1引言

　　在大型商場、車站、碼頭、地鐵站以及各類辦事窗口等越來越多的場所需要用led點陣顯示圖形和漢字。led行業(yè)已成為一個快速發(fā)展的新興產(chǎn)業(yè)，市場空間巨大，前景廣闊。隨著信息產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，led顯示作為信息傳播的一種重要手段，已廣泛應用于室內(nèi)外需要進行服務內(nèi)容和服務宗旨宣傳的公眾場所，例如戶內(nèi)外公共場所廣告宣傳、機場車站旅客引導信息、公交車輛報站系統(tǒng)、證券與銀行信息顯示、餐館報價信息豆示、高速公路可變情報板、體育場館比賽轉(zhuǎn)播、樓宇燈飾、交通信號燈、景觀照明等。顯然，led顯示已成為城市亮化、現(xiàn)代化和信息化社會的一個重要標志。

　　本文基于單片機(at89c51)講述了16×16led漢字點陣顯示的基本原理、硬件組成與設計、程序編譯與下載等基本環(huán)節(jié)和相關技術。

2硬件電路組成及工作原理

　　本產(chǎn)品擬采用以at89c51單片機為核心芯片的電路來實現(xiàn)，主要由at89c51芯片、時鐘電路、復位電路、列掃描驅(qū)動電路(74hc154)、16×16led點陣5部分組成，如圖1所示。



　　其中，at89c51是一種帶4kb閃爍可編程可擦除只讀存儲器(falshprogrammableanderasablereadonlymemory，fperom)的低電壓、高性能cmos型8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用atmel高密度非易失存儲器制造技術制造，與工業(yè)標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個芯片中，能夠進行1000次寫／擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間為10年。他是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。因此，在智能化電子設計與制作過程中經(jīng)常用到at89c51芯片。

　　時鐘電路由at89c51的18，19腳的時鐘端(xtall及xtal2)以及12mhz晶振x1、電容c2，c3組成，采用片內(nèi)振蕩方式。

　　復位電路采用簡易的上電復位電路，主要由電阻r1，r2，電容c1，開關k1組成，分別接至at89c51的rst復位輸入端。

　　led點陣顯示屏采用16×16共256個象素的點陣，通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點陣的引腳分布，如圖2所示。



　　我們把行列總線接在單片機的io口，然后把上面分析到的掃描代碼送人總線，就可以得到顯示的漢字了。但是若將led點陣的行列端口全部直接接入89s51單片機，則需要使用32條io口，這樣會造成io資源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余地。因此，我們在實際應用中只是將led點陣的16條行線直接接在p0口和p2口，至于列選掃描信號則是由4-16線譯碼器74hc154來選擇控制，這樣一來列選控制只使用了單片機的4個io口，節(jié)約了很多io資源，為單片機系統(tǒng)擴充使用功能提供了條件?？紤]到p0口必需設置上拉電阻，我們采用4.7kω排電阻作為上拉電阻。

　　漢字掃描顯示的基本過程是這樣的：通電后由于電阻r1，電容c1的作用，使單片機的rst復位腳電平先高后低，從而達到復位；之后，在c2，c3，x1以及單片機內(nèi)部時鐘電路的作用下，單片機89c51按照設定的程序在p0和p2接口輸出與內(nèi)部漢字對應的代碼電平送至led點陣的行選線(高電平驅(qū)動)，同時在p1.1，p1.2，p1.3，p1.4接口輸出列選掃描信號(低電平驅(qū)動)，從而選中相應的象素lcd發(fā)光，并利用人眼的視覺暫留特性合成整個漢字的顯示。

3漢字的點陣顯示原理及字庫代碼獲取方法

　　我們以ucdos中文宋體字庫為例，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。即國標漢字庫中的每一個字均由256點陣來表示。我們可以把每一個點理解為一個象素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256象素范圍內(nèi)的任何圖形。如查用8位的at89c51單片機控制，由于單片機的總線為8位，一個字需要拆分為2個部分，如圖3所示。



　　為了弄清楚漢字的點陣組成規(guī)律，首先通過列掃描方法獲取漢字的代碼。漢字可拆分為上部和下部，上部由8×16點陣組成，下部也由8×16點陣組成。本例通過列掃描方法首先顯示左上角的第一列的上半部分，即第0列的p00～p07口，方向為p00到p07，顯示漢字“大”時，p05點亮，由上往下排列，為：p0.0滅，p0.1滅，p0.2滅p0.3滅，p0.4滅，p0.5亮，p0.6滅，p0.7滅。即二進制00000100，轉(zhuǎn)換為十六進制為04h。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方便，我們?nèi)栽O計成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃描，從圖3可以看到，這一列全部為不亮，即為00000000，十六進制則為00h。依照這個方法轉(zhuǎn)向第二列、第三列，…，直至第十六列的掃描，一共掃描32個8位，可以得出漢字“大”