采用AT89C51的大屏幕LED點陣顯示系統

1  引言 　系統采用ATMEL公司新推出的AT89S51作為主控芯片，由單片機完成與PC機的通訊，同時完成數據存儲、循環顯示等。系統能脫機運行，具有結構簡單、維護方便、顯示刷新速度快、成本低等特點。配合在線下載程序，隨時更新顯示的內容,通過級連更改顯示屏面積的大小，使用起來非常方便。
本文所設計的是一個同等灰度的單色LED顯示屏控制系統，該控制系統以AT89S51為控制器，采用RS-232通信標準，可顯示漢字、字符、數字或單色圖片。

　　2  LED顯示屏系統的組成

　　2.1 原理框圖和硬件電路結構

　　顯示屏控制系統由顯示控制器和LED點陣顯示屏組成?？刂葡到y的結構框圖如圖1所示。主要由微處理器、通信電路、數據存儲器、顯示電路等組成。

　　2.2 AT89S51芯片

　　本顯示系統采用ATMEL公司新推出的AT89S51作為主控芯片，AT89S51擁有與INTEL公司的8051相同的內核和引腳排列。表1為AT89S51的內部功能表，AT89S51除了具有8051的全部功能外，還內置了一些比較實用的功能部件。如AT89S51內部的程序存

　　3  系統硬件電路的介紹

　　顯示屏控制器的硬件電路部分主要由三個部分組成：外部存儲器的擴展、串行通信接口和LED點陣顯示驅動及接口電路。

　　一般來說要顯示的內容比較多，所以必須要擴展外部數據存儲器。靜態數據存儲器成本低、功耗小，讀寫速度快，我們使用二片靜態RAM62256數據存儲器（共64KB）。把要顯示的內容代碼全部存放到62256里面。

　　62256與單片機的接口電路如圖2所示，顯示的內容代碼通過串行接口下載到62256中。串行通信接口電路如圖3所示，通過MAX232E跟PC機的串行口連接。LED顯示驅動及接口電路如圖4所示，控制信號通過緩沖器74LS245后分兩路，一路由CD4515譯碼后經TIP127驅動點陣的行；另一路由數據移位寄存器74HC595驅動點陣的列。當多個顯示單元級聯時只需相應地把下一級輸入接到上一級的輸出即可。

圖3  AT89S51與PC機的通信電路

　　4  軟件程序

　　軟件程序是整個控制系統的核心部分。整個軟件設計主要分為兩大部分：顯示部分和通信部分。顯示部分采用動態掃描的方式，實現對顯示屏要顯示的漢字、圖像、字符等數據信息進行傳輸控制以及顯示等功能。程序中將數據存儲器分為三個區：顯示緩沖區、數據存儲區和接收緩沖區。單片機通過串口中斷接收PC機傳來的數據，暫時存放在接收緩沖區，經分析處理后按一定的規律放入數據存儲區保存起來，然后再根據顯示方式依次從數據存儲器中取出數據放入顯示緩沖區中用于顯示。顯示采用逐行掃描的方式，圖5是顯示一屏字符的程序流程圖。與PC機的實時通信部分主要是利用單片機串口中斷接收數據信息，實現與計算機的數據信息傳輸。其程序流程圖如圖6所示。

　　通信部分的上位機軟件采用Visual Basic(簡稱VB)編程，使用VB提供具有強大功能的通信控件MSCOMM，該控件可對串口狀態及串口通信的信息格式和協議進行設置，直接利用PC機的串口發送數據。為實現單片機與PC機的可靠通信，須保證雙方具有相同的數據格式和波特率。該軟件的使用比較簡單，如圖7所示。使用時可以先用Microsoft Word處理好需要顯示的內容（注意頁面設置的寬度跟LED顯示屏的寬度應該相同），然后選擇編輯菜單里面的全選命令和復制命令，然后運行LED顯示下載軟件V1.1。在界面中選擇“來自剪貼板”按鈕，需要下載顯示的內容即可在右邊的預覽框中顯示，檢查無誤后選擇合適的波特率和連接的串行通信口，按下“下載”按鈕，即可下載到顯示屏上顯示。需要修改或要顯示新的內容時重復上述操作即可完成。使用起來非常方便。

　　5  結束語

　　本文設計的點陣LED顯示屏控制系統以AT89S51單片機為基礎，采用靜態RAM作為數據存儲器，利用串行接口實現與PC機的數據傳輸。在系統設計中還兼顧了單片機的抗干擾能力，有效地提高了系統運行的可靠性。可直接運用于實際場合?？蓪崿F漢字、字符及數字等內容的顯示?？梢噪S時更新顯示的內容。使用起來非常方便。