC0，0x18，0x30}，//賽

{0x00，0x80，0x00，0xA0，0x00，0x90，0x3F，0xFC，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x84，0x3E，0x44，

0x22，0x48，0x22，0x48，0x22，0x30，0x2A，0x20，0x24，0x62，0x40，0x92，0x81，0x0A，0x00，0x06}，//成

{0x00，0x80，0x00，0x80，0x08，0x80，0xFC，0x80，0x10，0x84，0x17，0xFE，0x10，0x84，0x10，0x84，

0x10，0x84，0x10，0x84，0x1D，0x04，0xF1，0x04，0x41，0x04，0x02，0x44，0x04，0x28，0x08，0x10}，//功

{0x00，0x00，0x01，0x80，0x03，0xC0，0x03，0xC0，0x03，0xC0，0x03，0xC0，0x03，0xC0，0x01，0x80，

0x01，0x80，0x01，0x80，0x00，0x00，0x01，0x80，0x03，0xC0，0x01，0x80，0x00，0x00，0x00，0x00}，//！

};

void main（）

{

//初始化引腳

CONIO = 0X00;

P2 = 0X08;

/**********************************動態掃描左移顯示不限字數***************************************/

while（1）

{

for（k = 0; k 《 NUMOFWORDS; k++）

{//掃描NUMOFWRODS遍

for（s = 0; s 《 SPEED; s++）

{

for（row = 0; row 《 MAXROW; row++）

{

count = 0;

//將要顯示的字，送入74HC595的SI端，即單片機的P2^2引腳

for（j = k; j 》= 0; j--）

{

count++;

if（count 》 MAXWORDS）

break;

send_in（zimo［j］［2*row+1］）;

send_in（zimo［j］［2*row］）;

}

//填充空白

for（m = BLANK-k; m 》 0; m--）

{

send_in（0）;

send_in（0）;

}

send_out（）;

CONIO=row;

}

}

}

//下面程序邏輯同上，只是換下位置

for（k = 1; k 《= MAXWORDS; k++）

{

for（s = 0; s 《 SPEED; s++）

{

for（row = 0; row 《 MAXROW; row++）

{

for（m = k; m 》 0; m--）

{

send_in（0）;

send_in（0）;

}

for（j = 1; j 《= MAXWORDS - k; j++）

{

send_in（zimo［NUMOFWORDS-j］［2*row+1］）;

send_in（zimo［NUMOFWORDS-j］［2*row］）;

}

send_out（）;

CONIO=row;

}

}

}

}

}

/*****************************************************************

** 函數名：void send_in（unsigned char data）

** 輸　入：unsigned char data

** 輸　出： void

** 功能描述： send data to 74hc595

** 全局變量： SCK SI

** 調用模塊：main（）

** 作　者：khldragon

** 日　期：09/12/2009

** 版本version1.0

****************************************************************/

void send_in（unsigned char data）

{

unsigned char i;

for（i = 0; i 《 8; i++）

{ //循環8次，剛好移完8位

SCK = 0; //先將移位寄存器控制引腳置為低

SI = Data & 0x01; //取數據的最低位，form： little endian

Data 》》= 1; //將數據的次高位移到最高位

SCK = 1; //再置為高，產生移位時鐘上升沿，上升沿時數據寄存器的數據移位

_nop_（）;

}

}

/*****************************************************************

** 函數名：void send_out（void）

** 輸　入：void

** 輸　出： void

** 功能描述： send data to led

** 全局變量： RCK

** 調用模塊：main（）

** 作　者：khldragon

** 日　期：09/12/2009

** 版本version1.0

****************************************************************/

void send_out（void）

{

RCK = 0; //先將存儲寄存器引腳置為低

_nop_（）;

_nop_（）;

RCK = 1; //再置為高，產生移位時鐘上升沿，上升沿時移位寄存器的數據進入數據存儲寄存器，更新顯示數據。

_nop_（）;

_nop_（）;

RCK = 0; //先將存儲寄存器引腳置為低

}