点阵LED显示屏的原理与制作电子协会：黄世玲截不高2008-12-12汉字显示屏到处可见，被广泛应用于与汽车报站器，广告屏等。图1网上也有很多关于汉字显示屏的制作原理的材料，本文是本人参考？例说51单片机C语言版？人民邮电出版社并在其根底上加以 修改制作成功的单个字16*16LED显示屏的一些经验总结。本文中的16*16LED 显示屏是采用4块8*8LED 合并而成的。下列图是4个8*8LED组成的显示屏。图2一*: 一 : 一 一- 这里我把点阵LED显示屏制作的电路原理分成两个局部来介绍 即显示屏电路和显示屏驱动电路显示屏电路本人用的是共阴极的8*8点阵屏，在市场上是比拟容易买到,F列图是8*8点阵屏的实物图图38*8点阵屏的内部电路原理图如图 4所示，点阵屏有两个类型, 一类为共阴极左，另一类那么为共阳极右，下列图给出了两 种类型的内部电路原理及相应的管脚图。HS10B8AXHS-1088BX图5LED阵列的显示方式是按显示编码的顺序， 一行一行地显示。每 一行的显示时间大约为4ms,由于人类的视觉暂留现象，将感觉到 8 行LED是在同时显示的。假设显示的时间太短，那么亮度不够，假 设显示的时间太长，将会感觉到闪烁。本文采用低电平逐行扫描，高 电平输出显示信号。即轮流给行信号输出低电平，在任意时刻只有一 行发光二极管是处于可以被点亮的状态，其它行都处于熄灭状态。为了方便调试本文把4块8*8组成的16*16的点阵屏的行信号 扫描输出管脚和列信号显示输出管脚分别引到显示屏的两边。Protel原理图如下:DS D，s： DI 号 D6 D4 SIDKID15S2 D9 S4 DJ4DI2S1二号 LED点酉模块招为导,FLkD点ZLTD点阵模次伊格）s 5 3 4 3 27-3 451)1 硒15S10D9 l2r14D12S9用T斗斗14017-3456Dfl M Siiorn S121)(； IH S94m寸ruE-nh-_- JP4SLED点闻LED点阵模块（*用LED百降噗域（区年）E!（图6）如图6所示的原理图中的Si（i=1 , 2, 3,- -,16）代表行扫描信号输出，Di（i=1 , 2, 3,，侄）代表列显示信号输出。实物电路图的正反面如下：12 toe一-一 一 :4 ,图7显示屏驱动电路显示屏驱动电路的原理图如下：图8显示屏驱动电路主要由主芯片控制电路、电源电路、控制信号放大电路等组成。1、主芯片控制电路该局部电路主要由AT89S52和74LS154组成。单片机的P0 和P2号控制显示信号的输出，P1号的低4位控制74LS154的译码 输入，从而控制扫描信号的输出。2、电源电路整个电路的供电由USB电源提供，利用我们的电脑主机 USB接口可以输出+5V电压，方便我们在实验室调试。3、控制信号放大电路为提供负载能力，在P0和P2 口接16个常用9013的NPN三 极管放大驱动信号。电路中列方向由 p0 口和p2 口完成扫描，由于 p0 口没有上拉电阻，因此接一个1k*8的排阻上拉。行方向那么由416译码器74LS154完成扫描，它由89C51 的P1.0-P1.3 控制。同样，驱动局部那么是16个9015的三极管 完成的。三、程序与软件在UCDOS中文宋体字库中，每一个字由16行16列的点阵组 成显示，即国标汉字库中的每一个字均由256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256像素范围内的任何图形。用8位的AT89S52单片机控制，由于单片机的总线为8位，一个字需要拆分为2个局部如图9所示。本电路 把它拆分为左部和右部，左部由16行*8列点阵组成，下部也由16行*8列点阵组成。为了让大家更清楚的理解点阵的扫描过程，在这我们以显示汉字“我为例，来说明其扫描原理：单片机首先由P2 口输出显示数据信号给右局部的第一行如图9所示，即第一行的P20-P27 口。方向为P20到P27 ,显示汉字“我 时，P21点亮，由左到右排，为P20灭，P21亮，P22灭，P23灭，P24 灭，P25灭，P26灭，P27灭。即二进制00000010 ,转换为16进制 为 0x02 。右局部的第一行完成后，继续扫描左半部的第一行，为了接线的 方便，我们仍设计成由左往右扫描，即从 P00向P07方向扫描，从 上图可以看到，这一行只有P05、P06亮，其它灭，即为00000110 , 16进制那么为0x60。然后单片机再次转向右半部第二行，仍为P21、 P23点亮，为01010000，即16进制0x0A。这一行完成后继续进 行左半局部的第二行扫描，P02、P03、P04点亮，为二进制00111000 ,即 16 进制 0x1C 。依照这个方法，继续进行下面的扫描，一共扫描32个8位，可以得出汉字“我的扫描代码为：0x02,0x60,0x0A,0x1C,0x12,0x10,0x12,0x10,0x02,0x10,0x7F,0xFF,0x02,0x10,0x12,0x10,0x14,0x70,0x0C,0x1C,0x04,0x13,0x0A,0x10,0x49,0x90,0x50,0x10,0x60,0x14,0x40,0x08由这个原理可以看出，无论显示何种字体或图像，都可以用这个方法来分析出它的扫描代码从而显示在屏幕上。不过现在有很多现成的汉字字模生成软件，我们就不必自己去画表格算代码了。在网上汉字字模生成软件有很多种，本文辞别推荐一种汉字字模 生成软件，我个人认为这个软件的功能相当完美。最主要的一个功 能是可以选择汉字编码的取模方式，如下列图10所示。本例中的“我字的取模方式为以横向 8个连续点构成一个字节，最左边的点 为字节的最低位，即BIT0,最右边的点为BIT7。很少有字模软件可以 实现这一功能。取镇方式0I以播向曰个连比点相成 一个字节,最左边的点为 字节的最低位,即EHTCI,最 右边的点力B工T7。1&X 16汉字按库行2字新出手得：iGX18点降双字节16行电.宇模争个汉取手顺序为右上第 _ 用f育下鬲f左卞尾取点方式: 谶向白点石得住一左上字节排列：I右到左.上到丁 | 一定 |眼消文件缠辑设置 查看帮助如文批事iiKEiSrai0x020x600-0xic： 0x120x1 Ot()k12:Ox10t 加 Qgl &0x7F0mFF 小比;0x10,0x1101: 10: 加 14:0x 力 OJxG U Cik 1C 0 Ko4613 ;0x OA Ox 10 0x9.0x90,050.0x10. QxGQ 014.0x40.0x05.(图 10)下面给出一个简单的静态显示“我字的程序清单:#include#define CCED2 0x0000/* 我 */unsigned char code word_zai162 = /*我 CCED2 */0x02,0x60,0x0A,0x1C,0x12,0x10,0x12,0x10, 0x02,0x10,0x7F,0xFF,0x02,0x10,0x12,0x10, 0x14,0x70,0x0C,0x1C,0x04,0x13,0x0A,0x10, 0x49,0x90,0x50,0x10,0x60,0x14,0x40,0x08; void main() char scan,i,j;P0=0;P1=0;P2=0;while(1) scan=0;for(i=0;i16;i+) P1=scan;for(j=0;j50;j+)/显示五十次 P2=word_zaii0;P0=word_zaii1 ;)P0=0;P2=0;scan+;)四、安装与调试把显示屏电路和显示屏驱动电路分别做在两块电路板上，显示屏电路的行扫描信号输出管脚和列显示信号数据输出管脚分别引用两 排16针的排针引出，排针长的那一头接到电路板的底层，以方便插 入驱动电路的插梢中。同样在驱动电路用两排16脚的插梢将行扫描信号输出管脚和列显示信号数据输出管脚引出，在画 PCB时应当注 意屏电路PCB中两排排针之间的距离要与驱动电路 PCB中两排插梢 之间的距离一样，才能保证能正确地将显示屏电路板排到驱动电路电 路板上方。以下为该电路的实物图与PCB。138 SS d er 1 回是*三三三三在画PCB时注意双面电路板的做板规那么，特别要注意以下几个方面：双面电路板的过孔比拟大，一般在 80mil以上；定位孔的放置；要在顶层焊接时，应注意在顶层插上元器件后是否会影响到焊接， 如芯片等管脚比拟短的元器件，当插在电路板后要在顶层焊接其管脚 是比拟困难的；安装安电路后，可将以下的测试程序烧到 AT89S52中，将AT89S52 插入驱动电路，假设每一个发光二极管都能被点亮， 那么说明电路硬 件做成功。 以下为测试程序清单：#include void main() char scan,i;P0=0;P1=0;P2=0;while(1) scan=0;for(i=0;i16;i+)P1=scan;P0=0xff;P2=0xff;scan+;假设发现二极管不是全被点亮那么要用万用表来仔细地检测。一般会出现的问题是电路板上的线被短路，断开等。根据不亮的二极管来找电路出现的问题应该是比拟容易的。所以本电路的调试过程是较简单的。当然调试前必须要确保所购置的每一块显示屏都是完好的。五、总结1、为方便调试应该给该电路加上一个下载电路局部，每次烧程序调试都要把芯片取出插入，容易损坏芯片的管脚。2、为了适宜大局部的取字模软件，在画原理图应当考虑列显示屏显示信号输入管脚由左到右的接法；大局部的取字模软件都是从左 到右的取模方式，所以应当把显示屏的列信号显示输入管脚从左到右 接地接到单片机P2,P0 口时由高位接到低位。谢谢！