图4.23　点阵显示器

点阵显示器由发光二极管按矩阵方式排列，主要用来制作电子显示屏。其优点是能够根据所需的大小、形状、单色或彩色来进行编辑，利用单片机控制可实现各种动态效果或图形的显示。

一、结构与显示

1.分类和结构

点阵显示器的种类可分为单色、双色、三色。依LED的极性排列方式，又可分为共阴极与共阳极两种类型。如果根据矩阵每行或每列所含LED个数的不同，点矩阵显示器还可分为5×7、8×8、16×16等类型。这里以单色共阳极8×8点矩阵显示器为例，其正面和引脚排列如图4.24所示。

2.显示原理

图4.24　8×8点阵正面和引脚排列

8×8点阵显示器内部等效电路如图4.25所示。由图可知，只要让某些LED亮，就可以组成数字、英文字母、图形和汉字。不难看出，每个发光二极管是放置在行线和列线的交叉点上，点亮LED的方法就是要让该LED所对应的X线、Y线加上低、高电平，使LED处于正向偏置状态。下面给出了字母“A”的字形控制码（8×8点阵屏逆时针旋转90°），如图4.26所示。

图4.25　内部等效电路

图4.26　字形及扫描码

点阵显示器常采用扫描法显示。有两种扫描方式：行扫描和列扫描。

行扫描就是控制点阵显示器的行线依次输出有效驱动电平，当每行行线状态有效时，分别输出对应行的行扫描码至列线，驱动该行LED点亮。如图4.25中，可先只将X0行置“0”，Y7～Y0输出“01000010（0X42）”；再只将X1行置“0”，Y7～Y0输出“01000010（0X42）”；按照这种方式，将行线X0～X7依次置“0”，Y7～Y0依次输出相应的行扫描码。(www.daowen.com)

列扫描与行扫描类似，只不过是控制列线依次输出有效驱动电平，当第n列有效时，输出对应列的列扫描码至行线，驱动该列LED点亮。例如，如图4.25中，可先将Y0列置“1”，X7～X0输出“11111111（0XFF）”；再将Y1列置“1”，X7～X0输出“11000000（0XC0）”；按照这种方式，将列线Y0～Y7依次置“1”，X7～X0依次输出相应的列扫描码。

二、接口设计

行扫描和列扫描都要求点阵显示器一次驱动一行或一列（8个LED），如果不外加驱动电路，LED会因电流较小而亮度不足。

采用扫描法显示扫描频率必须大于16×8＝128Hz，即周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行LED时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。

例4－4　采用行扫描法，在8×8点阵显示器上显示字母“A”。

显示电路用P0口点阵显示器共阴极的行线，采用74LS245锁存器进行驱动。用P3口列线。电路如图4.27所示。

图4.27　8×8点阵显示电路

采用行扫描，P0口输出有效电平。由P3口输出行扫描码，“A”的行扫描码为0x18，0x24，0x42，0x42，0x7e，0x42，0x42，0x42，初始设置P0＝0X7F，扫描间隔5ms。

程序如下：

仿真运行显示，如图4.28所示。

图4.28　点阵仿真运行