LED点阵汉字显示屏电路的工作原理及制作方法

454398 2018-09-29 21615

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描述

本文主要通过介绍用89c51 控制的LED 点阵汉字显示屏电路设计原理、电路板制作方法，有利于初学者通过实践，掌握单片机的一般设计应用及电路板制作方法。

LED点阵是一种简单的汉字显示器件，具有价廉、易于控制实现、使用寿命长等特点，广泛应用于各种公共场合，如车站、机场公告、公共汽车显示排等。对于LED 的控制，可以采用数字电路实现，其缺点是显示的字符不容易更改，如果采用单片机控制，则可以在硬件电路不更改的情况下，通过修改单片机存储器中的字符单元内容来修正显示字符，更具有广泛性。

本次制作的汉字显示屏用89C51 控制1 片8x8LED 点阵，可以连续显示“电子设计”四个字，有上移、左移、右移三种显示方式，由按键K1、K2、K3 控制（电路原理及程序见文献1）。此设计全部采用单片机的基本接口电路，如数据输出、电源、复位等，原理简单，容易实现; 单片机的控制程序是一些基本的数据传输程序，简单易懂，适合初学者尝试，并可根据实际要求扩展显示位数及更改显示内容，本文侧重于介绍此电路板的制作。

一、电路原理简介

本字符显示器采用AT89C51 单片机作控制器，电路主要有单片机控制及其接口电路、驱动和显示电路、电源电路三部分，现分述如下：本字符显示器采用AT89C51 单片机作控制器，电路主要有单片机控制及其接口电路、驱动和显示电路、电源电路三部分，现分述如下：

1.单片机控制电路：单片机由AT89C51 构成最小应用系统，即有12MHz 晶振源、按键复位电路。

2.显示及驱动电路：采用8X8 点阵MLG- 132088 作为字符显示器，由单片机的P0 口（字符数据输出口）与其1- 8 脚相连，单片机的P2 口（字符显示器扫描输出口）通过8 个9012 驱动与8X8 点阵MLG- 132088 的A- H 端相连。

3.电源电路：由于文献1 侧重于电路原理及单片机程序的介绍，没有将电源实际电路给出。本次制作采用市面上很容易买到3- 5V 的交直流变压器作为单片机的工作电源，并且为了增加电源的稳定性，设计时在电源插座后使用一个稳压管7805 电路，这种电源设计在多数单片机实际应用中也是常用的。

二、制作汉字LED 显示屏单面印制板

尽管Protel99SE 设计单面印制板具有很好的自动布线功能，但还是需要采用手工布线进行调整。在原理图的基础上，结合电路的功能，在进行元件布局和布线时要注意以下几个方面：

1. 元件布局。元件布局首先考虑电路中各个元件的实际功能、具体形状，按功能模块分类放置，并做到美观，整齐。电路板分为两大部分， 8x8 点阵独占电路板的一边，另一边为单片机控制电路，。这一部分电路较复杂，不但要考虑元件的电气特性，还要考虑电路的操作性能，比如晶振最好放在单片机89C51 的第13、14 引脚附近，走线要尽量短; 按键的位置应便于操作，放置在板的边缘，最好能比其他元件稍高，操作起来比较方便，如果将整个电路板用盒子封装，按键也不会受影响; 另外，单片机和点阵都应该采用插座式，便于修改将89c51 取出编程，或者在点阵损坏时更换点阵。

2. 准确绘制元件的封装。Protel中大多数元件都有默认尺寸，但是很多与实物并不完全一致，较保险的做法是先将元件买回后准确量出元件尺寸，按尺寸制作元件的封装。例如电源插座，不同电源的插座插孔大小不同，要先买回实测; 在Protel99SE元件库中没有这个元件，所以还要需要根据实际元件的大小自己创建元件库; 插座的焊盘大小，也要考虑插脚的实际粗度，此处选用直径4.8mm; 另外插座的三个插脚，每个脚之间的垂直距离分别是5mm，5mm，7mm.

3.布线。采用单面板布线规则。布不通的地方采用跳线方式。注意电源线和地线一般较粗为好。

4.动手制作电路板。制作的步骤为。

1）、打印PCB 板、裁板：根据打印的PCB 图裁出合适的薄铜板。

2）、压板：用制板机将打印在人热感应纸上的电路板图印在铜板上，注意不要出现断痕，如有，则可用广告笔将断痕覆盖，另外，应采用激光打印机打印。

3）、腐蚀：将压好的电路板放入三绿化铁中放置大约半小时，没有覆盖到的铜箔全部腐蚀掉时即可取出用水清洗干净，腐蚀时可以搅动以加快腐蚀速度。

4）、钻孔：腐蚀后的焊盘中间为钻孔定位孔，一般采用0.8mm 左右的钻头打孔，电源插座处焊盘较粗，可酌情换较大的钻头。打孔后用细砂纸擦掉线路上的保护漆，然后图上松香水助焊剂。

5.安装元件。将元件安装到电路板并焊上，从元件的低到高焊接，做到平，齐，亮。

6.调试。接通电源后，看点阵显示器是否亮，首先是按下复位键，检查复位电路是否工作正常，接着是其它工作按钮，能不能按设计的工作要求执行。如果是点阵不亮，首先要检查电源部分，看是否是有短路，接地和极性是否正确，然后看焊盘有没有虚焊，再次就是检查是不是元件损坏; 如果点阵的显示不能按要求执行，则要检查各个按键有没有损坏，如果按键正常，就要检查单片机程序是否有误。本设计的成品如③所示。

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