基于AT89S51的大屏幕LED显示系统设计

　　大屏幕显示是超高亮度LED应用的巨大市场，包括:图形、文字、数字的单色、双色和全色显示。传统的大屏幕有源显示一般采用白炽灯、光纤、阴极射线管等;无源显示一般采用翻牌的方法。LED显示曾一直受到LED本身性能和颜色的限制。如今，超高亮度AlGaInP、TS-AlGaAs、InGaN LED已能够提供明亮的红、黄、绿、蓝各种颜色，可完全满足实现全色大屏幕显示的要求。

　　本文所设计的是一个同等灰度的单色LED显示屏控制系统，该控制系统以AT89S51为控制器，采用RS-232通信标准，可显示汉字、字符、数字或单色图片。系统采用ATMEL公司新推出的AT89S51作为主控芯片，由单片机完成与PC机的通讯，同时完成数据存储、循环显示等。

　　1.LED显示屏系统的组成

　　1.1原理框图和硬件电路结构

　　显示屏控制系统由显示控制器和LED点阵显示屏组成。控制系统的结构框图如图1所示。主要由微处理器、通信电路、数据存储器、显示电路等组成。

　　1.2AT89S51芯片

　　本显示系统采用ATMEL公司新推出的AT89S51作为主控芯片，AT89S51拥有与INTEL公司的8051相同的内核和引脚排列。表1为AT89S51的内部功能表，AT89S51除了具有8051的全部功能外，还内置了一些比较实用的功能部件。如AT89S51内部的程序存

　　储器是4KB可擦写的flashROM，下载程序代码整个过程仅用几秒钟，使用起来非常方便。而8051内部的程序存储器是4KB的PROM，只能一次性写入程序代码，以后就无法修改。另外AT89S51提供了一个ISP下载接口。很适合用于单片机应用系统的设计或开发。

　　2.系统硬件电路的介绍

　　显示屏控制器的硬件电路部分主要由三个部分组成：外部存储器的扩展、串行通信接口和LED点阵显示驱动及接口电路。

　　一般来说要显示的内容比较多，所以必须要扩展外部数据存储器。静态数据存储器成本低、功耗小，读写速度快，我们使用二片静态RAM62256数据存储器(共64KB)。把要显示的内容代码全部存放到62256里面。

　　62256与单片机的接口电路如图2所示，显示的内容代码通过串行接口下载到62256中。串行通信接口电路如图3所示，通过MAX232E跟PC机的串行口连接。LED显示驱动及接口电路如图4所示，控制信号通过缓冲器74LS245后分两路，一路由CD4515译码后经TIP127驱动点阵的行;另一路由数据移位寄存器74HC595驱动点阵的列。当多个显示单元级联时只需相应地把下一级输入接到上一级的输出即可。

　　图3 AT89S51与PC机的通信电路