基于AT89S52單片機的8×8 LED點陣顯示屏的設計

孫陳英

（江蘇省江陰中等專業學校，江蘇 江陰 214400）

0 引 言

LED點陣顯示屏因具有色彩鮮艷、功耗低、工作穩定及亮度高等優點，被廣泛應用與商場、公交站臺、銀行及車站等公共場所，可以動態流水顯示各種各樣的字符、數字及漢字。本文選用8×8 LED點陣（1588BS）設計一塊可以顯示“Happy Birthday！”的顯示屏來取代蛋糕上的紙質賀卡，實現由靜態到動態，由無光到有光的感官效果。

1 8×8 LED點陣的電路原理圖設計和字符取碼

1.1 8×8 LED點陣電路原理圖設計

8×8 LED點陣是由64只發光二極管以8行、8列的形式呈現，根據發光顏色可分為單色、雙色及三色。本文選用的1588BS是單色8×8 LED點陣，根據其內部結構可知，為使某一個LED點亮，只需讓其對應的列送低電平，對應的行送高電平即可。當需要多個LED同時被點亮時，只需讓其對應的行列根據LED點亮情況送相應的高低電平。

點陣行列高低電平的輸入通過編寫程序來控制，程序的編寫要和電路原理圖相結合。對于單個8×8 LED點陣，其驅動電路比較簡單，選用單片機最小系統電路，包括單片機芯片、晶振、復位及電源電路，同時用單片機的P0口加上拉電阻直接驅動點陣的行，P2口直接驅動點陣的列。為了便于仿真和調試，用PROTEUS仿真軟件繪制電路原理圖[1]。

1.2 8×8 LED點陣的字符取碼

分析字符在LED點陣的顯示原理，首先要分析字符的顯示代碼。字符的顯示通過動態掃描顯示方式來實現，掃描方式有行掃描和列掃描兩種。本文采用列掃描來分析顯示字符“H”的動態掃描過程，字符H的點陣示意圖如圖1所示。

圖1 字符H的點陣示意圖

掃描第一列，只需給第一列送低電平，列輸入數據為01111111；根據字符“H”的字形，需要第一行至第七行的LED點亮；根據LED的顯示原理，行輸入數據讓需要點亮的LED所在行送高電平，無需點亮的送低電平，可以得出二進制數據編碼為11111110；結合電路原理圖得知P0.0連接的是點陣第一行，而P0.7連接的是點陣第八行，所以將二進制編碼轉換為十六進制編碼為0x7F[2]。

按照此方法依次掃描其余幾列，可以得出字符H的數據編碼如表1所示。單片機反復重復掃描第一列至第八列，雖然是逐列掃描，逐列顯示，但是可以合理控制循環掃描的時間，利用人眼的視覺滯留效應，看到的是各列同時點亮，出現一個完整的字符H。

按照此方法可以分析得出所有字符的數據編碼，但是一般在多個字符取碼中，為了提高效率，常采用取模軟件來進行取碼。經取模軟件取碼得出“Happy Birthday!”中所有字符的編碼。

表1 H字符點陣數據編碼

2 8×8 LED點陣動態顯示“Happy Birthday!”程序設計

在分析得出各個字符數據編碼的基礎上，點陣行列高低電平的輸入需要通過編寫程序來實現[3]，下面是動態流水顯示“Happy Birthday!”的程序編寫。

#include ＜reg52.h＞

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

uchar time,yw,i;

uchar code dat[]={

0x7F,0x08,0x08,0x08,0x7F, // -H-

0x24,0x54,0x54,0x38,0x40, // -a-

0xFC,0x24,0x24,0x24,0x18, // -p-

0xFC,0x24,0x24,0x24,0x18, // -p-

0x9C,0xA0,0xA0,0x90,0x7C, // -y-

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, // - -

0x7F,0x49,0x49,0x49,0x36, // -B-

0x00,0x00,0x79,0x00,0x00, // -i-

0x04,0x78,0x04,0x04,0x08, // -r-

0x04,0x3F,0x44,0x44,0x24, // -t-

0x7F,0x08,0x04,0x04,0x78, // -h-

0x38,0x44,0x44,0x28,0x7F, // -d-

0x24,0x54,0x54,0x38,0x40, // -a-

0x9C,0xA0,0xA0,0x90,0x7C, // -y-

0x00,0x00,0x5F,0x00,0x00, // -!-

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, // - -

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, // - -

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, // - -

};

void delay(uint x)// 延遲函數結束

{

uint i,j; // 聲明變量

for(i=0;i＜x;i++) // 外循環 xms

for(j=0;j＜10;j++); // 內循環 1ms

}

void INit()

{

TMOD|=0x01;//定時器0 模式1 16位定時模式

TH0=(65536-10000)/256;//定時10.000ms

TL0=(65536-10000)%256;

ET0=TR0=EA=1;//定時器開始計數

}

main () // 主程序開始

{ // 聲明變量

INit();

while(1) // 無窮循環

{

for(i=0;i＜8;i++) // 掃描 8 列

{

P2=～(0x01＜＜i);// 掃描第一列

P0=dat [i+yw];// 輸出行數據

delay(1); // 延遲 1ms

P0=0x00;//清影

} // 掃描8列 (i循環)結束

}

}

void timer0() interrupt 1

{

TH0=(65536-10000)/256;//10.000ms 進入一次中斷

TL0=(65536-10000)%256;

time++;

if(time==10)//到100.000ms時間加以實現移動 用于控制移動速度

{

time=0;

yw++;

if(yw＞80)yw=0;

}

}

將程序編譯完成后生成HEX文件，下載至單片機，打開PROTEUS仿真軟件運行后即可以看到動態流水顯示“Happy Birthday!”。

3 結 論

文中以AT89S52芯片為硬件基礎，完成了8×8 LED點陣顯示字符的的硬件和軟件設計。仿真效果表明，該方案有效可行。其中編寫單片機驅動點陣程序來顯示字符是學習8×8 LED點陣的要點。