姚锦江：可显示中英文字的LED点阵系统设计 |
| 2013-07-29 10:47 作者：姚锦江 来源：《硅谷》杂志-硅谷网 HV： 编辑： 【搜索试试】
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介绍一种基于单片机，可通过LED点阵显示中英文字的系统设计过程。本系统通过PC机的上位机，将要显示的中英文字提取点阵字模，再通过串口通信发送到单片机上，然后输出到LED点阵屏进行显示。本系统具有操作简单，直观，安全性强，运行稳定性高等特点。
0引言
随着电子技术与LED技术的不断发展，无论在交通控制灯上，还是在其他大型商场上，LED灯在越来越多的场合上发挥其重要性。由于LED灯的成本低，技术成熟以及控制简单，基于LED技术的LED显示屏也得到了广泛的应用。
日常生活中的LED点阵显示屏种类繁多，规格各异，显示方式多变。但它们的基本原理都是通过PC机上的软件将要显示的内容提取点阵字模，再通过各种通信方式发送到控制芯片上，然后再输出到点阵显示屏上进行各种方式的输出。
单片机技术已成为计算机技术中的一个独特的分支，其应用领域也越来越广泛，特别是在工业控制和仪器仪表智能化中扮演着极其重要的角色。
1硬件设计
1.1总体框图设计
本系统主要由上位机、单片机系统，点阵显示系统三大模块构成，如图1所示。
图1总体框图图2上位机界面
1.2上位机设计
本系统中的上位机利用Vb语言来设计，并利用Vb软件的MSComm通信控件来实现串口通信问题。上位机的界面如图2所示。
在计算机中一个汉字占两个字节，高字节为该汉字的区号，低字节为该字的位号，而在HZK16字库里，需要32个字节才能显示一个汉字，要找到汉字在HZK16字库中的位置就必须得到它的区码和位码：
区码=区号-160
位码=位号-160。
这样我们就可以得到汉字在HZK16中的偏移位置：
Offset=((区码-1)*94+位码)*32
英文使用的就是ASCII码，其码值是0到127，在ASC16中的偏移位置为：
Offset=英文的ASCII码*16
因此，区分中英文的关键就是判断这个字符是ASCII码还是扩展ASCII码，如果是ASCII码，这样是使用的英文字库，否则就使用中文字库进行显示。
1.3单片机系统设计
本模块中，采用STC89C52作为控制芯片，MAx232作为PC机与单片机的串行通信接口芯片，单片机利用中断来实现数据的接收，本模块中的电路原理图如图3所示
图3单片机控制系统原理框图图4点阵显示系统原理框图
1.4点阵显示系统设计
本模块电路原理图如图4所示。使用74HC595负责行扫描数据，74HC164负责列扫描数据。SER做为列移位寄存器的输入，RCLK是移位时钟，SRCLK做为锁存时钟，当16个位数据在RCLK的脉冲作用下移入寄存器后，开启SRCLK时钟，使寄存器中的数据存入锁存器，OE是74HC595的使能端，DATA作为行移位寄存器的输入，CLK是移位时钟，DATA的输入在CLK的时钟脉冲下移入寄存器，寄存器输出端Q经驱动芯片74HC244，从而使扫描至上而下进行。
对于16*16点阵，整个过程是先移出16个列数据信号，再移一个行信号，重复完成16行扫描
2软件设计
2.1上位机软件的程序设计
本部分设计的流程为打开上位机时主要完成软件的初始化，再根据输入的文字进行中英判断及提取字模，最后通过串口输出到单片机上，该程序略。
2.2单片机控制的程序设计
本部分设计的流程为先清屏，再初始化中断和定时器，接着等待中断响应，当接收完毕所有数据后，执行数据输出，通过驱动电路把点阵字模输出到LED点阵屏输出。
本程序的主体部分如下，其他部分略。
voidmain(void)
{unsignedinti;
unsignedintcount;
OE=0;
clear_all();
SCON=0x50;/*SCON:模式1,8-bitUART,使能接收*/
TMOD|=0x20;/*TMOD:timer1,mode2,8-bitreload*/
TL1=0xFD;
TH1=0xFD;/*TH1:reloadvaluefor9600baud@11.0592MHz*/
TR1=1;/*TR1:timer1run*/
ES=1;/*打开串口中断*/
while(1)
｛for(i=0;i<100;i++)
{for(count=0;count<10;count++)
display_word(chinese_code);//显示停留一阵
}
}
}
3结束语
本设计是基于单片机的可显示中英文字的LED点阵显示屏，操作简单、直观，已在教学实验中得到应用。效果如图5如示。当串接多个16*16点阵显示屏时，可组成点阵显示条屏，扩展性强，适合在教学楼、会议室等作广告屏。
图5显示效果图
作者简介：
姚锦江（1984-），男，广东增城人，本科学历，助理工程师，从事高校硬件实验室教学管理工作。 |
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