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基于单片机的LED汉字显示屏的设计

发布时间:2020-07-10 发布时间:
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摘要:文中详细介绍了由STC89C52RC单片机、74HC154芯片、晶振电路、复位电路、驱动电路、16×16 LED点阵构成的LED汉字显示屏系统。设计采用STC89C52RC单片机为微控制器,74HC154为译码器、PNP型三极管8550构成行驱动电路,NPN型三极管8050构成列驱动电路,采用4个8x8LED显示器级联构成16×16的点阵汉字显示屏。软、硬件设计结果表明所设计的LED汉字显示屏可以实现汉字的滚动显示,且汉字清晰,无串扰,无重影。
关键词:STC89C52RCLED点阵;汉字显示屏;动态扫描

LED点阵是一种简单的汉字显示器件,具有价廉、易于控制实现、使用寿命长的特点。本次LED汉字显示屏的设计使用STC89C52单片机对4片8x8LED点阵进行控制,采用上移显示方式,可以连续显示多个汉字。

1 硬件设计
1.1 系统的硬件组成框图
系统硬件组成框图如图1所示。


1)选用STC89C52单片机作为微控制器。
2)由74HC154构成译码器,该译码器是4线-16线译码器,输入端有4条数据线,共有6种输出,分别对应控制LED点阵显示器的0-15行。译码器输入端接单片机P0口。
3)驱动电路:由PNP型三极管8550和NPN型三极管8050构成,分别控制行和列。为显示器提供足够的驱动电流。列驱动高八位接单片机P2口,低八位接单片机P1口。行驱动接译码器芯片输出端。
4)显示模块:由4个8x8LED显示器级联而成作为输出终端;4块显示器的连接方法为;上下排列对应列引脚相连,左右排列对应行引脚相连。
1.2 硬件模块设计
1.2.1 STC89C52RC单片机
STC89C52是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,STC89C52单片机在电子行业中有广泛的应用,管脚分布如图2所示。


1)主电源引脚(2根):VCC(Pin40)电源输入,接+5V电源;GND(Pin20)接地线。
2)外接晶振引脚(2根):XTAL1(Pin19)片内振荡电路的输入端;XTAL2(Pin20)片内振荡电路的输出端。
3)控制引脚(4根):RST/VPP(Pin9)复位引脚,引脚上出现2个机器周期的高电平将使单片机复位;ALE/PROG(Pin30)地址锁存允许信号;PSEN(Pin29)外部存储器读选通信号EA/VPP(Pin31)程序存储器的内外部选通,接低电平从外部程序存储器读指令,如果接高则从内部程序存储器读指令。
4)可编程输入/输出引脚(32根):AT89S51单片机有4组8位的可编程I/O口,分别位P0、P1、P2、P3口,每个口有8位(8根引脚),共32根。每一根引脚都可以编程。
1.2.2 74HC154芯片
74HC154是一款高速CMOS器件,74HC154引脚兼容低功耗肖特基TTL(LSTTL)系列,管脚分布如图3所示。


74HC154译码器可接受4位高有效二进制地址输入,并提供16个互斥的低有效输出。74HC154的两个输入能门门电路用于译码器选通,以消除输出端上的通常译码“假信号”,也可用于译码器扩展。门电路包含两个“逻辑与”输入,必须置为低以便使能输出端。任选一个使能输入端作为数据输入,74HC154可充当一个1-16的多路分配器。当其余的使能输入端置低时,地址输出将会跟随应用的状态。
在本设计中,需要定时对16x16LED的行进行动态扫描,共有16种状态,故选择了4线-16线译码器,该译码器只用输出4位有效数据,就可控制16种状态,大大简化了软件的编写,同时节省了单片机的硬件资源。



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