基于單片機的點(diǎn)陣式LED滾動(dòng)漢字顯示屏仿真設計

　　點(diǎn)陣式led組成的漢字顯示屏在公共場(chǎng)所應用非常廣泛。例如，車(chē)站發(fā)車(chē)時(shí)間提示、股票大廳中的股票價(jià)格顯示板、商場(chǎng)的活動(dòng)廣告欄、候機廳的起飛時(shí)間表。點(diǎn)陣顯示器的特點(diǎn)是可以按照需要的大小、形狀和顏色進(jìn)行組合，用單片機控制實(shí)行各種文字或圖型的變化，達到廣告宣傳和提示的目的。

　　Proteus是一款新穎的嵌入式系統軟硬件設計仿真平臺，特別適用于單片機仿真，能夠在線(xiàn)、實(shí)時(shí)仿真多種類(lèi)型的單片機，諸如MCS-51系列單片機、PIC單片機、AVR單片機等，能夠像硬件仿真器一樣進(jìn)行軟硬件調試，而沒(méi)必要花錢(qián)去購買(mǎi)和維護價(jià)格不菲的仿真器，對于初學(xué)單片機的人來(lái)說(shuō)，既減少了學(xué)習成本，又達到了良好的學(xué)習效果。

　　2.硬件電路設計

　　點(diǎn)陣式LED滾動(dòng)漢字顯示屏硬件電路設計框圖如圖1所示。電路包括單片機、電源電路、時(shí)鐘電路、復位電路、驅動(dòng)電路和LED點(diǎn)陣電路等。本設計的核心是利用單片機讀取顯示字型碼，通過(guò)驅動(dòng)電路對16×16 LED點(diǎn)陣進(jìn)行動(dòng)態(tài)列掃描，以實(shí)現漢字的滾動(dòng)顯示。本設計選用的單片機為ATMEL公司的AT89C52，顯示屏采用16×16 LED點(diǎn)陣。電源電路通過(guò)變壓整流元件為單片機和其他電路提供穩定的+5V工作電壓。時(shí)鐘電路是單片機的驅動(dòng)電路，復位電路可在需要時(shí)，手動(dòng)使單片機程序計數器復位清零。通過(guò)陽(yáng)極驅動(dòng)電路向16×16點(diǎn)陣送字型碼，本設計采用74LS273。通過(guò)陰極驅動(dòng)電路對16×16點(diǎn)陣進(jìn)行列掃描，本設計采用74HC138。

圖1 硬件電路設計框圖

　　利用Proteus軟件設計點(diǎn)陣式LED滾動(dòng)漢字顯示屏硬件電路原理圖如圖2所示。在Proteus軟件中，單片機模型本身包含了工作電源和可改變的工作頻率，因此在仿真時(shí)無(wú)需設計電源電路和時(shí)鐘電路。需要說(shuō)明的是在Proteus軟件目前版本中還沒(méi)有16×16點(diǎn)陣模塊，本設計中采用Proteus軟件中現有的8×8點(diǎn)陣模塊組合成一個(gè)16×16點(diǎn)陣模塊。從圖2中可以看出，16×16點(diǎn)陣的陽(yáng)極驅動(dòng)由P0口經(jīng)輸出緩沖器74LS273構成，在本設計中需要用兩片，分別送出上8行和下8行的字型碼。16×16點(diǎn)陣的陰極驅動(dòng)由P2口經(jīng)74HC138譯碼后動(dòng)態(tài)掃描16×16點(diǎn)陣的各列，本設計中需要四片74HC138譯碼器，循環(huán)掃描各列，顯示一個(gè)完整的漢字需要掃描32次。RP3為排阻，含有8個(gè)電阻，作P0口各位的上拉電阻，以保證P0口能夠輸出高電平。復位電路的作用是，在任何時(shí)刻可以手動(dòng)復位單片機，使程序重新執行。

圖2.硬件電路原理圖

3. 軟件設計

　　AT89C51單片機是8位機，每次只能送出8位數據，因此要向16×16點(diǎn)陣送出16行陽(yáng)極驅動(dòng)，需要送兩次，或先送上8行，或先送下8行，為了能夠實(shí)現每一列字型碼的完整顯示，采用74LS273進(jìn)行鎖存，否則會(huì )出現字型殘缺現象。根據設計要求并結合圖2的硬件連接進(jìn)行程序設計，程序設計流程圖如圖3所示。