一种基于AT89S52 单片机的8×8 汉字点阵LED 显示器设计

赵富宝 武怀玉

陕西广电网络传媒（集团）股份有限公司安塞县支公司 陕西安塞 717400

【文章摘要】

采用AT89S52 单片机设计了一种实用的汉字显示屏。显示屏使用了64 个高亮度共阳极LED 发光管，组成了8 行8 列的发光点阵，可以实现汉字的滚动显示。该显示器件具有显示信息灵活、功耗低、体积小、质量小、无辐射等优点。

【关键词】

AT89S52 单片机；LED 显示屏；汉字点阵

LED 点阵式显示器与单个发光二极管相比，其优点是焊点少、连线少、所有亮点亮度高且均匀、方便拼接使用、高效、低耗具有美观等优点。LED 点阵管还可以用来代替数码管、符号管和米字管等，它不仅可以显示数字，还可以显示特殊符号，包括所有西文字母等。LED 显示屏在大面积显示上，特别在体育、广告、金融、展览、交通等领域的应用是很普遍的繁华商业街道经常可见。并且，在工业技术上，现代工业控制和一些智能化仪器仪表中，也在更多的地方需要用点阵图形显示器显示汉字或图形。我们采用AT89S52 单片机设计了一种可以实现共阳LED 汉字字符的显示器。

1 硬件设计

本字符显示器采用AT89S52 单片机作控制器，11.0592MHZ 晶振，8×8 点阵共阳LED 字符显示器，其硬件电路图如图1 所示，其中P2 作为字符数据输出口，P3为字符显示扫描输出口，第31 引脚（EA）接电源, 执行内部程序。调整P2 口的上拉电阻（270 欧）大小可改变显示字符的亮度。把“单片机系统”区域中的P2 端口用8 芯排芯连接到“点阵模块”区域中的“R1－ R8”端口上，其中R1-R8 为阻值270 欧的电阻。把“单片机”区域中的P3 端口用8 芯排芯连接到“点阵模块”区域中的二极管阴极端口上。从原理图可以看出基于单片机开发的LED 字符显示器的基本模块，以单片机芯片AT89S52 为核心，外围电路由键盘、LED 点阵显示模块和电阻组成，键盘扫描过程中，有专门的键盘扫描子程序，可以随时调用，LED 点阵显示也是如此，编写相应的显示子程序，以供调用，外接16 个引脚，分别与P2.0-P2.7_=92_P3.0-P3.7 相连，通过改变上拉电阻的大小改变灯的亮度，显示程序用来控制点亮的灯的位置，延时程序用来控制每排灯点亮的时间。

2 软件设计

主程序在刚上电时对系统进行初始化，然后进行键盘扫描，主程序流程图如图2 所示。

2.1 初始化程序

在系统初始化时，必须对以下四个端口进行复位，例如要显示“电子工艺”四个字，将显示用的字符数据从ROM 表中装入内存单元40H-5FH 中，“电子工艺”每个文字占用8 个地址单元。

2.2 显示程序

显示程序包括显示主程序和显示子程序组成。显示主程序负责每次显示时的显示地址首址、每个字的显示时间的处理。显示子程序则负责对指定8 个地址单元的数据进行输出显示，显示一个完整文字的时间约为8ms。在显示子程序中，1ms延时程序是用调用键盘扫描子程序的方法实现的。

利用键盘扫描程序代替显示程序中的1ms 延时程序，既为了按键的快速响应，又可以控制动态显示的扫描频率，减少文字显示时的闪烁现象。对于多个文字的大屏幕显示，应该是用扩展输出数据缓冲锁存器，才可以得到更多的显示文字。（实际上我们设计的数据显示也具有锁存功能，P2 口及P3 口都是）

2.3 汉字显示原理及软件设计

采用动态扫描法显示，所谓动态扫描方法是利用人眼的视觉特性——暂留性，而实现的一种显示方法，即当刷新速率足够高时，人眼就察觉不出显示屏画面更迭的闪烁。若要显示一一帧画面，先送出第一行的数据, 然后选通并点亮第一行，延时；此后送出第二行的数据，同样选通、点亮并延时；依次将所有行扫描完，即给出一帧的图画。任何时候只有其中的一行被点亮。以字符库为例，每一个字由8 行8列的点阵组成显示（参考国标汉字库中表达形式，即每一个字均由64 点阵来表示）。我们可以把每一个点理解为一个像素，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 像素范围内的任何图形。用8 位的AT89S52 单片机控制, 以行为顺序进行逐行扫描显示，首先显示的是点阵的上半部分第一行，第一行完成后继续扫描下一行，这样接线也比较简单。依照上述的方法，继续进行下面的扫描，可以得出汉字“电子工艺”的扫描代码为：08H 3EH 2AH 3EH 2AH 3EH 88H0F8H00H 1CH 08H 3EH 08H 08H 0CH 08H00H 7FH 08H 08H 08H 08H 7FH 00H24H 0FEH 24H 7EH 20H 10H 88H0FCH所要显示的汉字编码存放在40H-5FH, 显示时将所要显示的汉字编码调入显示缓冲区40H-47H, 显示过程中数据循环的方式为：41H 中的内容放在40H,42H 中的内容放入41H, 依次往上循环，最后将5FH 中的内容放入5EH,40H中的内容放入60H 中，依次循环32 次，就可以看到四个汉字从下往上依次显示。不断循环便可以看到四个汉字不断从下往上循环显示。显示程序流程图如图3 所示。

3 小结

本设计中所使用的显示器件具有显示信息灵活、功耗低、体积小、质量小、无辐射等优点，得到广泛的应用；本设计采用8x8 点阵字符显示，是一种实用的汉字显示屏。使用该模块价格略低于相同点阵的图形液晶屏；可构成具有全中文人机互交图形界面的显示系统；硬件电路结构或显示程序都很简洁。在实际使用过程中可以根据需要自行扩展。

【参考文献】

[1] 丰焕亭. 基于Proteus 的LED 汉字显示屏设计《中国科技信息》 2011年21 期

[2] 袁启冒. 单片机原理及应用教程[M]. 科学出版社，2005.[3] 李劲松，武培秀. 点阵液晶显示器汉字程序设计[J]. 电测与仪表,2003 年04 期

[4] 郭金影. 基于单片机的LED 显示屏系统设计与PROTEUS 仿真[D] 大连交通大学,2010 年

[5] 毛敏. 基于Protues 的16×32 点阵LED 汉字显示屏的开发[J]. 工业仪表与自动化装置, 2010 年05 期

【作者简介】

赵富宝(1982-), 男, 学士，工程师，部长，从事广播电视管理和有线电视网络建设工作。武怀玉(1972-), 男, 学士，工程师，副经理，从事广播电视管理和有线电视网络建设工作。__