LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)與實(shí)現(xiàn)

摘 要

文介紹了一種LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)方案，其原理是利用AT89C51單片機(jī)控制顯示屏，使其具有動(dòng)態(tài)顯示功能，并能通過(guò)上位計(jì)算機(jī)向單片機(jī)輸送控制信號(hào)及修改顯示內(nèi)容，控制顯示屏的循環(huán)次數(shù)、顯示方式。上位計(jì)算機(jī)還可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485轉(zhuǎn)換模塊以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) LED顯示屏 動(dòng)態(tài)顯示 遠(yuǎn)程控制

隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED以其發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、組態(tài)靈活、色彩鮮艷以及對(duì)室 內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)直觀、準(zhǔn)確傳播信息，成為現(xiàn)代信息化社會(huì) 的一個(gè)閃亮標(biāo)志。近年LED顯示屏已廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、學(xué)校、商場(chǎng)、店鋪、公共場(chǎng)所等進(jìn)行圖文顯示、廣告宣傳、信息發(fā)布等，成為平板顯示的主流產(chǎn)品。

1 LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，上位機(jī)采用一臺(tái)標(biāo)配的計(jì)算機(jī)，下位機(jī)由AT89C51單片機(jī)及其外圍輔助電路組成，其間通過(guò)RS-232C串行通信方式交換上位機(jī)下發(fā)的操作控制命令，并返回下位機(jī)的工作狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)串口控制LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示，因RS-232信號(hào)電平與單片機(jī)的串口TTL電平不一樣，所以PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信接口電路必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換。芯片MAX232正好可以完成這個(gè)功能。同時(shí)單片機(jī)要對(duì)接收到的控制信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后再通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)點(diǎn)陣的行列進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，繼而控制點(diǎn)陣顯示屏做出相應(yīng)的顯示。

2 顯示系統(tǒng)方案框架圖及可實(shí)現(xiàn)功能

顯示系統(tǒng)方案框架圖見(jiàn)圖1。

控制命令由操作員通過(guò)計(jì)算機(jī)上的控制程序或軟件發(fā)送，通過(guò)R232接口傳達(dá)給單片機(jī) AT89C51，由AT 89C51從字庫(kù)里調(diào)出要顯示的漢字或字符，再經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路使對(duì)應(yīng)的字符或漢字顯示在 LED顯示板上。

3 硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)的核心是單片機(jī)電路和動(dòng)態(tài)顯示電路。

3.1 單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)

圖2為AT89C51單片機(jī)基本電路。供應(yīng)單片機(jī)+5V工作電壓，接上12MHz石英振蕩器作為時(shí)鐘電路，RESET按鈕提供系統(tǒng)重置電路。同時(shí)由于PC串行口是RS232形式的，與TTL電平的電氣標(biāo)準(zhǔn)不同，因此PC機(jī)的信號(hào)必須經(jīng)過(guò)MAX232電位轉(zhuǎn)換芯片，該芯片接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS電平，發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。而對(duì)于一般的雙向通信，只需使用串行輸入RXD，串行輸出TXD和地線GND，與89C51串行口連接，就可確保輸出信號(hào)正確。

3.2 LED顯示屏動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

3.2.1行動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路模塊

行動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示，由單片機(jī)的輸入輸出口生成數(shù)據(jù)信號(hào)，而51單片機(jī)的灌電流（1.6mA左右）和拉電流（-10mA）很小無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)二極管，所以必須經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器才能驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣二極管。由于系統(tǒng)是16*16點(diǎn)陣顯示屏，因此剛好可以利用P0和P2口共16個(gè)輸入輸出口來(lái)生成數(shù)據(jù)信號(hào)，再經(jīng)過(guò)16個(gè)驅(qū)動(dòng)器三極管并列分別驅(qū)動(dòng)16*16點(diǎn)陣顯示屏的16行線。

3.3.2電路參數(shù)計(jì)算選擇

一條行線上有16個(gè)LED，因采用的是動(dòng)態(tài)掃描方式進(jìn)行顯示，每一個(gè)LED以7.5mA電流計(jì)算，那么瞬時(shí)流經(jīng)電路的電流為16x7.5mA=120mA，驅(qū)動(dòng)管選用9012可滿足要求。由于VCC接+5V，而三極管處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)下其集電極與發(fā)射極之間的壓降約為0.3V，又發(fā)光二極管的壓降為0.7V，從而集電極電阻的阻值選用（5V-0.3V-0.7V）/0.12A=33Ω。因51單片機(jī)灌電流約為1.6mA，同時(shí)為了使三極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，所以在此電路中I/O口輸出必須接4.7K的限流電阻。

3.3.3列動(dòng)態(tài)選通電路模塊

列動(dòng)態(tài)選通電路由集成電路74HC154構(gòu)成，74HC154是4線-16線高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。當(dāng)兩個(gè)選通輸入G1 和G2 為低時(shí)， 它可將4 個(gè)二進(jìn)制編碼的輸入譯成16 個(gè)互相獨(dú)立的輸出之一。本設(shè)計(jì)的行選通電路用51單片機(jī)P1口的P1.1-P1.4位輸出的二進(jìn)制編碼經(jīng)4/16線譯碼器74LS154譯碼后生成16條列選通信號(hào)線，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的列線。

4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 動(dòng)態(tài)顯示處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想

本設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)顯示處理系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)匯編語(yǔ)言編寫。采用12M晶振，串行口定義為8 位異步串行通信口，波特率由定時(shí)器T1所確定，為9600。主程序部分主要進(jìn)行T1定時(shí)器初值設(shè)置，還有串口中斷控制字的設(shè)置和各個(gè)存儲(chǔ)器的初始化等。子程序部分實(shí)現(xiàn)的功能是：接收計(jì)算機(jī)串口發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)；單片機(jī)對(duì)接收到的按鍵標(biāo)志位進(jìn)行掃描；單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)的按鍵情況轉(zhuǎn)向相應(yīng)的分支進(jìn)行處理各個(gè)功能模塊分別為串口中斷、停止?fàn)顟B(tài)、移動(dòng)顯示模塊、逐字顯示模塊。

4.2 動(dòng)態(tài)顯示控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想

動(dòng)態(tài)顯示軟件控制系統(tǒng)平臺(tái)采用Visual Basic編程，計(jì)算機(jī)要跟單片機(jī)之間實(shí)現(xiàn)通信，VB所實(shí)現(xiàn)的功能主要是：首先要通過(guò)按鍵發(fā)送顯示方式標(biāo)志位，通知單片機(jī)做好接收控制數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備；其次等到按下啟動(dòng)的按鍵之后就把真正要控制點(diǎn)陣顯示屏的數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)。另外，VB實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)的串行通信，還結(jié)合了兩種不同的通信處理方式：一、事件驅(qū)動(dòng)方式；二、CommEvent屬性值查詢方式。同時(shí)還有滾動(dòng)字幕、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、菜單等功能，使控制界面不再單調(diào)，簡(jiǎn)單。

5 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)用單片機(jī)控制LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示，可以對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)如閃動(dòng)、滾動(dòng)、打字等多種動(dòng)態(tài)顯示效果，顯示內(nèi)容也可以即時(shí)修改。另外，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485轉(zhuǎn)換模塊還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

參考文獻(xiàn)

[1] 諸昌鈴.LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù)[M].成都：電子科技大學(xué)出版社，2008.

[2] 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010.

[3] 張毅坤.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010.

[4] 胡漢才.單片機(jī)原理機(jī)器接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1996.

[5]電腦編程技巧與維護(hù)雜志社.Visual Basic編程技巧典型案例解析[M].北京：中國(guó)電力出版社.189-192

[6]范逸之.陳文元.Visual Basic與RS-232串行通信控制[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2002（06）：54-110.

作者簡(jiǎn)介

楊偉藝（1980-）男，大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)供職于富順光電科技股份有限公司。

作者單位

富順光電科技股份有限公司 福建省漳州市 363000endprint

摘 要

文介紹了一種LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)方案，其原理是利用AT89C51單片機(jī)控制顯示屏，使其具有動(dòng)態(tài)顯示功能，并能通過(guò)上位計(jì)算機(jī)向單片機(jī)輸送控制信號(hào)及修改顯示內(nèi)容，控制顯示屏的循環(huán)次數(shù)、顯示方式。上位計(jì)算機(jī)還可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485轉(zhuǎn)換模塊以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) LED顯示屏 動(dòng)態(tài)顯示 遠(yuǎn)程控制

隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED以其發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、組態(tài)靈活、色彩鮮艷以及對(duì)室 內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)直觀、準(zhǔn)確傳播信息，成為現(xiàn)代信息化社會(huì) 的一個(gè)閃亮標(biāo)志。近年LED顯示屏已廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、學(xué)校、商場(chǎng)、店鋪、公共場(chǎng)所等進(jìn)行圖文顯示、廣告宣傳、信息發(fā)布等，成為平板顯示的主流產(chǎn)品。

1 LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，上位機(jī)采用一臺(tái)標(biāo)配的計(jì)算機(jī)，下位機(jī)由AT89C51單片機(jī)及其外圍輔助電路組成，其間通過(guò)RS-232C串行通信方式交換上位機(jī)下發(fā)的操作控制命令，并返回下位機(jī)的工作狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)串口控制LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示，因RS-232信號(hào)電平與單片機(jī)的串口TTL電平不一樣，所以PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信接口電路必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換。芯片MAX232正好可以完成這個(gè)功能。同時(shí)單片機(jī)要對(duì)接收到的控制信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后再通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)點(diǎn)陣的行列進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，繼而控制點(diǎn)陣顯示屏做出相應(yīng)的顯示。

2 顯示系統(tǒng)方案框架圖及可實(shí)現(xiàn)功能

顯示系統(tǒng)方案框架圖見(jiàn)圖1。

控制命令由操作員通過(guò)計(jì)算機(jī)上的控制程序或軟件發(fā)送，通過(guò)R232接口傳達(dá)給單片機(jī) AT89C51，由AT 89C51從字庫(kù)里調(diào)出要顯示的漢字或字符，再經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路使對(duì)應(yīng)的字符或漢字顯示在 LED顯示板上。

3 硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)的核心是單片機(jī)電路和動(dòng)態(tài)顯示電路。

3.1 單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)

圖2為AT89C51單片機(jī)基本電路。供應(yīng)單片機(jī)+5V工作電壓，接上12MHz石英振蕩器作為時(shí)鐘電路，RESET按鈕提供系統(tǒng)重置電路。同時(shí)由于PC串行口是RS232形式的，與TTL電平的電氣標(biāo)準(zhǔn)不同，因此PC機(jī)的信號(hào)必須經(jīng)過(guò)MAX232電位轉(zhuǎn)換芯片，該芯片接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS電平，發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。而對(duì)于一般的雙向通信，只需使用串行輸入RXD，串行輸出TXD和地線GND，與89C51串行口連接，就可確保輸出信號(hào)正確。

3.2 LED顯示屏動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

3.2.1行動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路模塊

行動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示，由單片機(jī)的輸入輸出口生成數(shù)據(jù)信號(hào)，而51單片機(jī)的灌電流（1.6mA左右）和拉電流（-10mA）很小無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)二極管，所以必須經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器才能驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣二極管。由于系統(tǒng)是16*16點(diǎn)陣顯示屏，因此剛好可以利用P0和P2口共16個(gè)輸入輸出口來(lái)生成數(shù)據(jù)信號(hào)，再經(jīng)過(guò)16個(gè)驅(qū)動(dòng)器三極管并列分別驅(qū)動(dòng)16*16點(diǎn)陣顯示屏的16行線。

3.3.2電路參數(shù)計(jì)算選擇

一條行線上有16個(gè)LED，因采用的是動(dòng)態(tài)掃描方式進(jìn)行顯示，每一個(gè)LED以7.5mA電流計(jì)算，那么瞬時(shí)流經(jīng)電路的電流為16x7.5mA=120mA，驅(qū)動(dòng)管選用9012可滿足要求。由于VCC接+5V，而三極管處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)下其集電極與發(fā)射極之間的壓降約為0.3V，又發(fā)光二極管的壓降為0.7V，從而集電極電阻的阻值選用（5V-0.3V-0.7V）/0.12A=33Ω。因51單片機(jī)灌電流約為1.6mA，同時(shí)為了使三極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，所以在此電路中I/O口輸出必須接4.7K的限流電阻。

3.3.3列動(dòng)態(tài)選通電路模塊

列動(dòng)態(tài)選通電路由集成電路74HC154構(gòu)成，74HC154是4線-16線高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。當(dāng)兩個(gè)選通輸入G1 和G2 為低時(shí)， 它可將4 個(gè)二進(jìn)制編碼的輸入譯成16 個(gè)互相獨(dú)立的輸出之一。本設(shè)計(jì)的行選通電路用51單片機(jī)P1口的P1.1-P1.4位輸出的二進(jìn)制編碼經(jīng)4/16線譯碼器74LS154譯碼后生成16條列選通信號(hào)線，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的列線。

4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 動(dòng)態(tài)顯示處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想

本設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)顯示處理系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)匯編語(yǔ)言編寫。采用12M晶振，串行口定義為8 位異步串行通信口，波特率由定時(shí)器T1所確定，為9600。主程序部分主要進(jìn)行T1定時(shí)器初值設(shè)置，還有串口中斷控制字的設(shè)置和各個(gè)存儲(chǔ)器的初始化等。子程序部分實(shí)現(xiàn)的功能是：接收計(jì)算機(jī)串口發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)；單片機(jī)對(duì)接收到的按鍵標(biāo)志位進(jìn)行掃描；單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)的按鍵情況轉(zhuǎn)向相應(yīng)的分支進(jìn)行處理各個(gè)功能模塊分別為串口中斷、停止?fàn)顟B(tài)、移動(dòng)顯示模塊、逐字顯示模塊。

4.2 動(dòng)態(tài)顯示控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想

動(dòng)態(tài)顯示軟件控制系統(tǒng)平臺(tái)采用Visual Basic編程，計(jì)算機(jī)要跟單片機(jī)之間實(shí)現(xiàn)通信，VB所實(shí)現(xiàn)的功能主要是：首先要通過(guò)按鍵發(fā)送顯示方式標(biāo)志位，通知單片機(jī)做好接收控制數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備；其次等到按下啟動(dòng)的按鍵之后就把真正要控制點(diǎn)陣顯示屏的數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)。另外，VB實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)的串行通信，還結(jié)合了兩種不同的通信處理方式：一、事件驅(qū)動(dòng)方式；二、CommEvent屬性值查詢方式。同時(shí)還有滾動(dòng)字幕、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、菜單等功能，使控制界面不再單調(diào)，簡(jiǎn)單。

5 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)用單片機(jī)控制LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示，可以對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)如閃動(dòng)、滾動(dòng)、打字等多種動(dòng)態(tài)顯示效果，顯示內(nèi)容也可以即時(shí)修改。另外，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485轉(zhuǎn)換模塊還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

參考文獻(xiàn)

[1] 諸昌鈴.LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù)[M].成都：電子科技大學(xué)出版社，2008.

[2] 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010.

[3] 張毅坤.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010.

[4] 胡漢才.單片機(jī)原理機(jī)器接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1996.

[5]電腦編程技巧與維護(hù)雜志社.Visual Basic編程技巧典型案例解析[M].北京：中國(guó)電力出版社.189-192

[6]范逸之.陳文元.Visual Basic與RS-232串行通信控制[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2002（06）：54-110.

作者簡(jiǎn)介

楊偉藝（1980-）男，大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)供職于富順光電科技股份有限公司。

作者單位

富順光電科技股份有限公司 福建省漳州市 363000endprint

摘 要

文介紹了一種LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示技術(shù)的設(shè)計(jì)方案，其原理是利用AT89C51單片機(jī)控制顯示屏，使其具有動(dòng)態(tài)顯示功能，并能通過(guò)上位計(jì)算機(jī)向單片機(jī)輸送控制信號(hào)及修改顯示內(nèi)容，控制顯示屏的循環(huán)次數(shù)、顯示方式。上位計(jì)算機(jī)還可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485轉(zhuǎn)換模塊以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī) LED顯示屏 動(dòng)態(tài)顯示 遠(yuǎn)程控制

隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，LED以其發(fā)光效率高、使用壽命長(zhǎng)、組態(tài)靈活、色彩鮮艷以及對(duì)室 內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)直觀、準(zhǔn)確傳播信息，成為現(xiàn)代信息化社會(huì) 的一個(gè)閃亮標(biāo)志。近年LED顯示屏已廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、學(xué)校、商場(chǎng)、店鋪、公共場(chǎng)所等進(jìn)行圖文顯示、廣告宣傳、信息發(fā)布等，成為平板顯示的主流產(chǎn)品。

1 LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，上位機(jī)采用一臺(tái)標(biāo)配的計(jì)算機(jī)，下位機(jī)由AT89C51單片機(jī)及其外圍輔助電路組成，其間通過(guò)RS-232C串行通信方式交換上位機(jī)下發(fā)的操作控制命令，并返回下位機(jī)的工作狀態(tài)。為了實(shí)現(xiàn)串口控制LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示，因RS-232信號(hào)電平與單片機(jī)的串口TTL電平不一樣，所以PC機(jī)與單片機(jī)之間的通信接口電路必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換。芯片MAX232正好可以完成這個(gè)功能。同時(shí)單片機(jī)要對(duì)接收到的控制信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，然后再通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路對(duì)點(diǎn)陣的行列進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，繼而控制點(diǎn)陣顯示屏做出相應(yīng)的顯示。

2 顯示系統(tǒng)方案框架圖及可實(shí)現(xiàn)功能

顯示系統(tǒng)方案框架圖見(jiàn)圖1。

控制命令由操作員通過(guò)計(jì)算機(jī)上的控制程序或軟件發(fā)送，通過(guò)R232接口傳達(dá)給單片機(jī) AT89C51，由AT 89C51從字庫(kù)里調(diào)出要顯示的漢字或字符，再經(jīng)驅(qū)動(dòng)電路使對(duì)應(yīng)的字符或漢字顯示在 LED顯示板上。

3 硬件設(shè)計(jì)

硬件設(shè)計(jì)的核心是單片機(jī)電路和動(dòng)態(tài)顯示電路。

3.1 單片機(jī)控制電路的設(shè)計(jì)

圖2為AT89C51單片機(jī)基本電路。供應(yīng)單片機(jī)+5V工作電壓，接上12MHz石英振蕩器作為時(shí)鐘電路，RESET按鈕提供系統(tǒng)重置電路。同時(shí)由于PC串行口是RS232形式的，與TTL電平的電氣標(biāo)準(zhǔn)不同，因此PC機(jī)的信號(hào)必須經(jīng)過(guò)MAX232電位轉(zhuǎn)換芯片，該芯片接收器將TIA/EIA-232-F電平轉(zhuǎn)換成TTL/CMOS電平，發(fā)送器將TTL/CMOS電平轉(zhuǎn)換成TIA/EIA-232-F電平。而對(duì)于一般的雙向通信，只需使用串行輸入RXD，串行輸出TXD和地線GND，與89C51串行口連接，就可確保輸出信號(hào)正確。

3.2 LED顯示屏動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)

3.2.1行動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路模塊

行動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)電路如圖3所示，由單片機(jī)的輸入輸出口生成數(shù)據(jù)信號(hào)，而51單片機(jī)的灌電流（1.6mA左右）和拉電流（-10mA）很小無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)二極管，所以必須經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)器才能驅(qū)動(dòng)點(diǎn)陣二極管。由于系統(tǒng)是16*16點(diǎn)陣顯示屏，因此剛好可以利用P0和P2口共16個(gè)輸入輸出口來(lái)生成數(shù)據(jù)信號(hào)，再經(jīng)過(guò)16個(gè)驅(qū)動(dòng)器三極管并列分別驅(qū)動(dòng)16*16點(diǎn)陣顯示屏的16行線。

3.3.2電路參數(shù)計(jì)算選擇

一條行線上有16個(gè)LED，因采用的是動(dòng)態(tài)掃描方式進(jìn)行顯示，每一個(gè)LED以7.5mA電流計(jì)算，那么瞬時(shí)流經(jīng)電路的電流為16x7.5mA=120mA，驅(qū)動(dòng)管選用9012可滿足要求。由于VCC接+5V，而三極管處于開(kāi)關(guān)狀態(tài)下其集電極與發(fā)射極之間的壓降約為0.3V，又發(fā)光二極管的壓降為0.7V，從而集電極電阻的阻值選用（5V-0.3V-0.7V）/0.12A=33Ω。因51單片機(jī)灌電流約為1.6mA，同時(shí)為了使三極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，所以在此電路中I/O口輸出必須接4.7K的限流電阻。

3.3.3列動(dòng)態(tài)選通電路模塊

列動(dòng)態(tài)選通電路由集成電路74HC154構(gòu)成，74HC154是4線-16線高性能存儲(chǔ)器的譯碼器。當(dāng)兩個(gè)選通輸入G1 和G2 為低時(shí)， 它可將4 個(gè)二進(jìn)制編碼的輸入譯成16 個(gè)互相獨(dú)立的輸出之一。本設(shè)計(jì)的行選通電路用51單片機(jī)P1口的P1.1-P1.4位輸出的二進(jìn)制編碼經(jīng)4/16線譯碼器74LS154譯碼后生成16條列選通信號(hào)線，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的列線。

4 軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

4.1 動(dòng)態(tài)顯示處理系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想

本設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)顯示處理系統(tǒng)采用AT89C51單片機(jī)匯編語(yǔ)言編寫。采用12M晶振，串行口定義為8 位異步串行通信口，波特率由定時(shí)器T1所確定，為9600。主程序部分主要進(jìn)行T1定時(shí)器初值設(shè)置，還有串口中斷控制字的設(shè)置和各個(gè)存儲(chǔ)器的初始化等。子程序部分實(shí)現(xiàn)的功能是：接收計(jì)算機(jī)串口發(fā)送過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)；單片機(jī)對(duì)接收到的按鍵標(biāo)志位進(jìn)行掃描；單片機(jī)根據(jù)相應(yīng)的按鍵情況轉(zhuǎn)向相應(yīng)的分支進(jìn)行處理各個(gè)功能模塊分別為串口中斷、停止?fàn)顟B(tài)、移動(dòng)顯示模塊、逐字顯示模塊。

4.2 動(dòng)態(tài)顯示控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)思想

動(dòng)態(tài)顯示軟件控制系統(tǒng)平臺(tái)采用Visual Basic編程，計(jì)算機(jī)要跟單片機(jī)之間實(shí)現(xiàn)通信，VB所實(shí)現(xiàn)的功能主要是：首先要通過(guò)按鍵發(fā)送顯示方式標(biāo)志位，通知單片機(jī)做好接收控制數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備；其次等到按下啟動(dòng)的按鍵之后就把真正要控制點(diǎn)陣顯示屏的數(shù)據(jù)傳送給單片機(jī)。另外，VB實(shí)現(xiàn)PC機(jī)與單片機(jī)的串行通信，還結(jié)合了兩種不同的通信處理方式：一、事件驅(qū)動(dòng)方式；二、CommEvent屬性值查詢方式。同時(shí)還有滾動(dòng)字幕、實(shí)時(shí)時(shí)鐘、菜單等功能，使控制界面不再單調(diào)，簡(jiǎn)單。

5 結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)用單片機(jī)控制LED顯示屏動(dòng)態(tài)顯示，可以對(duì)顯示內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，從而實(shí)現(xiàn)如閃動(dòng)、滾動(dòng)、打字等多種動(dòng)態(tài)顯示效果，顯示內(nèi)容也可以即時(shí)修改。另外，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的RS232/485轉(zhuǎn)換模塊還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示系統(tǒng)的遠(yuǎn)程控制。

參考文獻(xiàn)

[1] 諸昌鈴.LED顯示屏系統(tǒng)原理及工程技術(shù)[M].成都：電子科技大學(xué)出版社，2008.

[2] 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2010.

[3] 張毅坤.單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2010.

[4] 胡漢才.單片機(jī)原理機(jī)器接口技術(shù)[M].北京：清華大學(xué)出版社，1996.

[5]電腦編程技巧與維護(hù)雜志社.Visual Basic編程技巧典型案例解析[M].北京：中國(guó)電力出版社.189-192

[6]范逸之.陳文元.Visual Basic與RS-232串行通信控制[M].北京：清華大學(xué)出版社， 2002（06）：54-110.

作者簡(jiǎn)介

楊偉藝（1980-）男，大學(xué)本科學(xué)歷。現(xiàn)供職于富順光電科技股份有限公司。

作者單位

富順光電科技股份有限公司 福建省漳州市 363000endprint