AT89S51制作的LED显示屏

　　用AT89S51制作的LED(发光二极管)显示屏可以显示字符、汉字、动画等任何图形。该电路充分利用了单片机的I／O口资源．使整机硬件达到最简，很适合初学者仿制。
　　
　　一、工作原理
　　
　　整个点阵显示屏由4块8×8的LED点阵拼合而成。每块LED点阵的分辨率为8×8=64像素．4块LED点阵拼合起来就是16×16=256像素，即16行和16列。如下图所示，所有的行线分别接所在行每个LED的阳极，所有的列线分别接所在列每个LED的阴极。单片机P2口和P3口的输出用于扫描16行，PO口和P1口的输出送显示数据到16列。由于单片机可以提供较大的灌人电流，故采用这种接法，但显示数据时必须取反后才能输出。这种动态显示方式使显示屏每一时刻只显示一行．即要完成一桢画面的显示．16行须逐行显示一次．也就是将16行依次扫描一次。只要扫描速度足够快，由于人眼的惰性就会使人感觉显示的是一幅完整的画面。例如。扫描到第三行时。该行的行线置高电平．其它15条的行线置低电平，这样，当从列线送出数据后．只有第三行的16个LED才能显示数据。VT1-VT16是行扫描驱动管，为每行的16个LED在显示不同内容时提供足够大的动态电流．R17-R32为限流电阻，以防止过大的电流灌入单片机而损坏器件。

　　
　　二、软件设计
　　
　　程序用汇编语言编写，其中大部分都是用来控制查显示数据表的程序，以得到不同的显示效果．如拉幕式显示、汉字上移显示、动画显示等等。
　　
　　由于显示屏是256像素，即256位数据，故显示一桢画面需256／8=32个字节，在单片机的RAM中将50H-6FH单元作为显示缓存，在送出待显示数据之前先将单片机ROM中的一桢待显示数据调入显示缓存，然后调用一次显示子程序就完成了一桢画面的显示。扫描从第16行开始，依次向第1行进行扫描显示。如图2所示，P2、P3全部置位以保证在装载数据期间显示屏无任何显示，否则显示的画面会产生阴影效果。
　　
　　RO是间接寻址的数据指针，其初始值为50H．映射的是显示缓存的初始单元。以下是判断9-16行是否扫描完毕的程序段：
　　
　　CJNER5,#09H,NEXT0R5用来记录扫描次数．当9-16行的8次扫描完毕后R5的值变成09H.然后转向1-8行开始扫描。与此同时，CY被该条指令清除。扫描每行延时1ms．则将16行即一桢画面扫描完约16ms，那么显示屏每秒的刷新频率约63Hz，所以人眼不会感觉到闪烁。
　　
　　三、安装与调试
　　
　　由于LED点阵管脚排列不规则，所以应注意不要接错。实验发现。AF-88371型LED点阵可以用其他型号代换，其管脚排列一致，可以直接按图1所示装配，若要加工成印刷电路板时须自制LED点阵的封装。只要连线无误，该机就能够正常工作。字模提取采用Zi_mo.exe软件，该软件能够生成任何输入的字符，也可以自定义显示内容或导人图片，默认情况下生成的是16×16的点阵代码．将生成的A51代码直接复制到程序中的数据表即可。
　　
　　四、扩展应用
　　
　　LED显示屏属于传统的显示方式，经实验后发现了一个更有趣的现象。硬件方面，只需将16个普通LED的一端分别接到单片机的两个P口，另一端经300Ω的电阻后分别接到电源正极，然后将16个LED整齐地排成一列即可。软件方面，将本文所介绍的显示子程序中的行扫描部分全部删掉，并将1ms延时变为3ms延时，输出的P口按接法做适当的调整，令程序显示一幅静止的“心形”画面。通电后，可以看到16个LED都被点亮。不过，象荧光棒那样用手一摇立即可以看到令人惊奇的“心形”画面。其实，这不过是用“手摇”
　　
　　代替了行扫描，所以最好显示对称图形效果较好。
　　
　　五、显示屏源程序