LED汉字显示屏的设计与仿真介绍

为了弄清楚汉字的点阵组成规律，首先通过列扫描方法获取汉字的代码。汉字可拆分为上部和下部，上部由8×16点阵组成，下部也由8×16点阵组成。本例通过列扫描方法首先显示左上角的第一列的上半部分，即第0列的P00～P07口，方向为P00到P07，显示汉字“我”时，为全灭，第一列的下半部分也为全灭。第二列的上半部分P06、点亮，由上往下排列，为：PO.0灭，PO.1灭，P0.2灭PO.3灭，PO.4灭，P0.5灭，P0.6亮，P0.7灭。即二进制00000010，转换为十六进制为02h。上半部第二列完成后，继续扫描下半部的第二列，为了接线的方便，我们仍设计成由上往下扫描，即从P27向P20方向扫描，从图3可以看到，这一列P23亮，即为00001000，十六进制则为08h。依照这个方法转向第三列、第四列，……，直至第十六列的扫描，一共扫描32个8位，可以得出汉字“我”的扫描代码为：

00H，02H，08H，06H，28H，02H，24H，22H

0FCH，3FH，24H，2 1H，20H，10H，3CH，08H

0E2H，07H，20H，0AH，0E4H，11H，0A8H，20H

20H，30H，00H，00H，00H，00H，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他的扫描代码从而显示在屏幕上。上述方法虽然能够让我们弄清楚汉字点阵代码的获取过程，但是依靠人工方法获取汉字代码是一件非常繁琐的事情。为此，我们经常采用字库软件查找字符代码，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程序中即可，如图3所示。

可见，汉字点阵显示一般有点扫描、行扫描和列扫描3种。为了符合视觉暂留要求，点扫描方法的扫描频率必须大于16×64—1 024 Hz，周期小于1 ms即可。行扫描和列扫描方法的扫描频率必须大于16×8一128 Hz，周期小于7.8 ms即可，但是一次驱动一列或一行(8颗LED)时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。

3 在Keil环境中程序设计与调试

软件程序主要由开始、初始化、主程序、字库组成。其中主程序的流程图如图4所示。下面的程序能够用来实现滚动显示“我爱你一一祖国”。汉字的显示。程序清单如下：

在keil软件中完成程序编写、调试和编译之后，生成能让单片机运行的Hex文件，如图5所示。

4 元器件选择

本设计所需元器件如表1所示。

5 运用Proteus软件仿真LED汉字显示屏

Proteus与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其它电路的工作情况，也能仿真单片机CPU的工作情况。因此在仿真和程序调试时，是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。从某种意义上讲Proteus仿真，基本接近与工程应用。本次基于AT89C51单片机16×16LED汉字滚动显示屏的设计已运用Proteus软件仿真实现，如图6所示。

虽然本设计只使用了一块16×16LED点阵，电路简单，但是已经包涵了LED汉字滚动显示屏的电路基本原理、基本程序和Proteus软件仿真，只要扩展单片机的10接口，并增加一些LED点阵和相关芯片，就能设计出更大面积、更多花样的LED显示屏。因此本文对同类设计具有一定的理论和实践参考价值。