基于AT89S52汉字多方式显示屏的设计

2 系统组成与工作原理
    基于AT89S52 LED汉字显示屏系统组成如图1所示,主要由AT89S52构成微控制器，8块74LS373组成汉字代码的行锁存器，74LS154构成汉字的列选通，16块8×8点阵管LED2088BX构成四汉字显示屏,四个按键用于选择汉字显示方式，16个8550组成汉字列驱动。此外，系统还包括时钟振荡器、电源模块和系统复位模块。

    AT89S52是一款低功耗、高性能的CMOS八位微控制器，具有8 KB系统可编程Flash存储器：采用Atmel公司高密度非易失性存储器工艺技术,与工业80C51产品指令和引脚完全兼容：片上Flash允许程序存储器在系统可编程，适用于常规编程器；单片AT89S52拥有灵巧的8位CPU和系统可编程，Flash，使其为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、有效的解决方案。
    AT89S52具有以下特性：8 KB Flash、256字节的RAM、32位I／O端口线、看门狗定时器、2个数据指针、3个16位定时器／计数器、1个6向量2级中断结构、全双工串行端口，片内晶体振荡器及时钟电路。另外，AT89S52可降至0 Hz静态逻辑操作,支持两种软件可选的节电模式。空闲模式下,CPU停止工作，允许RAM、定时器／计数器、串口、中断继续工作。掉电保护模式下，RAM内容被保存,振荡器冻结，单片机停止工作，直到下一个中断或硬件复位为止。AT89S52有256字节片内数据存储器，高128字节与特殊功能寄存器重叠，即高128字节与特殊功能寄存器有相同的地址，而在物理上是分开的；当一条指令访问高于7FH的地址时，寻址方式决定CPU访问高128字节RAM还是特殊功能寄存器空间。直接寻址方式访问特殊功能寄存器(SFR),间接寻址方式访问高128字节RAM。汉字显示采用中断定时1 ms点亮一列，一帧为16 ms，利用眼睛的暂留效应，其视觉效果与一直显示是相同的。汉字显示则通过按键控制，汉字显示方式在对应模块中进行代码处理，显示的代码送至锁存器,中断处理时使其对应的列为低电平。

3 硬件电路设计
    系统硬件主要由四汉字显示电路、AT89S52处理电路、汉字代码锁存电路等组成，如图2所示。动态扫描显示，一个汉字共有32组代码组成,显示一个汉字需4块8×8点阵管LED2088BX，则16块8×8点阵管LED2088BX构成四个汉字显示屏。其中LED1、LED2、LED5、LED7、LED9、LED11、LED13、LED15 的列相连,LED3、LED4、LED6、LED8、LED10、LED12、LED14、LED16的列相连，LED1~LED4形成第一个汉字，LED1与LED3、LED2与LED4对应的行相连：LED5～LED8形成第二个汉字,LED5与LED7、LED6与LED8对应的行相连；LED9～LED12组成第三个汉字，LED9与LED11、LED10与LED12对应的行相连：LED13~LED16组成第四个汉字，LED13与LED15、LED14与LED16对应的行相连。汉字代码从AT89S52的PO端口输出，如第一个汉字的第3个代码，通过软件将汉字的第3个代码从AT89S52的PO端口输出到U3(74LS373)的输入端，软件使AT89S52的P20输出低电平,在与AT89S52的写入控制线共同作用下，U11的第一个或门输出低电平，U3允许输出端有效,从而使第一个汉字的第3个代码送到LED1的8个行上，同时程序软件使AT89S52的P1端口的P10～P13输出为0000B，U2的输出YO输出低电平，使Q1导通输出低电平，第一个汉字的第3列有效，对应点发光。16个8550组成汉字列驱动，增强显示功率,根据显示要求程序软件编程设置AT89S52的P1端口P10～P13输出为16种方式，控制4-16译码器选择对应的列驱动管，使对应的8550管导通输出低电平，选中汉字对应的列。

    本设计采用AT89S52微处理器,内部有256字节的RAM,8 KB Flash，汉字代码存放于8 KB Flash中，高128字节作为汉字的显示区和显示缓存区，P1端口的低4位接74LS154的输入端，74LS154是4-16线译码器,它的输出端作为汉字列扫描选择线，通过8550驱动汉字的列，P1端口的高4位分别接4个按键控制汉字显示方式：P2端口与WR线通过或门控制74LS373片选线锁存汉字代码。汉字采用中断显示，电源电压为5 V的直流电源供电。

4 软件设计
    系统的主控软件由系统程序初始化、中断初始化、按键识别、汉字显示方式处理等模块组成。主控软件的程序流程图如图3所示。

    中断显示控制软件是由保护现场、关显示、定时1 ms初始化、中断次数加1、判断中断的次数、恢复现场、中断返回等模块组成。中断程序流程图如图4所示。

5 结束语 
    本系统设计选用AT89S52单片机作为微处理器,采用按键盘控制汉字的多种显示方式，经使用，本系统设计性能稳定可靠、智能化高、操作方便、成本低,是一种较简便实用的LED电子显示屏广告。