LED点阵汉字显示屏电路的工作原理及制作方法

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。