8X8LED点阵显示屏的设计论文

石家庄学院毕业设计（论文）

2 总体设计方案

2.1 硬件电路组成

本产品采用以P89C51单片机为核心芯片的电路来实现，主要由P89C51芯片、晶振电路、三极管驱动电路、按键控制电路、8×8 LED点阵5部分组成，电路框图如图1所示。其中，P89C51是一种带4kB闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS型8位微处理器，俗称单片机。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，工业标准的MCS一51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，能够进行1 000次写／擦循环，数据保留时间为10年。他是一种高效微控制器，为很多嵌人式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。因此，在智能化电子设计与制作过程中经常用到P89C51芯片。时钟电路由P89C51的18，19脚的时钟端(XTAI 1及XTAL2)以及12 MHz晶振X 、电容C2、C3组成，采用片内振荡方式。复位电路采用简易的上电复位电路，主要由电阻R ，R2，电容C ，开关K 组成，分别接至P89C51的RST复位输人端。LED点阵显示屏采用8x8共64个象素的点阵，可通过万用表检测发光二极管的方法测试判断出该点阵的引脚分布。

我们把行列总线接在单片机的I/O口，然后把上面分析到的扫描代码送入总线，就可以得到显示的字符了。我们在实际应用中是将LED点阵的8条列线通过驱动电路接在P1口，8条行线通过限流电阻接在P0口。单片机89C51按照设定的程序在P1和P0接口输出与内部字符对应的代码电平送至LED点阵的行列线(高电平驱动)，从而选中相应的象素LED发光，并利用人眼的视觉暂留特性合成整个字符的显示。再改变取表地址实现字符的滚动显示。硬件电路组成框图如图2-1所示。

P1 三极管驱动电路 P89C51 P2.0 P0 按键控制电路 限流电阻 8×8点阵LED显示屏

图2-1 硬件电路组成框图

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8×8点阵显示屏设计

2.2 系统各单元电路设计

2.2.1 P89C51单片机最小系统

最小系统包括晶体振荡电路、复位开关和电源部分。图2-2为P89C51单片机的最小系统。

图2-2 P89C51单片机最小系统

2.2.2 按键控制电路

单片机开始工作时，P2.0是高电平。当按键按下时，检测到一个低电平信号，改变P0口输出信号，控制8×8 LED点阵显示屏显示不同字符。

R110kP2.0

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图2-3 按键控制电路

2.2.3 三极管驱动电路

扫描驱动电路的功能主要是有P1口输出高电平使三极管发射结导通，发射结输出足够大的电流使二极管导通。

P1.0P1.1P1.2P1.3R14.7kQ1s8050R24.7kQ2S8050R34.7kQ3S8050R44.7kQ4S80500123P1.4P1.5P1.6P1.7R54.7kQ5S8050R64.7kQ6S8050R74.7kQ7S8050R84.7kQ8S80504567 图2-4 三极管驱动电路

2.2.4 8×8 LED点阵介绍

图2-5为8×8点阵LED外观及引脚图，，只要其对应的X、Y轴顺向偏压，即可使LED发亮。例如如果想使左上角LED点亮，则电子模块中的0口为1，A口为0即可。应用时限流电阻可以放在横轴或列轴。

图2-5 8×8点阵LED外观及引脚

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8×8点阵显示屏设计

(1)把“单片机系统”区域中的P0端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“A~H”端口上；

(2)把“单片机系统”区域中的P1端口用8芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“0~7”端口上；为了方便于单片机连接，我们在焊接的过程中特意将0～7接口排列出来作为列，将A～H接口作为行，这样我们就可以直接将P89C51单片机的P0口与0~7接口一次连接，将P89C51单片机的P1口与A~H接口一次连接。要使LED发亮即使给予数字端高电平，字母端给予低电平，就能使二极管发亮。

2.3 字符的点阵显示原理及字库代码获取方法

我们以UCDOS中文宋体字库为例，每一个字由8行8列的点阵组成显示。我们可以把每一个点理解为一个象素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。事实上这个汉字屏不仅可以显示汉字，也可以显示在64象素范围内的任何图形。如查用8位的P89C51单片机控制，如图所示

图2-6 8×8点阵等效电路

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。首先将8行分成4位的上、下两部分，把发光的象素位编为0不发光的象素位为1的十六进制代码。这样就把要显示的“公”字编为如下代码：

0x7f,0xbf,0xc1,0xdf,0xdf,0xdf,0xc1,0xdf

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字符点阵代码的获取过程。字符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—1024 Hz，周期小于1 ms即可。行

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