基于STC89C52单片机的点阵屏（广告牌）设计（含Proteus仿真）

一、所需元器件

1. 52单片机芯片 X 1；
2. 8*8 LED点阵 X 32；
3. 74HC595位移寄存器 X 16 ；
4. 74HC154译码器 X 1；
5. 74HC04 X 4；
6. PNP三极管 X 16；
7. 电阻电容若干。

二、STC89C52

STC89C52是STC公司生产的一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8K 在系统可编程Flash存储器。STC89C52使用经典的MCS-51内核，但做了很多的改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能。在单芯片上，拥有灵巧的8 位CPU 和在系统可编程Flash，使得STC89C52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。

52单片机最小系统原理图：

三、点阵

LED点阵屏通过LED(发光二极管）组成，以灯珠亮灭来显示文字、图片、动画、视频等，是各部分组件都模块化的显示器件，通常由显示模块、控制系统及电源系统组成。

8X8点阵实物图

8X8点阵原理图

四、点阵驱动原理

列驱动

74HC595具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器有相互独立的时钟。数据在SH_cp（移位寄存器时钟输入）的上升沿输入到移位寄存器中，在ST_cp（存储器时钟输入）的上升沿输入到存储寄存器中去。如果两个时钟连在一起，则移位寄存器总是比存储寄存器早一个脉冲。移位寄存器有一个串行移位输入（Ds），和一个串行输出（Q7’）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能OE时（为低电平），存储寄存器的数据输出到总线。8位串行输入/输出或者并行输出移位寄存器，具有高阻关断状态。

行驱动

74HC154是一款高速CMOS器件，译码器可接受4位高有效二进制地址输入，并提供16个互斥的低有效输出。74HC154可充当一个1-16的多路分配器。
引脚1-11 13-17 ：输出端。（outputs (active LOW)）
引脚12：Gnd电源地 （ground (0 V)）
引脚18-19：使能输入端、低电平有效 (enable inputs (active LOW))
引脚20-23：地址输入端 (address inputs)
引脚24：VCC电源正 (positive supply voltage)

行驱动电路原理图

五、PCB layout图

PCB 2维图展示

PCB 3维图展示

六、Proteus 仿真

仿真所需元器件

仿真图单片机部分

仿真图点阵屏部分

七、C程序代码

#include<REG51.h>
#define uchar unsigned char
#define uint unsigned int
uchar speed=8;  //移动速度
//595芯片引脚
sbit ST=P3^5;
sbit SH=P3^6;
sbit DATA=P3^7;
//154芯片引脚
sbit EN=P2^4;
//按键
sbit K1=P1^0;
sbit K2=P1^1;
sbit K3=P1^2;
sbit K4=P1^3;
sbit K5=P1^4;
sbit K6=P1^5;
//按键触发标志位
bit LeftFlag;
bit RightFlag;
bit UpFlag;
bit DownFlag;
bit ZJ1Flag;
bit ZJ2Flag=1;  //开始显示模式
//延时函数
void delay(uchar ms)
{
 uchar y;
 for(;ms>0;ms--)
  for(y=120;y>0;y--);
}
uchar code hanzi[][32]={
}；
void SendByte(uchar a)   //向595发送字节
{
 uchar byte,i;
 byte=~a;
 for(i=0;i<8;i++)
 {
  SH=0;
  if(byte&0X80)
  DATA=1;
  else
  DATA=0;
  SH=1;
  byte<<=1;
 }
}
void LeftDisplay(void) //左移
{
 uchar i,j,scan,k;
 for(i=0;i<16;i++) //16个汉字
 {
  if(LeftFlag==1)  
  {
   for(k=0;k<speed;k++) //移动速度
   {
    scan=0;      //154译码
    if(LeftFlag==1) //
    {
     for(j=0;j<31;j+=2)
     {
      ST=0;
      SendByte(hanzi[i+7][j+1]);    //发送数据
      SendByte(hanzi[i+7][j]);
      SendByte(hanzi[i+6][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+6][j]);
      SendByte(hanzi[i+5][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+5][j]);
      SendByte(hanzi[i+4][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+4][j]);
      
      SendByte(hanzi[i+3][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+3][j]);
      SendByte(hanzi[i+2][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+2][j]);
      SendByte(hanzi[i+1][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+1][j]);
      SendByte(hanzi[i][j+1]);
      SendByte(hanzi[i][j]);
      ST=1; //一个上升沿送数据
      EN=0; 
      P2=scan;
      delay(4);
      EN=1;
      scan++;
     }
    }
    else
    break;
   }
   for(k=0;k<speed;k++)
   {
    scan=0;
    if(LeftFlag==1)
    {
     for(j=0;j<31;j+=2)
     {
      ST=0;
      SendByte(hanzi[i+8][j]);  //另外半个字
      SendByte(hanzi[i+7][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+7][j]);
      SendByte(hanzi[i+6][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+6][j]);
      SendByte(hanzi[i+5][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+5][j]);
      SendByte(hanzi[i+4][j+1]);
      
      
      SendByte(hanzi[i+4][j]); 
      SendByte(hanzi[i+3][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+3][j]);
      SendByte(hanzi[i+2][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+2][j]);
      SendByte(hanzi[i+1][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+1][j]);
      SendByte(hanzi[i][j+1]);
      ST=1;
      EN=0;
      P2=scan;
      delay(4);
      EN=1;
      scan++;
     }
    }
    else
    break;
   }
  }
  else
  break;
 }
}
void RightDisplay(void) //右移
{
 uchar i,j,k,scan;
 for(i=0;i<16;i++) 
 {
  if(RightFlag==1)
  {
  for(k=0;k<speed;k++)
   {
    scan=0;
    if(RightFlag==1)
    {
     for(j=0;j<31;j+=2)
     {
      ST=0;
      SendByte(hanzi[i][j+1]);
      SendByte(hanzi[i][j]);
      SendByte(hanzi[i+1][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+1][j]);
      SendByte(hanzi[i+2][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+2][j]);
      SendByte(hanzi[i+3][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+3][j]);
      SendByte(hanzi[i+4][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+4][j]);
      SendByte(hanzi[i+5][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+5][j]);
      SendByte(hanzi[i+6][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+6][j]);
      SendByte(hanzi[i+7][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+7][j]);
      ST=1;
      EN=0;
      P2=scan;
      delay(5);
      EN=1;
      scan++;
     }
    }
    else
    break;
   }
   for(k=0;k<speed;k++)
   {
    scan=0;
    if(RightFlag==1)
    {
    for(j=0;j<31;j+=2)
     {
      ST=0;
      SendByte(hanzi[i][j]);
      SendByte(hanzi[i+1][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+1][j]);
      SendByte(hanzi[i+2][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+2][j]);
      SendByte(hanzi[i+3][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+3][j]);
      SendByte(hanzi[i+4][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+4][j]);
      SendByte(hanzi[i+5][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+5][j]);
      SendByte(hanzi[i+6][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+6][j]);
      SendByte(hanzi[i+7][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+7][j]);
      SendByte(hanzi[i+8][j+1]);
      ST=1;
      EN=0;
      P2=scan;
      delay(5);
      EN=1;
      scan++;
      }
    }
    else
    break;
   }
  }
  else
  break;
 }
}
void UpDisplay(void) //上移
{
 uchar i,j,k,scan;
 char temp=0;
 for(i=0;i<16;)  //16个字
 {
 if(UpFlag==1)
  {
   for(k=0;k<speed;k++)
   {
    scan=15-temp; //译码
    if(UpFlag==1)
    {
     for(j=0;j<2*temp+1;j+=2)
     {
     ST=0;
      SendByte(hanzi[i+7][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+7][j]);
      SendByte(hanzi[i+6][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+6][j]);
      SendByte(hanzi[i+5][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+5][j]);
      SendByte(hanzi[i+4][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+4][j]);
      SendByte(hanzi[i+3][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+3][j]);
      SendByte(hanzi[i+2][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+2][j]);
      SendByte(hanzi[i+1][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+1][j]);
      SendByte(hanzi[i][j+1]);
      SendByte(hanzi[i][j]);
      ST=1;
      EN=0;
      P2=scan;
      delay(5);
      EN=1;
      scan++;
      }
    }
    else
    break;
   }
   temp++;  //控制译码
   if(temp==16) 
   {
    temp=0; //temp复位
    i+=8; //显示下四个字
   }
  }
  else
  break;
 }
}
void DownDisplay(void) //下移
{
uchar i,j,k,scan;
 char temp=30;
 for(i=0;i<16;)
 {
  if(DownFlag==1)
  {
   for(k=0;k<speed;k++)
   {
    scan=0;
    if(DownFlag==1)
    {
     for(j=temp;j<31;j+=2) //开始j=30
     {
     ST=0;
      SendByte(hanzi[i+7][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+7][j]);
      SendByte(hanzi[i+6][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+6][j]);
      SendByte(hanzi[i+5][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+5][j]);
      SendByte(hanzi[i+4][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+4][j]);
      SendByte(hanzi[i+3][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+3][j]);
      SendByte(hanzi[i+2][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+2][j]);
      SendByte(hanzi[i+1][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+1][j]);
      SendByte(hanzi[i][j+1]);
      SendByte(hanzi[i][j]);
      ST=1;
      EN=0;
      P2=scan;
      delay(5);
      EN=1;
      scan++;
     }
    }
    else
    break;
   }
   temp-=2;
   if(temp==-2) 
   {
    temp=30;
    i+=8;
   }
  }
  else
  break;
 }
}
void ZJDisplay1(void) //
{
 uchar i,j,k,scan,temp;
 for(i=0;i<16;)
 {
  if(ZJ1Flag==1)
  {
   for(k=0;k<speed;k++)
   {
    scan=0;
    if(ZJ1Flag==1)
    {
     for(j=0;j<2*temp+1;j+=2)
     {
     ST=0;
      SendByte(hanzi[i+7][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+7][j]);
      SendByte(hanzi[i+6][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+6][j]);
      SendByte(hanzi[i+5][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+5][j]);
      SendByte(hanzi[i+4][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+4][j]);
      SendByte(hanzi[i+3][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+3][j]);
      SendByte(hanzi[i+2][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+2][j]);
      SendByte(hanzi[i+1][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+1][j]);
      SendByte(hanzi[i][j+1]);
      SendByte(hanzi[i][j]);
      ST=1;
      EN=0;
      P2=scan;
      delay(5);
      EN=1;
      scan++;
     }
    }
    else
    break;
   }
   temp++;
   if(temp==16)
   {
    temp=0;
    i+=8;
   }
   }
  else
  break;
 }
}
void ZJDisplay2(void) //
{
uchar i,j,k,scan,z=0;
 char temp=30;
 for(i=0;i<16;)
 {
  if(ZJ2Flag==1)
  {
   for(k=0;k<speed;k++)
   {
    scan=15-z;  //z译码控制
    if(ZJ2Flag==1)
    {
     for(j=temp;j<31;j+=2)
     {
     ST=0;
      SendByte(hanzi[i+7][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+7][j]);
      SendByte(hanzi[i+6][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+6][j]);
      SendByte(hanzi[i+5][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+5][j]);
      SendByte(hanzi[i+4][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+4][j]);
      SendByte(hanzi[i+3][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+3][j]);
      SendByte(hanzi[i+2][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+2][j]);
      SendByte(hanzi[i+1][j+1]);
      SendByte(hanzi[i+1][j]);
      SendByte(hanzi[i][j+1]);
      SendByte(hanzi[i][j]);
      ST=1;
      EN=0;
      P2=scan;
      delay(5);
      EN=1;
      scan++;
      }
    }
    else
    break;
   }
   temp-=2;
   z++;
   if(temp==-2)
   {
    temp=30;
    i+=8;
    z=0; 
   }
  }
  else
  break;
  }
  }
  void ClearFlag(void) //清标志位
{
 LeftFlag=0;
 RightFlag=0;
 UpFlag=0;
 DownFlag=0;
 ZJ1Flag=0;
 ZJ2Flag=0;
}
void KeyScan(void)
{
 if(K1==0)
 {
  delay(10);
  if(K1==0)
  {
   while(!K1);
   ClearFlag();
   LeftFlag=1;
  }
 }
 if(K2==0)
 {
  delay(10);
  if(K2==0)
  {
   while(!K2);
   ClearFlag();
   RightFlag=1;
  }
 }
 if(K3==0)
 {
  delay(10);
  if(K3==0)
  {
   while(!K3);
   ClearFlag();
   UpFlag=1;
  }
 }
 if(K4==0)
 {
  delay(10);
  if(K4==0)
  {
   while(!K4);
   ClearFlag();
   DownFlag=1;
  }
 }
 if(K5==0)
 {
  delay(10);
  if(K5==0)
  {
   while(!K5);
   ClearFlag();
   ZJ1Flag=1;
  }
 }
 if(K6==0)
 {
  delay(10);
  if(K6==0)
  {
   while(!K6);
   ClearFlag();
   ZJ2Flag=1;
  }
 }
}
void main(void)
{
 TMOD=0X01;
 TH0=(65535-1000)/256;
 TL0=(65535-1000)%256;
 ET0=1;
 EA=1;
 TR0=1;
 while(1)
 {
  if(LeftFlag==1)
  {
   LeftDisplay();
  }
  if(RightFlag==1)
  {
   RightDisplay();
  }
  if(UpFlag==1)
  {
   UpDisplay();
  }
  if(DownFlag==1)
  {
   DownDisplay();
  }
  if(ZJ1Flag==1)
  {
   ZJDisplay1();
  }
  if(ZJ2Flag==1)
  {
   ZJDisplay2();
  }
 }
}
void timer0(void) interrupt 1    //刷新 按键
{
 TH0=(65535-1000)/256;
 TL0=(65535-1000)%256;
 KeyScan();
}

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