原文地址：小型LED点阵显示系统的制作 作者：lo-xiaohua-ve
关键字: 89S51, ISP, 扫描
1、 LED电子显示屏简介
随着科学技术的高速发展，各种新型信息媒体，信息相关设备及手段不断涌现。LED电子显示屏由于具有所显内容信息量大，外形美观大方，操作方便灵活，是近年来得到广泛应用的重要信息设备，大致有以下几类：
（1）、条形显示屏
该系列可用于显示文字、表格、符号和简单图形等，控制系统体积较小，嵌入在显示屏替内部，一般采用红色高亮度点阵模块，表面可外履深红色遮光薄膜，适用于多种场合发布通知、广告等信息。
（2）、图文显示屏
该产品主要用计算机控制，具有处理速度快、存储容量大等特点，适合显示面积较大的图文信息，可适时显示系统当前日历、时间、文件等，被广泛运用在商场、街道、广场、车站等人群或流动量大的场合。
（3）、256级灰度视频显示屏
该系列具有256级灰度控制功能，使没种基色可达256种颜色，图象显示细腻、柔和、颜色丰富、层次感强等特点。该系列显示屏可显示真彩色图象、电脑动画和电视机、录象机、影碟机等视频节目信息，图象清晰稳定，无噪点和闪烁感。
2、 LED电子显示屏显示字符原理
下图所示为单基色8*8的点阵屏内部结构图：
从结构上可知，它的每一列共用一根列线，每一行共用一根行线。当相应的行接高电平，列接低电平时，对应的发光二极管被点亮。通常情况下，一块8*8像素的LED显示屏是不能用来显示一个汉字的，因此，按照其原理结构进行扩展为16*16，就足以显示一个完整的汉字。在显示过程中，多采用扫描方式，利用人的视觉暂停效应，只要刷新速率不小于25帧/秒，就不会有闪烁的感觉。
3、 系统硬件
本系统采用89S51为系统的控制核心[1]，用译码器74HC138提供显示的列地址，直接由P0、P2口加大功率三极管提供驱动电路。
（1）89S51简介
89S51单片机是ATMEL公司推出的低功耗，高性能CMOS8位单片机，片内含4K bytes 的可编程的Flash只读程序存储器，兼容标准8051指令系统及引脚，并且可采用在线编程（ISP），使得调试非常方便。其主要参数及引脚图如下：
89S51芯片的各引脚功能如下：
GND 接地
Vcc 接电源
P0.0-0.7 开漏双向I/O口
P2.0-2.7 内部上拉的双向I/O口
P1.0-1.7 内部上拉的双向I/O口
P3.0-3.7 内部上拉的双向I/O口
特殊功能引脚：
MOSI，MISO，SCK（P1.5，P1.6，P1.7）用于ISP编程
RXD（P3.0） 串行输入口
TXD(P3.1) 串行输出口
WR (P3.6） 外部数据存储器写信号
RD (P3.7） 外部数据存储器读信号
T0 (P3.4) 定时器0外部输入
T1 (P3.5) 定时器1外部输入
INT0 (P3.3) 外部中断0
INT1 (P3.2) 外部中断1
RST 复位
ALE 地址锁存使能
EA/Vpp 外部寻址使能/可编程电压
PSEN 程序存储器使能
XTAL1 振荡器反相放大器及内部时钟发生器的输入端
XTAL2 振荡器反相放大器输出端
（2）74LS138译码器[2]
74LS138译码器引脚图及功能表如下：
从上图可看出74LS138是3-8译码器，它具有三个使能端，三个数据输入端，只有当使能端S1为高电平，而S2与S3之和为低电平时，才能正常工作。本制作采用两片138级连组成4-16的译码器，然后与P1口相连接作为显示屏的列选择线，级连电路图如下：
G为势能端，D，C，A，B为译码器的数据输入端，例：当输入D，C，B，A为1000时，则U3的第一列有效。
（3）行驱动电路
为简化设计，该制作采用了直接用P0，P2加驱动管做行的输入控制，连接图如下：
4、汉字编码[3]
上图描述了“你”这个汉字，并按照亮为1，不亮为0的原理，将该字按二进制码描述为一系列的位代码。后面所显示的字模信息是按照c语言的格式和横排编码方式进行的编码，同样可以结合硬件进行以下几种编码方式：
A、 横排 ——从左到右按行编码
B、 下上列排——从下到上按列编码
C、 上下列排——从上到下按列编码
D、 下半列排——从中间到上按列编码，在从下到中间按列编码
E、 上半列排——从上到中间按列编码，在从中间到下按列编码
本系统的编码是按照上下列排的编码方式来进行的，且是按照汇编的格式来进行编排。
汉字的编码是一个极其烦琐的过程，如没有其它软件支持的话，可采用手工编码方式，但是编出来的汉字显示出来不美观。该设计采用了一个名为“字模提取”的软件来进行编码。
5、软件描述
本程序主要由主程序与清屏、查表、送数，循环扫描、延时几个部分组成。主程序及帧扫描子程序流程图如下：
主程序中，使用DPTR地址寄存器作为地址取码指针，通过查表将数据送至行线作控制信号，而通过138连接的列线作扫描控制开关。DPTR置数据表地址的基值，R3作地址指针，以两者之和查找相应的数据，R3的初值为0，当DPTR为表首地址时，在子程序的循环中R3从0加到96，取出显示字符的全部字节并与列开关配合逐列显示，完成一帧扫描的全部操作。DPTR能增加的最大数应比实际要显示的字节数少96，否则DPTR与R3相加后将指到数据表外。为保证最前和最后一屏也能移动显示，该设计将数据表的最前一屏和最后一屏全用了0数据，开始和结束都以黑屏显示完成全部的扫描显示。对同一帧的反复扫描次数R2的设定，决定了显示移动的速度。另外，延时程序至关重要，这就涉及到前文所说的刷新速率问题，如设置不当，就会有闪烁感。显示效果如下：
6、 总结
经过两周时间的努力，基本完成了LED显示屏的初步制作，系统所设计的基于89S51单片机的LED 显示屏主要由89S51 单片机，列扫描控制电路、行显示驱动电路组成，此外还包括一些基本的电路如时钟电路，复位电路，ISP 程序下载电路等，尽管该显示系统已能实现LED 显示的基本功能，但由于作者水平和制作时间有限，距离一个完全实用的，能完全符合市场需求的显示系统还有一定的差距。因此，在以后的研制过程中，还需要做大量的工作，比如：
（1） 在系统抗干扰方面，都还必须在工作现场根据时间情况进行大量的实验、数据分析，才能最终实现LED 显示系统的可靠工作。
（2） 在增强图文屏显示效果上，可使用双色或多色显示屏，以满足显示更加丰富多彩的图形和文字。
（3） 可将显示屏接如网络，每一个LED 显示器可作为一个网络节点，用一个主机来维护。
（4） 本系统只能由单片机静态控制，应该采用计算机直接控制。
致 谢
本次制作是在众多老师的鼓励和指导下完成的，他们不仅有渊博，而且学识，求实创新的工作作风使我们受益非浅，所有这些都是以后人生的财富。同时在创作的过程中，许多同学给予了本人亲切的关怀和热心的帮助。本人在此向他们表示忠心的感谢和致以由衷的敬意!
参考文献：
1. 网络资料：http://www.ourmpu.com
2. 数字电子技术—————————江晓安，董秀蜂，杨颂华编著
3. 基于AT89C51的简易条形屏制作———————作者不详
7. 网络资料: http://21ic.com