基于STC89C55RD+单片机的LED点阵显示系统的设计

文章摘要： 1 引言在车站、商场、学校等一些需要发布多变的实时信息或进行广告宣传的场所，黑板、纸张或是霓虹灯广告牌这些传统的媒介手段，不论是在显示效果还是可修改性上都已无法满足当前的需求。而 LED点阵显示屏具有耗电省、成本低、寿命长、占用空间小以及能够实时显示等特点，而且显示内容的信息量大，用户可随时任意自行编辑修改显示内容，因此，近年来已得到了广泛应用。 2 总体设计系统采用了上位机——下位机的结构构建，上位机为 PC机，通过串行通信接口与下位机显示系统进行通信[1]，以实现对显示内容的实时擦除、更新等操作；下位机系统主要包括单片机控制电路和显示电路两部分，汉字显示采用 16x16点阵模式，通过单片

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 1 引言
在车站、商场、学校等一些需要发布多变的实时信息或进行广告宣传的场所，黑板、纸张或是霓虹灯广告牌这些传统的媒介手段，不论是在显示效果还是可修改性上都已无法满足当前的需求。而 LED点阵显示屏具有耗电省、成本低、寿命长、占用空间小以及能够实时显示等特点，而且显示内容的信息量大，用户可随时任意自行编辑修改显示内容，因此，近年来已得到了广泛应用。

 2 总体设计
系统采用了上位机——下位机的结构构建，上位机为 PC机，通过串行通信接口与下位机显示系统进行通信[1]，以实现对显示内容的实时擦除、更新等操作；下位机系统主要包括单片机控制电路和显示电路两部分，汉字显示采用 16x16点阵模式，通过单片机的控制，实现字符从右往左滚动的动态显示效果。基本框图如图 1所示。
 

3 系统的硬件结构
 
3.1 MCU的选择
MCU是整个下位机系统的核心部件，其性能和片内资源很大程度上决定了该系统工作的灵活性、先进性和稳定性。基于此，本系统选用了 STC公司生产的 STC89C55RD+增强型 51单片机。
STC89C55RD+单片机的指令系统、硬件结构以及片内资源与标准8052单片机完全兼容，采用DIP40封装形式；支持的最高时钟频率为80M，能最大限度地提高MCU的运行速度；片内包含大容量的20KBFlash程序存储器和1KB的数据存储器，其内部可用Data Flash达58个扇区共29KB；具有在系统可编程（ISP）功能和在应用可编程（IAP）功能，可实现远程软件升级，无需编程器，从而大大缩短开发复杂度，同时可节省购买编程器的额外投入。
3.2 串行通信
系统上位机和下位机通过串行通信接口进行联系。 STC89C55RD+单片机内部含有一个可编程的全双工串行通信接口，即 RXD（P3.0）和TXD（P3.1），具有 UART的全部功能，该接口电路能同时进行数据发送和接收。一般情况下只要通过RXD、TXD和GND三根线就可以实现与上位机PC的串行通信，根据通信距离的远近，可以选择RS232或RS485通信方式，由于本系统中显示屏控制电路与上位机PC的距离较近，故选用了RS-232标准总线接口。具体电路图如图2所示。

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(3)扫描显示子程序则负责从显示缓冲区取出字模，输出行选通信号和列扫描信号，进行动态扫描显示。
 

5 结束语
本点阵显示系统无需外扩程序存储器和数据存储器，通过STC89C55RD+单片机的IAP功能实现信息的实时发布和更新。该系统外形美观、工作稳定、字符清晰且字体可自由设定，现已实际应用于我院作为信息发布的主要平台。另外，可对系统稍加改进，便可实现通过一台计算机来控制多块显示屏，以适应不同场所、不同时间显示不同信息的需要。如果在该系统的基础上添加无线通讯模块[4]，就可以开发出基于无线数据传输的 LED显示系统。
本文作者创新点：该系统电路结构简单，没有外扩程序存储器和数据存储器，充分发挥了STC89C55RD+单片机的IAP功能，利用软件实现了信息的随时发布和更新。

参考文献：
[1]郭柯娓，李淑琴 .基于STC89C54RD+单片机的点阵显示屏的设计[J].辽宁大学学报,2008,35(1):28-31
[2]侯丽玲.基于AT89S52单片机的LED点阵显示屏控制系统的设计[J].漳州职业技术学院学报,2008,10(3):70-73
[3]张永峰，王宜怀 .基于Motorola新型单片机的汉字点阵显示屏的设计与实现 [J].微型电脑应用,2005,21(4):17-19
[4]张明波.基于单片机的点阵 LED显示系统的设计[J].微计算机信息 ,2007,23(2-2):85-86

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