基于單片機(jī)89C51和89C2051點(diǎn)陣LED圖文顯示

1 LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)簡(jiǎn)介
隨著圖形點(diǎn)陣LED顯示模塊在各行各業(yè)的逐步使用，使得人機(jī)界面變得越來越直觀形象，尤其對(duì)于國(guó)內(nèi)大多數(shù)需要有漢字和圖形顯示的用戶來說，顯示界面的友好與否，將直接影響到其產(chǎn)品的形象和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
本 文所介紹的點(diǎn)陣LED顯示屏，顯示漢字和各種常見字符等信息，可廣泛應(yīng)用于各種場(chǎng)所。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、字型美觀、圖案清析。采用高性能單片機(jī)控 制，性能穩(wěn)定，可靠性高，具有掉電保護(hù)功能，可完全脫機(jī)運(yùn)行，可以顯示約2000個(gè)文字。經(jīng)過一條RS-232串口線與電腦連接更換信息，操作簡(jiǎn)單，使用 方便。
2 LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、RS-232通訊電路、控制電路和LED點(diǎn)陣顯示電路構(gòu)成，結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 LED點(diǎn)陣顯示電路構(gòu)成結(jié)構(gòu)框圖
上 位計(jì)算機(jī)可選擇工業(yè)控制計(jì)算機(jī)或者普通個(gè)人計(jì)算機(jī)。單塊條屏由控制電路和驅(qū)動(dòng)顯示電路組成?？刂齐娐坟?fù)責(zé)與上位機(jī)通信，可根據(jù)通信距離的遠(yuǎn)近選用RS- 232或RS-485標(biāo)準(zhǔn)總線接口。本電路采用RS-232接口的3腳（TXD）和5腳（GND），計(jì)算機(jī)向控制電路發(fā)送漢字或字符內(nèi)碼；控制電路存儲(chǔ)該 內(nèi)碼并在字庫(kù)中對(duì)應(yīng)漢字或字符點(diǎn)陣，向驅(qū)動(dòng)電路發(fā)送行列選通信號(hào)；顯示驅(qū)動(dòng)電路負(fù)責(zé)根據(jù)行列選通信號(hào)，向指定LED發(fā)光器件提供驅(qū)動(dòng)電流。
2.1 顯示控制電路
控制部分以單片機(jī)89C51為核心，輔以外圍電路，完成串行通信、外部存儲(chǔ)器讀取、行列選通信號(hào)輸出等任務(wù)。
為 使計(jì)算機(jī)與控制電路能夠隨時(shí)通信，需要單片機(jī)89C51與89C2051與其它器件之間可以通信。當(dāng)89C2051接收到計(jì)算機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)信號(hào)時(shí)，通過 P3.2腳向89C51發(fā)送中斷信號(hào)，此時(shí)該腳作為I/O口。而后89C51響應(yīng)該中斷，并通過P1口接收來自89C2051P1口的數(shù)據(jù)。
在PC 機(jī)內(nèi)部，漢字是以機(jī)內(nèi)碼的形式存儲(chǔ)的，每個(gè)漢字占兩個(gè)字節(jié)。單片機(jī)89C51將采集來的數(shù)據(jù)放到串行E2PROM（24LS32）中，P3.3接SDA和 P3.4接SCL。所以在沒有與計(jì)算機(jī)通信的時(shí)候也可以讀取串行E2PROM（24LS32）中存儲(chǔ)的漢字或字符內(nèi)碼并最終顯示。89C51的串口接收由 E2PROM（24LS32）存儲(chǔ)的漢字內(nèi)碼，并將其換算成漢字首地址，從4Mbit的EPROM(M27C4001、并行口)的字庫(kù)中提取相應(yīng)的漢字 (一組32字節(jié)的數(shù)據(jù))，對(duì)應(yīng)于顯示屏排列好存貯到片外RAM（CY6264，64Kbit）中，重復(fù)上述過程將所有的漢字都提取出并排列存儲(chǔ)好，最后由 89C51將RAM中的數(shù)據(jù)經(jīng)P1口和P3口輸出給顯示驅(qū)動(dòng)電路。
漢 字庫(kù)的制備與普通程序存儲(chǔ)器的燒錄并無區(qū)別。將漢字庫(kù)文件以二進(jìn)制形式打開，通過編程器燒錄到M27C4001中即可[1]。M27C4001的19位地 址和CY6264的13位地址信號(hào)分別由P0口（經(jīng)D鎖存器74HC573輸出作為地址線）、P2口、P1口(P1.5～P1.7復(fù)用)產(chǎn)生 。串行E2PROM（24LS32）、EPROM(M27C4001)、RAM（CY6264）與單片機(jī)的接口如圖2[2]所示。

圖2 單片機(jī)控制電路原理框圖
在顯示功能中，有一種是顯示年月日的。如果不與計(jì)算機(jī)時(shí)間同步，則顯示實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS12887的時(shí)間。我們還可以通過與計(jì)算機(jī)通信來獲得計(jì)算機(jī)當(dāng)前時(shí)間。當(dāng)讀取或?qū)懭霑r(shí)鐘芯片時(shí)間數(shù)據(jù)時(shí)，單片機(jī)89C51通過AD0～AD7地址數(shù)據(jù)復(fù)用引腳來選通地址并讀寫數(shù)據(jù)。
2.2 顯示驅(qū)動(dòng)部分[3]
LED點(diǎn)陣選用2×4模塊，每4塊排列成一個(gè)16×16的點(diǎn)陣，用于顯示一個(gè)漢字。點(diǎn)陣每一行的所有LED共陽(yáng)極，每一列的所有LED共陰極。系統(tǒng)由單片機(jī)控制。