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点阵式汉字LED显示屏的原理与制作   石学军

汉字显示屏广泛应用与汽车报站器,广告屏等。本文介绍一种实用的汉字显示屏的制作,考虑到电路元件的易购性,没有使用8*8的点阵发光管模块,而是直接使用了256个高量度发光管,组成了1616列的发光点阵。同时为了降低制作难度,仅作了一个字的轮流显示,实际使用时可根据这个原理自行扩充显示的字数。

1汉字显示的原理:

我们以UCDOS中文宋体字库为例,每一个字由1616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。

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我们以显示汉字“大”为例,来说明其扫描原理:

UCDOS中文宋体字库中,每一个字由1616列的点阵组成显示。如果用

8位的AT89C51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个部分。

一般我们把它拆分为上部和下部,上部由8*16点阵组成,下部也由8*16点阵组成。

在本例中单片机首先显示的是左上角的第一列的上半部分,即第0列的p00---p07口。方向为p00p07 ,显示汉字“大”时,p05点亮,由上往下排列,为p0.0 灭,p0.1 , p0.2 p0.3 , p0.4 , p0.5 ,p0.6 ,p0.7 灭。即二进制00000100,转换为16进制为04h.

上半部第一列完成后,继续扫描下半部的第一列,为了接线的方便,我们仍设计成由上往下扫描,即从p27p20方向扫描,从上图可以看到,这一列全部为不亮,即为0000000016进制则为00h

然后单片机转向上半部第二列,仍为p05点亮,为00000100,即16进制04h.

这一列完成后继续进行下半部分的扫描,p21点亮,为二进制00000010,即16进制02h.

   依照这个方法,继续进行下面的扫描,一共扫描328位,可以得出汉字“大

的扫描代码为:

04H,00H,04H,02H,04H,02H,04H,04H

04H,08H,04H,30H,05H,0C0H,0FEH,00H

05H,80H,04H,60H,04H,10H,04H,08H

04H,04H,0CH,06H,04H,04H,00H,00H

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。

软件打开后输入汉字,点“检取,十六进制数据的汉字代码即可自动生成,把我们所需要的竖排数据复制到我们的程序中即可。

   我们把行列总线接在单片机的i0口,然后把上面分析到的扫描代码送入总线,就可以得到显示的汉字了。在这个例子里,由于一共用到16行,16列,如果将其全部接入89c51

单片机,一共使用32io口,这样造成了io资源的耗尽,系统也再无扩充的余地。实际应用中我们使用4-16线译码器74ls154来完成列方向的显示。而行方向16条线则接在

p0口和p2口。

程序清单:

ORG  00H

LOOP: MOV A,#0FFH ;开机初始化,清除画面

MOV P0,A    ;清除P0

       ANL P2,#00   ;清除P2

MOV R2,#200  

D100MS: MOV R3,#250 ;延时100毫秒

       DJNZ R3,$

       DJNZ R2,D100MS

       MOV 20H,#00H ;取码指针的初值

l100:    MOV R1,#100 ;每个字的停留时间

L16:    MOV R6,#16 ;每个字16个码

       MOV R4,#00H ;扫描指针清零

       MOV R0,20H ;取码指针存入R0

L3:    MOV A,R4   ;扫描指针存入A

       MOV P1,A   ;扫描输出

       INC R4      ;扫描指针加1,扫描下一个

       MOV A,R0   取码指针存入A

       MOV DPTR,#TABLE ;取数据表的上半部分的代码

       MOVC A,@A+DPTR

       MOV P0,A   输出到P0

       INC R0      ;取码指针加1,取下一个码。

       MOV A,R0

       MOV DPTR,#TABLE ;取数据表下半部份的代码

       MOVC A,@A+DPTR

       MOV P2,A          ;输出到P2

       INC R0

MOV R3,#02        ;扫描1毫秒

DELAY2:  MOV R5,#248   

       DJNZ R5,$

       DJNZ R3,DELAY2

       MOV A,#00H     ;清除屏幕

       MOV P0,A

       ANL P2,#00H    

       DJNZ R6,L3       ;一个字16个码是否完成?

       DJNZ R1,L16      ;每个字的停留时间是否到了?

       MOV 20H,R0      ;取码指针存入20H

       CJNE R0,#0FFH,L100 8个字256个码是否完成?

       JMP LOOP ;反复循环

     

 TABLE :

;汉字“倚”的代码

db 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH

db 0E2H,00H,22H,00H,22H,0FCH,26H,88H

db 2AH,88H,0F2H,88H,2AH,0FAH,26H,01H

db 63H,0FEH,26H,00H,02H,00H,00H,00H

;以下分别输入天,一,出,宝,刀,屠,龙,的代码,略。

end

 

 电路中行方向由p0口和p2口完成扫描,由于p0口没有上拉电阻,因此接一个4.7k*8的排阻上拉。如没有排阻,也可用8个普通的4.7k 1/8w电阻。为提供负载能力,接162n5551NPN三极管驱动。

列方向则由416译码器74LS154完成扫描,它由89C51P1.0---P1.3控制。同样,驱动部分则是162N5401的三极管完成的。

电路的供电为一片LM7805三端稳压器,耗电电流为100Ma左右。

采用一块12*20cm的万能电路板,应当选用质量好些的发光管,(否则有坏点现象,更换起来较麻烦)首先将256个发光管插入电路板,注意插入方向,同时使高度一致,行方向直接焊接起来,列方向则搭桥架空焊接,完成后用万用表测试一下如有不亮的更换掉。

    然后找一个电脑硬盘的数据线,截取所需的长度,分别将行,列线引出至电路的相关管脚即可。原理图为了简洁,故只画出了示意图,行列方向只画出了2个三极管,屏幕只画出4个发光管,实际上发光管为256只,三极管行列方向各16只,一共32只。焊接过程认真仔细一天时间即可完成全部制作。将程序编译后烧写入89c51, 插入40pin Ic座,即可看到屏幕轮流显示:“倚天一出宝刀屠龙”。

    当然,你可将程序的汉字代码部分更换为您所需要的代码即可显示你所需要的汉字。

上图为实物的照片,对本文感兴趣的读者可在本期无线电杂志的配套光盘中找到他的完成程序,或者到作者网站www.51c51.com下载。

元件清单:

名称

数量

规格

47k 1/8w

32

电阻

4.7k*8排阻

1

 

2n5551

16

小功率NPN三极管

2n5401

16

小功率PNP三极管

led

256

3mm白发红高亮度

22P

2

瓷片电容

10uf/50v

1

电解电容

100uf/25v

2

电解电容

AT89C51

1

AT89S51

40pin Ic

1

89c51

12M

1

晶体

74LS154

1

74HC154

LM7805

1

稳压IC

电源插座

1

 

稳压电源

1

9-12V/200Ma稳压电源

万用电路板

1

12*20(cm)