采用89C52單片機設計的LED顯示器

　　隨著LED顯示屏在廣告領域的廣泛應用，控制系統也在逐步發展。由于控制系統是基于嵌入式微處理器而開發的，所以，單片機在其中占有非常重要的位置。LED顯示屏的控制比較復雜，特別是其特殊效果的顯示，比如循環移動、覆蓋霓虹燈效果，對處理器的運算速度和執行效率提出了很高的要求，因此，很多控制器生產廠家都采用高端嵌入式系統進行設計。這樣做，雖然能在一定程度上提高數據的處理速度，但并不能完全滿足所有顯示效果的要求，而且開發成本和產品成本也會成倍長，甚至由于設計不當還可能會在顯示時出現畫面抖動、閃爍和重影等情況。歸根結底，在LED顯示屏控制器的設計中，硬件是很重要的因素之一，同時，還要考慮顯示數據的組織方式，采用軟硬件結合的方法設計一款性價比比較高的控制器。本文簡要介紹了基于普通52單片機實現LED顯示屏控制的原理和方法。該處理器運算速度快、執行效率高，顯示畫面時不會出現抖動、閃爍和重影等情況，光彩絢爛奪目，讓人有一種視覺上的享受。

　　1、系統總體方案設計

　　該設計將STC89C52作為控制芯片，數據掃描采用8位74HC573鎖存器驅動芯片，電源輸入部分采用3種不同的方式供電，電源部分采用穩定的+5V直流電，可以通過開關選擇供電方式。這個系統是利用單個LED元器件來顯示需要顯示的內容，有效延長了作品的使用年限。

　　控制系統和外圍電路主要由STC89C52單片機最小系統、電源電路、濾波電路、74HC573驅動電路和LED顯示電路構成。

　　硬件設計如圖1所示。

　　2、硬件部分的設計

　　2.1LED的驅動電路和掃描電路

　　在設計過程中，嚴密計算每個LED的最佳亮度電流和74HC573每個輸入/輸出口的最大電流，從而設計出LED顯示部分的驅動電路和顯示電路。為了避免元件被損壞，還設計了保護電路。此次采用的是8位74HC573芯片，其數據傳輸非常方便，能夠很好地驅動LED顯示，使單個LED達到最佳的亮度。掃描部分利用74HC573三態總線驅動輸出，當鎖存使能高時，這些器件的鎖存對于數據是透明的（也就是說輸出步）；當鎖存使能變低時，符合建立時間和保持時間的數據會被鎖存，8行8列的掃描也會順利進行。與此同時，使能輸入還具有改善抗擾度的滯后作用，以至于顯示出的畫面不會出現抖動、閃爍和重影等情況。

　　2.2電源電路

　　該系統的有效運行需要借助穩定的+5V直流電壓。電源電路分為3部分，即由miniUSB常用數據線直接供+5V電，但是，這種供電方式必須配合使用電流為2A的電源適配器；由+9～+12V電源適配器供電輸入，然后經2個過濾波電路和1個穩壓電路輸出穩定的+5V電源，以此給系統供電；直接接入AC220V電源，經開關電源電路獲得+5V電源供電。在此過程中需要注意的是，這三種方式可以自由切換，使用者可以根據實際情況使用相應的電源。其中，74HC573芯片和STC89C52單片機是電源直接供電，能夠保證供電的穩定性。電源設計使用LM7805穩壓芯片作為穩壓電路的主要芯片，并通過多次濾波保證電壓轉換的穩定性和抗

　　2.3系統電路設計

　　使用AltiumDesignerSummer2009軟件設計系統電路原理圖和PCB圖，具體如圖2、圖3所示。

　　3、軟件部分的設計

　　軟件部分主要分為使能輸出、行列掃描和顯示三大部分。因為需要2個行掃描的74HC573芯片和8個列掃描的74HC573芯片，所以，使能端高電、低電輸入順序的排布算法十分重要。顯示部分的內容是通過取模軟件轉換為16進制的格式存放在數組中的，方便使用。軟件設計流程如圖4所示。

　　4、系統聯調

　　程序是利用Keil4軟件編寫、調試的，而需要調試的主要有顯示屏刷新頻率和行列掃描兩部分。在行列掃描部分要特別注意74HC573芯片的啟動和停止情況，否則會出現大量的亂碼。通過對硬件和軟件的多次聯調得出了圖5所示的效果（在滾動中拍攝截圖）。

　　5、結論

　　綜上所述，在目測條件下，LED顯示屏的各點亮度均勻、充足，可以顯示圖形和文字，并且顯示的圖形和文字穩定、清晰，無串擾、抖動、閃爍和重影等情況發生。