大屏幕LED 點(diǎn)陣顯示系統

作者:陳君霞 黃躍華 甘 文

關(guān)鍵詞：LED 顯示屏，AT89S51，顯示系統

摘要：本文設計的點(diǎn)陣LED 顯示屏控制系統以AT89S51 單片機為基礎，采用靜態(tài)RAM 作為數據存儲器，利用串行接口實(shí)現與PC 機的數據傳輸?？蓪?shí)現漢字、字符及數字等內容的顯示?？梢噪S時(shí)更新顯示的內容。

1 引言

本文所設計的是一個(gè)同等灰度的單色LED 顯示屏控制系統，該控制系統以AT89S51 為控制器，采用RS-232 通信標準，可顯示漢字、字符、數字或單色圖片。系統采用ATMEL 公司新推出的AT89S51 作為主控芯片，由單片機完成與PC 機的通訊，同時(shí)完成數據存儲、循環(huán)顯示等。系統能脫機運行，具有結構簡(jiǎn)單、維護方便、顯示刷新速度快、成本低等特點(diǎn)。配合在線(xiàn)下載程序，隨時(shí)更新顯示的內容,通過(guò)級連更改顯示屏面積的大小，使用起來(lái)非常方便。

2 LED 顯示屏系統的組成

2.1 原理框圖和硬件電路結構

顯示屏控制系統由顯示控制器和LED 點(diǎn)陣顯示屏組成?？刂葡到y的結構框圖如圖1 所示。主要由微處理器、通信電路、數據存儲器、顯示電路等組成。

2.2 AT89S51 芯片

本顯示系統采用ATMEL 公司新推出的AT89S51 作為主控芯片，AT89S51 擁有與INTEL 公司的8051 相同的內核和引腳排列。表1 為AT89S51 的內部功能表，AT89S51 除了具有8051 的全部功能外，還內置了一些比較實(shí)用的功能部件。如AT89S51 內部的程序存儲器是4KB 可擦寫(xiě)的flashROM，下載程序代碼整個(gè)過(guò)程僅用幾秒鐘，使用起來(lái)非常方便。而8051 內部的程序存儲器是4KB 的PROM，只能一次性寫(xiě)入程序代碼，以后就無(wú)法修改。另外AT89S51 提供了一個(gè)ISP 下載接口。很適合用于單片機應用系統的設計或開(kāi)發(fā)。

3 系統硬件電路的介紹

顯示屏控制器的硬件電路部分主要由三個(gè)部分組成：外部存儲器的擴展、串行通信接口和LED 點(diǎn)陣顯示驅動(dòng)及接口電路。

一般來(lái)說(shuō)要顯示的內容比較多，所以必須要擴展外部數據存儲器。靜態(tài)數據存儲器成本低、功耗小，讀寫(xiě)速度快，我們使用二片靜態(tài)RAM62256 數據存儲器（共64KB）。把要顯示的內容代碼全部存放到62256 里面。

62256 與單片機的接口電路如圖2 所示，顯示的內容代碼通過(guò)串行接口下載到62256 中。串行通信接口電路如圖3 所示，通過(guò)MAX232E 跟 PC 機的串行口連接。LED 顯示驅動(dòng)及接口電路如圖4 所示，控制信號通過(guò)緩沖器74LS245 后分兩路，一路由CD4515 譯碼后經(jīng)TIP127 驅動(dòng)點(diǎn)陣的行；另一路由數據移位寄存器74HC595 驅動(dòng)點(diǎn)陣的列。當多個(gè)顯示單元級聯(lián)時(shí)只需相應地把下一級輸入接到上一級的輸出即可。

圖3 AT89S51 與PC 機的通信電路

4 軟件程序

軟件程序是整個(gè)控制系統的核心部分。整個(gè)軟件設計主要分為兩大部分：顯示部分和通信部分。顯示部分采用動(dòng)態(tài)掃描的方式，實(shí)現對顯示屏要顯示的漢字、圖像、字符等數據信息進(jìn)行傳輸控制以及顯示等功能。程序中將數據存儲器分為三個(gè)區：顯示緩沖區、數據存儲區和接收緩沖區。單片機通過(guò)串口中斷接收PC 機傳來(lái)的數據，暫時(shí)存放在接收緩沖區，經(jīng)分析處理后按一定的規律放入數據存儲區保存起來(lái)，然后再根據顯示方式依次從數據存儲器中取出數據放入顯示緩沖區中用于顯示。顯示采用逐行掃描的方式，圖5 是顯示一屏字符的程序流程圖。與PC 機的實(shí)時(shí)通信部分主要是利用單片機串口中斷接收數據信息，實(shí)現與計算機的數據信息傳輸。其程序流程圖如圖6 所示。

通信部分的上位機軟件采用Visual Basic(簡(jiǎn)稱(chēng)VB)編程，使用VB 提供具有強大功能的通信控件MSCOMM，該控件可對串口狀態(tài)及串口通信的信息格式和協(xié)議進(jìn)行設置，直接利用PC 機的串口發(fā)送數據。為實(shí)現單片機與PC 機的可靠通信，須保證雙方具有相同的數據格式和波特率。該軟件的使用比較簡(jiǎn)單，如圖7 所示。使用時(shí)可以先用 Microsoft Word 處理好需要顯示的內容（注意頁(yè)面設置的寬度跟LED 顯示屏的寬度應該相同），然后選擇編輯菜單里面的全選命令和復制命令，然后運行LED 顯示下載軟件V1.1。 在界面中選擇“來(lái)自剪貼板”按鈕，需要下載顯示的內容即可在右邊的預覽框中顯示，檢查無(wú)誤后選擇合適的波特率和連接的串行通信口，按下“下載”按鈕，即可下載到顯示屏上顯示。需要修改或要顯示新的內容時(shí)重復上述操作即可完成。使用起來(lái)非常方便。

5 結束語(yǔ)

本文設計的點(diǎn)陣LED 顯示屏控制系統以AT89S51 單片機為基礎，采用靜態(tài)RAM 作為數據存儲器，利用串行接口實(shí)現與PC 機的數據傳輸?？蓪?shí)現漢字、字符及數字等內容的顯示?？梢噪S時(shí)更新顯示的內容。使用起來(lái)非常方便。在系統設計中還兼顧了單片機的抗干擾能力，有效地提高了系統運行的可靠性?？芍苯舆\用于實(shí)際場(chǎng)合。