显示原理
通常，如果要控制LED阵列，大多数发烧友会选择使用MAX7219进行控制。 每个芯片可以控制一个8×8的单色矩阵。 通过直接将阵列代码输入芯片，显示可以稳定，编程也比较简单。 另外，还可以使用两个74HC595锁存器进行行扫描显示，通过代码控制将行数据输入到锁存器中，这样两个锁存器就可以控制一个8×8的阵列。
在本次实验中，我没有使用外围芯片，直接使用89C51单片机来控制LED矩阵（89C51有32个数据引脚）。 显示原理也是行扫描。 由于扫描时间非常快，肉眼无法区分，因此阵列仍然静态地显示某种图案。
硬件准备
进行单片机应用实验，首先需要一块单片机开发板和面包板。 开发板的作用就是对程序进行调试，然后将调试好的程序烧录到芯片中。 面包板可以代替PCB并使用电线连接电路进行物理模拟。 如果您选择的单片机支持ISP编程，并且具备ISP编程条件，就可以使用电脑上的仿真软件来烧写程序。 ISP编程的条件是有USB转串口转换线或者电脑有串口，并且你的单片机系统支持ISP编程。
在制作单片机时，不可避免地会遇到编程语言的选择。 所有微控制器都支持汇编语言开发。 除了汇编语言外，微控制器还可以支持其他高级语言。 然而，用汇编语言编写的代码可以最大程度地控制程序的运行效率和内存组织。 缺点是开发时间长，如果没有经验，很容易遇到各种问题。 如果你想开始学习或者快速开发，最好选择高级语言来尝试。 该产品是用C语言编写的。
在开发板上调试程序时，每次修改程序都需要重新烧录。 每个单片机都有一个最大编程次数，一般可以通过查询单片机的官方资料来获得。 常见的单片机支持数百或数千次编程，足以进行数十次实验和调试。 有些开发板还可以读取烧录到微控制器中的程序。 如果你的芯片不支持加密或者使用了已经破解的加密方式，开发板就可以从单片机读取程序。 你可以通过阅读别人的程序来获得想法和灵感，但是你读到的程序都是用汇编语言编写的。
还需要说明的是，本次实验使用的单片机是STC89C52，支持ISP编程，而且我购买的最小系统也为串口编程提供了条件。 由于我的电脑没有串口，所以只能选择使用开发板进行烧录。
图14.1 制作所需组件
生产所需的元件如表14.1和图14.1所示。 另外还需要准备其他工具，包括电脑、烙铁、焊锡、松香、万用表、镊子、电线等。调试、烧写程序用的单片机开发板（也是编程器）和杜邦线（彩线）如图 14.2 所示。
表 14.1 制作电路所需的元件
图14.2 单片机开发板
图 14.3 LED 阵列引脚
图14.4 制作FC线
图14.5 Proteus仿真电路图
下面我来解释一下购买的LED矩阵和阵列在模拟实验中的区别。 我买的是24针阵列，没有说明书。 用万用表测量后发现，实际工作的只有16个引脚。 16个引脚与仿真实验的对应关系如图14.3所示。 接下来，您需要制作 FC 电缆，将电缆穿过压脚，然后用虎钳将其夹紧。 这种电缆在旧电脑中很常见。 用于连接主板与硬盘、光驱。 40 插座电缆称为 IDE 电缆。 如果你不知道怎么做，只要和IDE线对比一下就明白了。 在本实验中，使用了具有10个插座的线路，如图14.4所示。 其中两个插座是空的且未使用，对应于仿真图中连接阵列的两组电缆。
生产流程
(1)在计算机上安装电路设计仿真软件Proteus和编程调试软件keil C51。 编写程序代码并调试通过后，设计仿真实验原理图，如图14.5所示。 使用仿真软件进行仿真的主要目的是在焊接硬件之前测试电路和程序是否可行，这样可以节省实验成本和时间。
(2)将所有元件放置在板上，并进行合理的布局和规划，以达到最美观的效果，如图14.6所示。
(3) 布局完成后，将其全部用导线焊接。 本实验采用线径为0.1mm的维护焊丝进行焊接。 使用修补线进行焊接的优点是，只需用烙铁去除油漆即可焊接需要焊接的端点，并且修补线可以作为末端剥皮的电线使用。 不过，使用维护线作为接线也有一个很大的缺点：由于元件布局的原因，会出现很多交叉线。 修复线上的漆皮非常容易被烧掉，而且漆皮是透明的，所以肉眼是看不到漆皮被烧掉的位置的。 如果电线交叉处的油漆被烧掉，两根电线就会意外短路在一起。 使用护套线（例如从网线上拆下的线）或直接使用 FC 电缆进行焊接会更容易。 不要像我一样在这一步上花费大量时间来排除短路故障。 背面焊接接线如图 14.7 所示。 事实上，如果我在布局时考虑得更周到，将两个 FC 插头放在 LED 阵列的右侧，布线情况会好很多。 但在我焊接电线之前，我已经将板上的所有元件都焊接了，无法将它们拆下，所以我别无选择，只能焊接它们。 不过，这也算是一次难得的经历吧！
(4) 将焊好的板通过导线连接到开发板，烧录程序并调试，如图14.8所示。 如果是在开发板上调试，建议购买彩色杜邦线进行连接。 由于其色码顺序与色环电阻、电感排列顺序相同，因此会给调试过程带来直观的帮助。
程序烧录后会自动执行并显示表达式，如图14.8所示。 经过调试，发现需要在电源上串联一个40Ω的电阻来降低电压。 图14.8右下角的蓝色电阻是降低电压的电阻。
写在最后
最后，将单片机从开发板上取下，插入到51最小系统中。 上电演示如图14.9所示。
本实验的开发采用简单电子产品原型开发的典型开发步骤：原理图仿真、元件选择、组装材料、PCB焊接、编程程序、调试完成。 整个产品的原理和实现都比较简单，不容易失败。 它可以用作微控制器爱好者的入门练习。
图 14.6 穿孔板上的布局
图14.7 焊接完成后背面接线图
图14.8 连接开发板进行调试
图14.9 表达式演示图
