AT89S52单片机对LED点阵显示屏的控制设计
第一章 概述
led点阵显示屏是通过pc机将要显示的汉字字模提取出来，并发送给单片机，然后显示在点阵屏上，主要适用于室内外汉字显示。
第二章 硬件设计
2.1 主要器件介绍
led 点阵显示屏是由20 个8*8 的led 点阵块组成，形成16*80 矩形点阵，以atmel 公司的at89s52单片机为控制核心。显示屏的其他主要硬件有：①带锁存输出的8位移位寄存器74hc595，作为led的列线驱动输入;②三八译码器74ls138，作为led行线的译码选择;③三极管c9012，连接两个三八译码器的十六个输出端，作为开关使用，驱动led的行线。
2.2 主要器件详细连接说明
atmel的at89s52芯片相关器件连接的接脚如下：p00-p03连接3-8译码器的输入口a，b，c，~g2a
p20-p23连接74hc595的输入口rck， si，sck，sclr
三八译码器74ls138的16 个输出端连接16 个c9012的三极管的基极b，发射极e 连接16 个行线控制端，集电极c连接到gnd。
点阵的80 列数据线驱动由10 片74hc595 级联组成，前一片74hc595 的q’h 引脚连接
下一片的si引脚，各片的rck、sck、sclr 分别并联。
2.3 led点阵块
8*8的led点阵为单色行共阳模块，单点的工作电压为正向（vf）=1.8 v ，正向电流（if）= 8-10 ma 。静态点亮器件时（64 点全亮）总电流为640ma，总电压为1.8 v，总功率为1.15w。动态时取决于扫描频率（1/8或1/16秒），单点瞬间电流可达80-160 ma。16*16点阵静态时16*16*10ma，动态时单点电流80-160ma。
接线方式：
当某一行线打高时，某一列线为低时，其行列交叉的点就被点亮;
某一列线为高时，其行列交叉的点为暗;
当某一行线打低时，无论列线如何，对应这一行的点全部暗。
列线：13—20控制点阵的列接低电平
行线：1-4 21-24控制点阵的行接高电平
2.4 at89s52
（1）p0.0【39 脚】，p0.1【38 脚】，p0.2【37 脚】，p0.3【36 脚】接两片3-8译码器的a，b，c和第一片的~g2a 与第二片的g1，用来选择led的行线
（2） p2.0【21 脚】：接74hc595的rck脚。
p2.1【22 脚】：接74hc595的sck脚。
p2.2【23 脚】：接74hc595的si脚。
p2.3【24 脚】：接74hc595的sclr脚。
（3） 其他
vcc 【40 脚】：接电源
ea/vpp【31 脚】：接电源
rst 【9脚】：复位脚。过10k电阻接gnd，过10uf的电容c3接vcc;复位按钮接到电容c2两端。
2.5 移位寄存器74hc595
74hc595是带锁存输出的8位移位寄存器，其管脚见下图，其中si是串行数据的输入端;
vcc、gnd分别为电源和地;rck是存储寄存器的输入时钟，sck是移位寄存器的输入时钟，sclr是移位寄存器的输入清除，q’h是串入数据的输出，g是对输入数据的输出使能控制，qa~qh串入数据的并行输出。从si口输入的数据在移
位寄存器的sck脚上升沿的作用下输入到74hc595中，在rck脚的上升沿作用下将输入的数据锁存在74hc595中，当g为低电平时时，数据并行输出。sclr为移位寄存器的输入清除端。
74hc595与at89s52的连接：si【14脚】，sck【11脚】，rck【12脚】， sclr【10脚】分别接到at89s52的p2.2【23脚】，p2.1【22脚】，p2.0【21脚】，p2.3【24脚】上。
其他脚连接：oe【13脚】接地，使其始终输出;
q’h【9脚】是连接下一片74hc595的si脚;qa，qb到qh分别连接到led点阵的1至8列的列线脚上。
2.6 三八译码器74ls138
图所示的是将两片74ls138译码器扩展为4线-16线译码器的连接图。其接线特点为：将四个输入信号~g2a，c，b，a中的低三位c，b，a同时接至两个芯片的地址输入端。输入信号的最高位~g2a接至两个芯片的使能端，使两个芯片不能同时工作。~g2a，c，b，a作为地址输入变量构成二进制代码，y0~y7、y0~y7作为输入信号，每个输出表示一个二进制代码的含义，即能实现4线-16线译码器的功能。
第三章 软件设计
3.1 单片机的程序设计
单片机在led点阵显示系统中主要负责数据的接收、存储和扫描显示led点阵屏三大主要功能。
/***************************************************************************************************
* name： khldragon
* date： 09/12/2009
* description： this program controls 16*80led and implements dynamic scan.
****************************************************************************************************/
#include
#include
#define conio p0 //行选信号
#define numofwords （6） //显示的字数
#define speed （30） //扫描周期 speed越大，扫描越慢;
#define maxwords （5） //屏幕最大固定显示字数
#define blank （4） //填充空数
#define maxrow （16） //最大行数
static sbit oe = p0^4; //控制74ls138，低电平有效
static sbit rck = p2^0; // 上升沿时数据输出
static sbit sck = p2^1; //上升沿时数据移位
static sbit si = p2^2; //74hc595串行输入
static sbit sclk = p2^3; //低电平移位寄存器清零，通常接vcc
static void send_in（unsigned char data）; //串行数据输入
static void send_out（void）; //并行数据输出
static unsigned int row = 0; //行选信号
static int j = 0;
static int k = 0;
static int m = 0;
static int s = 0; //与speed匹配
static int count = 0; //当为5时达到最大字数max
const static unsigned char code zimo［］［32］={
{0x20，0x08，0x13，0xfc，0x12，0x08，0x02，0x08，0xfe，0x08，0x0a，0x08，0x12，0x08，0x3b，0xf8，
0x56，0xa8，0x90，0xa0，0x10，0xa0，0x11，0x20，0x11，0x22，0x12，0x22，0x14，0x1e，0x18，0x00}，//祝
{0x00，0x80，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x88，0x24，0x98，0x3e，0xa0，0x20，0xc0，
0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x82，0x26，0x82，0x38，0x82，0x60，0x7e，0x00，0x00}，//比
{0x01，0x00，0x7f，0xfe，0x44，0x42，0x9f，0xf4，0x04，0x40，0x1f，0xf0，0x04，0x40，0x7f，0xfc，
0x08，0x20，0x1f，0xf0，0x28，0x2e，0xc9，0x24，0x09，0x20，0x01，0x00，0x06，0xc0，0x18，0x30}，//赛
{0x00，0x80，0x00，0xa0，0x00，0x90，0x3f，0xfc，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x84，0x3e，0x44，
0x22，0x48，0x22，0x48，0x22，0x30，0x2a，0x20，0x24，0x62，0x40，0x92，0x81，0x0a，0x00，0x06}，//成
{0x00，0x80，0x00，0x80，0x08，0x80，0xfc，0x80，0x10，0x84，0x17，0xfe，0x10，0x84，0x10，0x84，
0x10，0x84，0x10，0x84，0x1d，0x04，0xf1，0x04，0x41，0x04，0x02，0x44，0x04，0x28，0x08，0x10}，//功
{0x00，0x00，0x01，0x80，0x03，0xc0，0x03，0xc0，0x03，0xc0，0x03，0xc0，0x03，0xc0，0x01，0x80，
0x01，0x80，0x01，0x80，0x00，0x00，0x01，0x80，0x03，0xc0，0x01，0x80，0x00，0x00，0x00，0x00}，//！
};
void main（）
{
//初始化引脚
conio = 0x00;
p2 = 0x08;
/**********************************动态扫描左移显示不限字数***************************************/
while（1）
{
for（k = 0; k 《 numofwords; k++）
{//扫描numofwrods遍
for（s = 0; s 《 speed; s++）
{
for（row = 0; row 《 maxrow; row++）
{
count = 0;
//将要显示的字，送入74hc595的si端，即单片机的p2^2引脚
for（j = k; j 》= 0; j--）
{
count++;
if（count 》 maxwords）
break;
send_in（zimo［j］［2*row+1］）;
send_in（zimo［j］［2*row］）;
}
//填充空白
for（m = blank-k; m 》 0; m--）
{
send_in（0）;
send_in（0）;
}
send_out（）;
conio=row;
}
}
}
//下面程序逻辑同上，只是换下位置
for（k = 1; k 《= maxwords; k++）
{
for（s = 0; s 《 speed; s++）
{
for（row = 0; row 《 maxrow; row++）
{
for（m = k; m 》 0; m--）
{
send_in（0）;
send_in（0）;
}
for（j = 1; j 《= maxwords - k; j++）
{
send_in（zimo［numofwords-j］［2*row+1］）;
send_in（zimo［numofwords-j］［2*row］）;
}
send_out（）;
conio=row;
}
}
}
}
}
/*****************************************************************
** 函数名：void send_in（unsigned char data）
** 输 入：unsigned char data
** 输 出： void
** 功能描述： send data to 74hc595
** 全局变量： sck si
** 调用模块：main（）
** 作 者：khldragon
** 日 期：09/12/2009
** 版本version1.0
****************************************************************/
void send_in（unsigned char data）
{
unsigned char i;
for（i = 0; i 《 8; i++）
{ //循环8次，刚好移完8位
sck = 0; //先将移位寄存器控制引脚置为低
si = data & 0x01; //取数据的最低位，form： little endian
data 》》= 1; //将数据的次高位移到最高位
sck = 1; //再置为高，产生移位时钟上升沿，上升沿时数据寄存器的数据移位
_nop_（）;
}
}
/*****************************************************************
** 函数名：void send_out（void）
** 输 入：void
** 输 出： void
** 功能描述： send data to led
** 全局变量： rck
** 调用模块：main（）
** 作 者：khldragon
** 日 期：09/12/2009
** 版本version1.0
****************************************************************/
void send_out（void）
{
rck = 0; //先将存储寄存器引脚置为低
_nop_（）;
_nop_（）;
rck = 1; //再置为高，产生移位时钟上升沿，上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，更新显示数据。
_nop_（）;
_nop_（）;
rck = 0; //先将存储寄存器引脚置为低
}
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led点阵显示屏是通过pc机将要显示的汉字字模提取出来，并发送给单片机，然后显示在点阵屏上，主要适用于室内外汉字显示。
第二章 硬件设计
2.1 主要器件介绍
led 点阵显示屏是由20 个8*8 的led 点阵块组成，形成16*80 矩形点阵，以atmel 公司的at89s52单片机为控制核心。显示屏的其他主要硬件有：①带锁存输出的8位移位寄存器74hc595，作为led的列线驱动输入;②三八译码器74ls138，作为led行线的译码选择;③三极管c9012，连接两个三八译码器的十六个输出端，作为开关使用，驱动led的行线。
2.2 主要器件详细连接说明
atmel的at89s52芯片相关器件连接的接脚如下：p00-p03连接3-8译码器的输入口a，b，c，~g2a
p20-p23连接74hc595的输入口rck， si，sck，sclr
三八译码器74ls138的16 个输出端连接16 个c9012的三极管的基极b，发射极e 连接16 个行线控制端，集电极c连接到gnd。
点阵的80 列数据线驱动由10 片74hc595 级联组成，前一片74hc595 的q’h 引脚连接
下一片的si引脚，各片的rck、sck、sclr 分别并联。
2.3 led点阵块
8*8的led点阵为单色行共阳模块，单点的工作电压为正向（vf）=1.8 v ，正向电流（if）= 8-10 ma 。静态点亮器件时（64 点全亮）总电流为640ma，总电压为1.8 v，总功率为1.15w。动态时取决于扫描频率（1/8或1/16秒），单点瞬间电流可达80-160 ma。16*16点阵静态时16*16*10ma，动态时单点电流80-160ma。
接线方式：
当某一行线打高时，某一列线为低时，其行列交叉的点就被点亮;
某一列线为高时，其行列交叉的点为暗;
当某一行线打低时，无论列线如何，对应这一行的点全部暗。
列线：13—20控制点阵的列接低电平
行线：1-4 21-24控制点阵的行接高电平
2.4 at89s52
（1）p0.0【39 脚】，p0.1【38 脚】，p0.2【37 脚】，p0.3【36 脚】接两片3-8译码器的a，b，c和第一片的~g2a 与第二片的g1，用来选择led的行线
（2） p2.0【21 脚】：接74hc595的rck脚。
p2.1【22 脚】：接74hc595的sck脚。
p2.2【23 脚】：接74hc595的si脚。
p2.3【24 脚】：接74hc595的sclr脚。
（3） 其他
vcc 【40 脚】：接电源
ea/vpp【31 脚】：接电源
rst 【9脚】：复位脚。过10k电阻接gnd，过10uf的电容c3接vcc;复位按钮接到电容c2两端。
2.5 移位寄存器74hc595
74hc595是带锁存输出的8位移位寄存器，其管脚见下图，其中si是串行数据的输入端;
vcc、gnd分别为电源和地;rck是存储寄存器的输入时钟，sck是移位寄存器的输入时钟，sclr是移位寄存器的输入清除，q’h是串入数据的输出，g是对输入数据的输出使能控制，qa~qh串入数据的并行输出。从si口输入的数据在移
位寄存器的sck脚上升沿的作用下输入到74hc595中，在rck脚的上升沿作用下将输入的数据锁存在74hc595中，当g为低电平时时，数据并行输出。sclr为移位寄存器的输入清除端。
74hc595与at89s52的连接：si【14脚】，sck【11脚】，rck【12脚】， sclr【10脚】分别接到at89s52的p2.2【23脚】，p2.1【22脚】，p2.0【21脚】，p2.3【24脚】上。
其他脚连接：oe【13脚】接地，使其始终输出;
q’h【9脚】是连接下一片74hc595的si脚;qa，qb到qh分别连接到led点阵的1至8列的列线脚上。
2.6 三八译码器74ls138
图所示的是将两片74ls138译码器扩展为4线-16线译码器的连接图。其接线特点为：将四个输入信号~g2a，c，b，a中的低三位c，b，a同时接至两个芯片的地址输入端。输入信号的最高位~g2a接至两个芯片的使能端，使两个芯片不能同时工作。~g2a，c，b，a作为地址输入变量构成二进制代码，y0~y7、y0~y7作为输入信号，每个输出表示一个二进制代码的含义，即能实现4线-16线译码器的功能。
第三章 软件设计
3.1 单片机的程序设计
单片机在led点阵显示系统中主要负责数据的接收、存储和扫描显示led点阵屏三大主要功能。
/***************************************************************************************************
* name： khldragon
* date： 09/12/2009
* description： this program controls 16*80led and implements dynamic scan.
****************************************************************************************************/
#include
#include
#define conio p0 //行选信号
#define numofwords （6） //显示的字数
#define speed （30） //扫描周期 speed越大，扫描越慢;
#define maxwords （5） //屏幕最大固定显示字数
#define blank （4） //填充空数
#define maxrow （16） //最大行数
static sbit oe = p0^4; //控制74ls138，低电平有效
static sbit rck = p2^0; // 上升沿时数据输出
static sbit sck = p2^1; //上升沿时数据移位
static sbit si = p2^2; //74hc595串行输入
static sbit sclk = p2^3; //低电平移位寄存器清零，通常接vcc
static void send_in（unsigned char data）; //串行数据输入
static void send_out（void）; //并行数据输出
static unsigned int row = 0; //行选信号
static int j = 0;
static int k = 0;
static int m = 0;
static int s = 0; //与speed匹配
static int count = 0; //当为5时达到最大字数max
const static unsigned char code zimo［］［32］={
{0x20，0x08，0x13，0xfc，0x12，0x08，0x02，0x08，0xfe，0x08，0x0a，0x08，0x12，0x08，0x3b，0xf8，
0x56，0xa8，0x90，0xa0，0x10，0xa0，0x11，0x20，0x11，0x22，0x12，0x22，0x14，0x1e，0x18，0x00}，//祝
{0x00，0x80，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x88，0x24，0x98，0x3e，0xa0，0x20，0xc0，
0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x82，0x26，0x82，0x38，0x82，0x60，0x7e，0x00，0x00}，//比
{0x01，0x00，0x7f，0xfe，0x44，0x42，0x9f，0xf4，0x04，0x40，0x1f，0xf0，0x04，0x40，0x7f，0xfc，
0x08，0x20，0x1f，0xf0，0x28，0x2e，0xc9，0x24，0x09，0x20，0x01，0x00，0x06，0xc0，0x18，0x30}，//赛
{0x00，0x80，0x00，0xa0，0x00，0x90，0x3f，0xfc，0x20，0x80，0x20，0x80，0x20，0x84，0x3e，0x44，
0x22，0x48，0x22，0x48，0x22，0x30，0x2a，0x20，0x24，0x62，0x40，0x92，0x81，0x0a，0x00，0x06}，//成
{0x00，0x80，0x00，0x80，0x08，0x80，0xfc，0x80，0x10，0x84，0x17，0xfe，0x10，0x84，0x10，0x84，
0x10，0x84，0x10，0x84，0x1d，0x04，0xf1，0x04，0x41，0x04，0x02，0x44，0x04，0x28，0x08，0x10}，//功
{0x00，0x00，0x01，0x80，0x03，0xc0，0x03，0xc0，0x03，0xc0，0x03，0xc0，0x03，0xc0，0x01，0x80，
0x01，0x80，0x01，0x80，0x00，0x00，0x01，0x80，0x03，0xc0，0x01，0x80，0x00，0x00，0x00，0x00}，//！
};
void main（）
{
//初始化引脚
conio = 0x00;
p2 = 0x08;
/**********************************动态扫描左移显示不限字数***************************************/
while（1）
{
for（k = 0; k 《 numofwords; k++）
{//扫描numofwrods遍
for（s = 0; s 《 speed; s++）
{
for（row = 0; row 《 maxrow; row++）
{
count = 0;
//将要显示的字，送入74hc595的si端，即单片机的p2^2引脚
for（j = k; j 》= 0; j--）
{
count++;
if（count 》 maxwords）
break;
send_in（zimo［j］［2*row+1］）;
send_in（zimo［j］［2*row］）;
}
//填充空白
for（m = blank-k; m 》 0; m--）
{
send_in（0）;
send_in（0）;
}
send_out（）;
conio=row;
}
}
}
//下面程序逻辑同上，只是换下位置
for（k = 1; k 《= maxwords; k++）
{
for（s = 0; s 《 speed; s++）
{
for（row = 0; row 《 maxrow; row++）
{
for（m = k; m 》 0; m--）
{
send_in（0）;
send_in（0）;
}
for（j = 1; j 《= maxwords - k; j++）
{
send_in（zimo［numofwords-j］［2*row+1］）;
send_in（zimo［numofwords-j］［2*row］）;
}
send_out（）;
conio=row;
}
}
}
}
}
/*****************************************************************
** 函数名：void send_in（unsigned char data）
** 输 入：unsigned char data
** 输 出： void
** 功能描述： send data to 74hc595
** 全局变量： sck si
** 调用模块：main（）
** 作 者：khldragon
** 日 期：09/12/2009
** 版本version1.0
****************************************************************/
void send_in（unsigned char data）
{
unsigned char i;
for（i = 0; i 《 8; i++）
{ //循环8次，刚好移完8位
sck = 0; //先将移位寄存器控制引脚置为低
si = data & 0x01; //取数据的最低位，form： little endian
data 》》= 1; //将数据的次高位移到最高位
sck = 1; //再置为高，产生移位时钟上升沿，上升沿时数据寄存器的数据移位
_nop_（）;
}
}
/*****************************************************************
** 函数名：void send_out（void）
** 输 入：void
** 输 出： void
** 功能描述： send data to led
** 全局变量： rck
** 调用模块：main（）
** 作 者：khldragon
** 日 期：09/12/2009
** 版本version1.0
****************************************************************/
void send_out（void）
{
rck = 0; //先将存储寄存器引脚置为低
_nop_（）;
_nop_（）;
rck = 1; //再置为高，产生移位时钟上升沿，上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，更新显示数据。
_nop_（）;
_nop_（）;
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