基于单片机的LED汉字显示屏设计与制作

文章摘要：为了弄清楚汉字的点阵组成规律，首先通过列扫描方法获取汉字的代码。汉字可拆分为上部和下部，上部由8×16点阵组成，下部也由8×16点阵组成。本例通过列扫描方法首先显示左上角的第一列的上半部分，即第0列的P00～P07口，方向为P00到P07，显示汉字“大”时，P05点亮，由上往下排列，为：P0.0灭，P0.1灭，P0.2灭P0.3灭，P0.4灭，P0.5亮，P0.6灭，P0.7灭。即二进制00000100，转换为十六进制为04h。上半部第一列完成后，继续扫描下半部的第一列，为了接线的方便，我们仍设计成由上往下扫描，即从P27向P20方向扫描，从图3可以看到，这一列全部为不亮，即为00000000

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　　为了弄清楚汉字的点阵组成规律，首先通过列扫描方法获取汉字的代码。汉字可拆分为上部和下部，上部由8×16点阵组成，下部也由8×16点阵组成。本例通过列扫描方法首先显示左上角的第一列的上半部分，即第0列的P00～P07口，方向为P00到P07，显示汉字“大”时，P05点亮，由上往下排列，为：P0.0灭，P0.1灭，P0.2灭P0.3灭，P0.4灭，P0.5亮，P0.6灭，P0.7灭。即二进制00000100，转换为十六进制为04h。上半部第一列完成后，继续扫描下半部的第一列，为了接线的方便，我们仍设计成由上往下扫描，即从P27向P20方向扫描，从图3可以看到，这一列全部为不亮，即为00000000，十六进制则为00h。依照这个方法转向第二列、第三列，…，直至第十六列的扫描，一共扫描32个8位，可以得出汉字“大”的扫描代码为：

由这个原理可以看出，无论显示何种字体或图像，都可以用这个方法来分析出他的扫描代码从而显示在屏幕上。

　　上述方法虽然能够让我们弄清楚汉字点阵代码的获取过程，但是依靠人工方法获取汉字代码是一件非常繁琐的事情。为此，我们经常采用字库软件查找字符代码，软件打开后输入汉字，点“检取”，十六进制数据的汉字代码即可自动生成，把我们所需要的竖排数据复制到程序中即可，如图4所示。

　　可见，汉字点阵显示一般有点扫描、行扫描和列扫描3种。为了符合视觉暂留要求，点扫描方法的扫描频率必须大于16×64=1 024 Hz，周期小于1 ms即可。行扫描和列扫描方法的扫描频率必须大于16×8=128 Hz，周期小于7.8 ms即可，但是一次驱动一列或一行(8颗LED)时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。

4 元器件选择

　　本设计所需元器件如表1所示。

5 PCB设计与元件装配

　　本作品采用通用的Protel 99SE板级EDA软件完成PCB图的设计，详细设计过程略。考虑到本设计用到的元件数量不多，我们基本采用单面布线策略，只使用了少量的顶层跨接导线，以便于业余设计制作。已设计好的PCB图见图5所示。

　　本电路对元件参数没有苛刻要求，只要元器件选择正确，无损坏，电路板制作工艺良好，把所有电子元件正确焊接装配后即可进入程序下载和调试工作阶段。制作与调试时，在AT89C2051的位置应安装20脚的IC座，以便使单片机可以从电路板中拿下去烧写程序。

6 程序设计、烧录与调试

　　软件程序主要由开始、初始化、主程序、字库组成。其中主程序和子程序的流程图如图6和图7所示。

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