第一篇：基于單片機(jī)的Led點(diǎn)陣lunwen（xiexiebang推薦）
基于單片機(jī)的Led點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì)
【摘要】本設(shè)計(jì)使用AT89C51系列高速單片機(jī)作為主控制模塊，利用簡單的外圍電路來驅(qū)動(dòng)64×16的點(diǎn)陣LED顯示屏。利用AT89C51系列高速單片機(jī)本身強(qiáng)大的功能，可以很方便的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸及存儲(chǔ)，并能利用軟件方便的進(jìn)行顯示內(nèi)容的多樣變化，另一方面點(diǎn)陣顯示屏廣泛的應(yīng)用于醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、銀行等公共場(chǎng)所，所以本設(shè)計(jì)具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性。
本LED顯示屏能夠以動(dòng)態(tài)掃描的方式同時(shí)顯示4個(gè)16×16點(diǎn)陣漢字，并能通過上位機(jī)軟件修改顯示內(nèi)容和顯示效果等等。把字符內(nèi)碼存儲(chǔ)在空閑的單片機(jī)程序存儲(chǔ)器空間，使本LED顯示系統(tǒng)能掉電存儲(chǔ)1024個(gè)字符。設(shè)計(jì)中采用了SPI接口的GB2312標(biāo)準(zhǔn)字庫，支持所有的國標(biāo)字符和ASCII標(biāo)準(zhǔn)字符的顯示。因?yàn)椴捎么袀鬏敺绞?，使本系統(tǒng)的可擴(kuò)展性得到提升，便于多個(gè)顯示單元的級(jí)聯(lián)。
本文從LED的顯示原理入手，詳細(xì)闡述了LED動(dòng)態(tài)顯示的過程，以及硬件電路的設(shè)計(jì)、計(jì)算和軟件的算法。
【關(guān)鍵詞】 動(dòng)態(tài)顯示；單片機(jī)；點(diǎn)陣字庫
目錄 1 LED概述...........................................................................4 1.1 LED電子顯示屏概述.......................................................4 1.2 LED電子顯示屏的分類....................................................4 2 顯示原理及控制方式分析...................................................5 2.1 LED點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu)..........................................................5 2.2 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理.........................................................5 2.3 LED常見的控制方式......................................................6 3 硬件電路設(shè)計(jì)...................................................................8 3.1 系統(tǒng)硬件概述................................................................8 3.2 16×16LED點(diǎn)陣顯示制作................................................9 3.2.1 16×16LED點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理.......................9 3.2.2 用8×8LED點(diǎn)陣構(gòu)成16×16LED點(diǎn)陣..........................10 3.3主控單片機(jī)的接口說明...................................................12 3.4 LED顯示驅(qū)動(dòng)電路........................................................12 4 字模生成.........................................................................14 4.1 字模簡介.....................................................................14 4.1.1 LED顯示屏領(lǐng)域字模實(shí)現(xiàn)技術(shù)....................................14 4.1.2 軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計(jì)..........................14 4.2 字模存儲(chǔ)技術(shù)...............................................................15 4.3 字庫生成.....................................................................15 5軟件設(shè)計(jì)..........................................................................17 5.1 程序設(shè)計(jì)總體思路和結(jié)構(gòu)...............................................17 5.1.1 程序設(shè)計(jì)總體思路...................................................17 5.1.2 程序流程圖............................................................17 5.2 各模塊程序設(shè)計(jì)............................................................18 5.2.1 系統(tǒng)初始化............................................................18 5.2.2 LED動(dòng)態(tài)顯示..........................................................18 5.2.3 漢字顯示的原理......................................................18 6系統(tǒng)功能測(cè)試...................................................................20 6.1 單元模塊電路測(cè)試........................................................20 6.2 系統(tǒng)整體功能測(cè)試........................................................20 總結(jié)...................................................................................21 致謝...................................................................................22 參考文獻(xiàn)............................................................................23 附錄...................................................................................24 引 言
LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，簡稱LED，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。
多個(gè) LED發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進(jìn)行顯示，即形成LED點(diǎn)陣圖文顯示屏。其主要特征是只控制LED點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制LED的發(fā)光強(qiáng)弱。LED點(diǎn)陣的漢字顯示方式是先根據(jù)所需要的漢字提取漢字點(diǎn)陣（如16×16 點(diǎn)陣），將點(diǎn)陣文件存入ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時(shí)則需要先根據(jù)新的漢字編碼組成語句，再由MCU根據(jù)新編碼提取相應(yīng)的點(diǎn)陣進(jìn)行漢字顯示。
LED點(diǎn)陣顯示具有如下特點(diǎn)：
（1）電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一種比使用高壓電源更安全的電源。
（2）效能：消耗能量比同光效的白熾燈減少80%。（3）適用性：每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。
（4）穩(wěn)定性：10萬小時(shí)，光衰為初始的50%。
（5）響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)。（6）對(duì)環(huán)境污染：無有害金屬汞。
（7）顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。
由于LED的眾多優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用領(lǐng)域有：（1）、信號(hào)指示應(yīng)用：信號(hào)照明是LED單色光應(yīng)用比較廣泛也是比較早的一個(gè)領(lǐng)域，約占LED應(yīng)用市場(chǎng)的4%左右。
（2）、顯示應(yīng)用：指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等，LED用于顯示屏幕的應(yīng)用約占LED應(yīng)用的20%—25%，顯示屏幕可分為單色和彩色。
（3）、照明應(yīng)用：便攜燈具，汽車用燈，特殊照明。由于LED尺寸小，便于動(dòng)態(tài)的亮度和顏色控制，因此比較適合用于建筑裝飾照明。背光照明：普通電子設(shè)備功能顯示背光源、筆記本電腦背光源、大尺寸超大尺寸LCD顯示器背光源等。以及投影儀用RGB光源。
LED概述
1.1 LED電子顯示屏概述
LED電子顯示屏（Light Emitting Diode Panel）是由幾百--幾十萬個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的像素點(diǎn)，按矩陣均勻排列組成。利用不同的半導(dǎo)體材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。LED顯示屏是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的亮度的方式，來顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。
LED顯示屏分為圖文顯示屏和條幅顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；而條幅顯示屏則適用于小容量的字符信息顯示。LED顯示屏因?yàn)槠湎袼貑卧侵鲃?dòng)發(fā)光的，具有亮度高，視角廣、工作電壓低、功耗小、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因而被廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。
LED顯示屏的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高氣候耐受性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。1.2 LED電子顯示屏的分類
按顏色分類：
單基色顯示屏:單一顏色（紅色或綠色）。
雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級(jí)灰度、可以顯示65536種顏色。
全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256級(jí)灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬種顏色。
按顯示器件分類：
LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時(shí)鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。
LED點(diǎn)陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。按使用場(chǎng)合分類：
室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點(diǎn)較小，一般Φ3mm--Φ8mm，顯示面積一般零點(diǎn)幾至十幾平方米。室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。按發(fā)光點(diǎn)直徑分類：
室內(nèi)屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ21mm、Φ26mm 室外屏發(fā)光的基本單元為發(fā)光筒，發(fā)光筒的原理是將一組紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管封在一個(gè)塑料筒內(nèi)共同發(fā)光增強(qiáng)亮度。
顯示原理及控制方式分析
2.1 LED點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu)
八十年代以來出現(xiàn)了組合型LED點(diǎn)陣顯示器模塊，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。這種一體化封裝的點(diǎn)陣LED模塊，具有高亮度、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)。LED點(diǎn)陣規(guī)模常見的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。
根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙基色、三基色等。像素顏色不同，所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同。單色點(diǎn)陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點(diǎn)亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點(diǎn)亮?xí)r間，則可實(shí)現(xiàn)256或更高級(jí)灰度顯示，即可實(shí)現(xiàn)真彩色顯示。
圖2.1示出最常見的8×8單色LED點(diǎn)陣顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外型規(guī)格，其它型號(hào)點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)與引腳可試驗(yàn)獲得。
圖2.1 8×8單色LED模塊內(nèi)部電路
LED點(diǎn)陣顯示器單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號(hào)．如5x7點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母．5×8點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文，8x8點(diǎn)陣可以用于顯示簡單的中文文字，也可用于簡單圖形顯示。用多塊點(diǎn)陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類實(shí)用裝置常通過PC機(jī)或單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。2.2 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理
LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。
點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。
以8×8點(diǎn)陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。圖2.1中，紅色水平線Y0、Y1……Y7叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽極，每一行8個(gè)LED的陽極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線X0、X1……X7叫做列線，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。
在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，若在某行線上施加高電平（用“1”表示），在某列線上施加低電平（用“0”表示）。則行線和列線的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過而發(fā)光。比如，Y7為1，X0為0,則右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮。
現(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B”的過程。其過程如圖2.2
圖2.2 用動(dòng)態(tài)掃描顯示字符“B”的過程
2.3 LED常見的控制方式
目前常見的是并行傳輸方式（見附錄1.1），通過8位鎖存器將8位總線上的列數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存顯示，各8位鎖存器的片選信號(hào)由譯碼器提供。此種方式的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，對(duì)微控制器（MCU）的通信速度要求較低。但是這種方案最大的缺點(diǎn)是不便于隨意擴(kuò)展顯示單元的數(shù)目。每增加一個(gè)16×16點(diǎn)陣的全角漢字顯示單元，就需要在之前的電路上多增加兩根地址線，這就要求在PCB布線的時(shí)候要留有充足的地址線冗余量。再一個(gè)缺點(diǎn)是，每個(gè)單元的PCB隨著安放位置的不同，布線結(jié)構(gòu)也不相同，不利于廠家批量生產(chǎn)。并行傳輸需要的芯片較多，因此市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)用FPGA,CPLD等高密度可編程邏輯器件（PLD）來取代傳統(tǒng)鎖存器IC的方案。成本有所下降，但可擴(kuò)展性仍舊較差。因此，并行傳輸方式適用于顯示單元數(shù)目確定的條屏。
隨著廣告屏顯示內(nèi)容的多媒體化，對(duì)控制器傳輸速度，運(yùn)算能力的要求越來越高。因此控制器的種類也在不斷發(fā)展以適應(yīng)要求，從最初的8051單片機(jī)，到PIC單片機(jī)，又到FPGA，直到現(xiàn)在的ARM處理器。不同功能檔次的廣告屏對(duì)應(yīng)著不同的處理器。
一．以傳統(tǒng)8051單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因受到單片機(jī)運(yùn)算速度及通信速率的限制，LED動(dòng)態(tài)顯示的刷新率不可能做得太高。對(duì)顯示效果和移動(dòng)算法的處理也比較吃力，在實(shí)際顯示效果上有比較明顯的閃爍感。除此之外，傳統(tǒng)8051單片機(jī)的內(nèi)部資源貧乏，僅128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，幾K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，無E2PROM，SPI。這就需要對(duì)單片機(jī)擴(kuò)展外設(shè)，無疑增加了硬件成本。因此，8051控制的條屏只能用于顯示內(nèi)容及其簡單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場(chǎng)合。
二．以PIC單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因PIC單片機(jī)是RISC架構(gòu)的工業(yè)專用單片機(jī)，處理指令的速度有所增加，抗干擾能力優(yōu)秀，型號(hào)種類繁多。作為條屏的控制器，可以明顯的改善顯示效果，同時(shí)PIC單片機(jī)內(nèi)部的資源較豐富，可節(jié)省外部電路設(shè)計(jì)難度，同時(shí)降低了硬件成本。因此，以PIC單片機(jī)為控制器的條屏目前仍是單色條屏市場(chǎng)的主流。
三．以FPGA（復(fù)雜可編程邏輯門陣列）為控制器的LED顯示屏。FPGA以高速、并行著稱。是近年來新興的可編程邏輯器件。用他作為LED顯示屏的控制器，能夠高速的處理色階PWM信號(hào)、高速的完成動(dòng)態(tài)掃描邏輯、高速的完成字符移動(dòng)算法。因此被運(yùn)用于雙基色、三基色的顯示系統(tǒng)。但是其成本較高，開發(fā)難度較大。
四．以ARM（32位RISC架構(gòu)高性能微處理器）為控制器的LED顯示屏。ARM有著極高的指令效率，極高的時(shí)鐘頻率。因此其運(yùn)算能力非常強(qiáng)大，內(nèi)部資源也十分豐富，極大的簡化了硬件設(shè)計(jì)的難度，縮短了開發(fā)周期。在條屏的運(yùn)用中，能用ARM來實(shí)現(xiàn)花樣繁多的顯示方式，以及高色階，多像素的全彩屏驅(qū)動(dòng)。ARM與FPGA的組合更是功能強(qiáng)大，除了海量存儲(chǔ)技術(shù)，無線更新技術(shù)外，還能實(shí)時(shí)地顯示視頻信號(hào)。因此，以ARM為控制器的顯示屏常為視頻全彩屏。
硬件電路設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)硬件概述
整個(gè)電路由單片機(jī)89C51，8個(gè)74LS373，1個(gè)74HC154，1個(gè)74LS138,4個(gè)16×16的LED。該電路所設(shè)計(jì)的電子屏可顯示多個(gè)漢字，需要4個(gè)16×16 LED點(diǎn)陣模塊，可組成16×64的條形點(diǎn)陣。
AT89C51是一種帶4KB可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51引腳即外觀如圖3.1所示。
圖3.1 AT89C51的管腳圖
譯碼器是組合邏輯電路的一個(gè)重要的器件，74LS138的輸出是低電平有效，故實(shí)現(xiàn)邏輯功能時(shí)，輸出端不可接或門及或非門，74LS138與前面不同，其有使能端，故使能端必須加以處理，否則無法實(shí)現(xiàn)需要的邏輯功能。發(fā)光二極管點(diǎn)亮只須使其正向?qū)纯?，根?jù)LED的公共極是陽極還是陰極分為兩類譯碼器，即針對(duì)共陽極的低電平有效的譯碼器；針對(duì)共陰極LED的高電平輸出有效的譯碼器。
74LS373是低功耗肖特基TTL8D鎖存器，內(nèi)有8個(gè)相同的D型(三態(tài)同相)鎖存器，由兩個(gè)控制端(11腳G或EN；1腳OUT、CONT、OE)控制。當(dāng)OE接地時(shí)，若G為高電平，74LS373接收由PPU輸出的地址信號(hào)；如果G為低電平，則將地址信號(hào)鎖存。工作原理：74LS373的輸出端O0—O7可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時(shí)，O0—O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng)OE為高電平時(shí)，O0—O7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端LE為高電平時(shí)，O隨數(shù)據(jù)D而變。當(dāng)LE為低電平時(shí)，O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。74LS373引腳即外觀如圖3.2所示
圖3.2 74LS373引腳圖
74HC154為 4 線－12 線譯碼器，當(dāng)選通端（G1、G2）均為低電平時(shí)，可將地址端（ABCD）的二進(jìn)制 編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。若將 G1 和 G2 中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端，由 ABCD 對(duì)輸出尋址，還可作 1 線－16 線數(shù)據(jù)分配器。工作環(huán)境溫度為0～70℃，對(duì)社會(huì)的要求非常適合。
LED,50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光
線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧7樹脂密封，即固體封裝，所以能起到保護(hù)內(nèi)部芯線的
作用，所以LED的抗震性能好該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時(shí)，由單片機(jī)取出第一行需要顯示的內(nèi)容經(jīng)延時(shí)一段時(shí)間后再進(jìn)行下一行點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的顯示。需要注意的是，每次只能選通一行數(shù)據(jù)，即要通過不斷的逐行掃描來實(shí)現(xiàn)漢字或字符的顯示。3.2 16×16LED點(diǎn)陣顯示制作
3.2.1 16×16LED點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理
以UCDOS中文宋體字庫為例，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國家標(biāo)準(zhǔn)漢字庫中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。這里我們以“高”字說明，如圖3.3所示。
圖3.3 16*16LED漢字顯示
用8位的AT89C51單片機(jī)控制，由于單片機(jī)的總線為8位，一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分。一般把它拆分為上部和下部，上部由8×16點(diǎn)陣組成，下部也由8×16點(diǎn)陣組成。在本例中單片機(jī)首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的p00—p07口。方向?yàn)閜00到p07 ,顯示漢字“高”時(shí),p02點(diǎn)亮,由上往下排列,為p0.0 滅，p0.1 滅, p0.2 滅, p0.3 滅, p0.4 滅, p0.5 亮,p0.6滅,p0.7 滅。即二進(jìn)制00000100，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制為 04h。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方 便，我們?nèi)栽O(shè)計(jì)成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃
描，從上圖可以看到，這一列全部為不亮，即為00000000，16進(jìn)制則為00h。然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列，仍為p01點(diǎn)亮，為00000100，即16進(jìn)制04h.這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分的掃描，p20點(diǎn)亮，為二進(jìn)制00000010，即16進(jìn)制02h.依照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個(gè)8位，可以得出漢字“高”的掃描代碼為：02h，00h，01h, 04h,0FFh,0FEh, 00h, 00h，1Fh,0F0h, 10h, 10h, 10h, 10h, 1Fh,0F0h，00h, 04h, 7Fh,0FEh, 40h, 04h, 4Fh,0E4h，48h, 24h, 48h, 24h, 4Fh,0E4h, 40h, 0Ch。
由這個(gè)原理可以看出，無論顯示何種字體或圖像，都可以用這個(gè)方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。不過現(xiàn)在有很多現(xiàn)成的漢字字模生成軟件，就不必自己去畫表格算代碼了。
3.2.2 用8×8LED點(diǎn)陣構(gòu)成16×16LED點(diǎn)陣
Proteus中只有5×7和8×8等LED點(diǎn)陣，并沒有16×16LED點(diǎn)陣，而在實(shí)際應(yīng)用中，要良好地顯示一個(gè)漢字，則至少需要16×16點(diǎn)陣。下面我們就首先介紹使用8×8點(diǎn)陣構(gòu)建16×16點(diǎn)陣的方法，并構(gòu)建一塊16×16LED點(diǎn)陣，用于本例的顯示任務(wù)。
首先，從Proteus7.1的元件庫中找到“MATRIX-8X8-RED”元器件，并將四塊該元器件放入Proteus文檔區(qū)編輯窗口中。此時(shí)需要注意,如果該元器件保持初始的位置（沒有轉(zhuǎn)動(dòng)方向），我們要首先將其左轉(zhuǎn)90°，使其水平放置，那么此時(shí)它的左面8個(gè)引腳是其行線，右邊8個(gè)引腳是其列線（當(dāng)然，如果你是將右轉(zhuǎn)，則右邊8個(gè)引腳是行線）。然后我們將四個(gè)元器件對(duì)應(yīng)的行線和列線分別進(jìn)行連接，使每一條行線引腳接一行16個(gè)LED，列線也相同。并注意要將行線和列線引出一定長度的引腳，以便下面我們使用。連接好的16×16點(diǎn)陣如圖3.4所示。
成如上圖的16×16點(diǎn)陣只是第一步，這樣分開的數(shù)塊并不能達(dá)到好的顯示效果,下面我們要將其進(jìn)一步組合。組合實(shí)際上很簡單，首先選中如上圖中右側(cè)的兩塊8×8點(diǎn)陣，然后拖動(dòng)并使其與左側(cè)的兩塊相并攏，如圖3.5所示。
圖3.4 點(diǎn)陣模塊組合
圖3.5
可以看到原來的連線已經(jīng)自動(dòng)隱藏了，至于線上的交點(diǎn)，我們不要去動(dòng)。然后，我們?cè)賮碜詈笠徊?，選中下側(cè)的兩塊點(diǎn)陣，并拖動(dòng)使其與上側(cè)的兩塊并攏,最后的效果如圖3.6所示?？吹?原來雜亂的連線現(xiàn)在已經(jīng)幾乎全部隱藏了，一塊16×16的LED點(diǎn)陣做成了。需要注意，做成的LED點(diǎn)陣的行線為左側(cè)的16個(gè)引腳，下側(cè)的16個(gè)引腳為其列線，而且其行線為高電平有效，列線為低電平有效。然后，我們將其保存，以便以后使用。
圖3.6 3.3主控單片機(jī)的接口說明
P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)制用口，作為輸入口時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫入“1可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，PO口接收指令節(jié)，而在程序校檢時(shí)，輸出指令字節(jié)，校檢時(shí)，要求外接上拉電阻。
P1口：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流I。Flash編程和程序校檢期間，P1接收低8位地址。
P2口:P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流I。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。Flash編程和校檢時(shí)，P2亦接收高位地址和其他控制信號(hào)。
P3口：P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作輸入端口，作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻，輸出電流I。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校檢的控制信號(hào)。
RST:復(fù)位輸入，當(dāng)震蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。
ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),ALE(地址鎖存允許）輸出脈沖用于所存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE乃以時(shí)鐘振動(dòng)頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是:每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。
3.4 LED顯示驅(qū)動(dòng)電路 LED顯示驅(qū)動(dòng)電路如圖3.7所示。
圖3.7 顯示驅(qū)動(dòng)電路圖
字模生成
4.1 字模簡介
文字的字模是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有著根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來記載英文或漢字的形狀[1]。
在電腦硬件中，根本沒有漢字這個(gè)概念，也沒有英文的概念，其認(rèn)識(shí)的概念只有——內(nèi)碼(將ASCII表的高128個(gè)很少用到的數(shù)值以兩個(gè)為一組來表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。而剩下的低128位則留給英文字符使用，即英文的內(nèi)碼)。如果你用啟動(dòng)盤啟動(dòng)系統(tǒng)后用DIR命令可能得到一串串莫名其妙的字符，但那確確實(shí)實(shí)是漢字，如果你啟動(dòng)UCDOS或其他的漢字系統(tǒng)后，就會(huì)看到那是一個(gè)個(gè)熟悉的漢字。在硬件系統(tǒng)內(nèi)，英文的字模信息一般固化在ROM里，即使在沒有進(jìn)入系統(tǒng)的CMOS里，也可以讓你看到英文字符。而在DOS下，中文的字模信息一般記錄在漢字庫文件里(將制作好的字模放到一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的庫中，這就是點(diǎn)陣字庫文件)。
4.1.1 LED顯示屏領(lǐng)域字模實(shí)現(xiàn)技術(shù)
在通過軟件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)中，目前有許多字模生成軟件，軟件打開后輸入漢字，點(diǎn)“檢取”，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動(dòng)生成，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到我們的程序中即可。在通過硬件實(shí)現(xiàn)字模提取的技術(shù)中，有在單片機(jī)系統(tǒng)中增加硬漢字庫的方法，主控器發(fā)送的漢字是其機(jī)內(nèi)碼，用兩個(gè)字節(jié)來表示一個(gè)漢字。根據(jù)機(jī)內(nèi)碼，顯示單元控制模塊從漢字庫中查取顯示字模，實(shí)現(xiàn)漢字顯示。由于帶有硬漢字庫，進(jìn)行動(dòng)態(tài)文字顯示時(shí)，通用智能顯示單元僅接受漢字的機(jī)內(nèi)碼即可，這樣數(shù)據(jù)通訊量大大減少。因此，“動(dòng)態(tài)文字顯示速度快”。4.1.2 軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計(jì)
而在LED顯示屏控制系統(tǒng)具體應(yīng)用的Windows操作系統(tǒng)下如何提取字模信息是設(shè)計(jì)的核心。軟件控制系統(tǒng)在實(shí)際編輯過程中，要求各種字體、字號(hào)的文字都能被編輯、保存。所以系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，把文本區(qū)理解為由眾多的象素點(diǎn)構(gòu)成，而把不同字體、字號(hào)的文字理解為一幅圖像。因?yàn)樗_啟的文本區(qū)大小與LED顯示屏的大小對(duì)應(yīng)，所以采用16×16點(diǎn)陣為單位，把文本區(qū)內(nèi)的每個(gè)像素點(diǎn)都看成一個(gè)二維數(shù)組，由于系統(tǒng)中各種顏色都有對(duì)應(yīng)的值，賦予每個(gè)不同顏色的像素點(diǎn)不同的對(duì)應(yīng)值，再把每個(gè)點(diǎn)賦予一個(gè)int型的值，這樣保存下來的信息就是二進(jìn)制數(shù)據(jù)。通過這樣的設(shè)計(jì)，我們不僅可以把任何字型，任何大小的文字保存下來，還可以顯示以256個(gè)像素點(diǎn)陣為單位的任何圖形。在軟件控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)字模的提取，也就避免了在單片機(jī)中加載硬漢字庫模塊，從而簡化了硬件模塊的設(shè)計(jì)。以下以單色屏為例，介紹系統(tǒng)采用字模保存的算法設(shè)計(jì)：
定義COLORREF zimo_ color為像素點(diǎn)的顏色，判斷某個(gè)點(diǎn)的顏色值。如果值為Oxffffff，說明此點(diǎn)為白色，賦予此點(diǎn)值0。由于單色屏只有紅色和不顯色兩種，所以可以簡單賦值為除白色外其余點(diǎn)賦值為1 CClientDC
dc(this);
CFile myfile;unsigned int zimo[192] [384]={0};unsigned char zimo_data[192][48]={0};
COLORREF zimo_color;
int row, col;
this->HideCaret();
for(row=0;row<192;row++){
for(col=0;col<384;col++){
zimo_color=do.GetPixel(col, row);
if(zimo color = =Oxffffff)
{zimo [row] [col]=0;}else
{zimo [row] [col]=1;}}} 定義unsigned int zimo[192][384]={0};//文本區(qū)像素點(diǎn)
以8位為一字節(jié)(因?yàn)樵陔S后的串行通訊中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是8位的二進(jìn)制數(shù)據(jù))定義
unsigned char zimo_data[192][48]={0} 4.2 字模存儲(chǔ)技術(shù)
目前使用最廣泛的技術(shù)是，通過上位機(jī)軟件將待顯示的字符串轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣字模數(shù)據(jù)，通過燒寫的方式將這些字模數(shù)據(jù)按一定的順序編址后存儲(chǔ)在E2PROM中。在條屏顯示的過程中按規(guī)定的方式取出E2PROM中的字模數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)于一個(gè)16×16點(diǎn)陣的漢字字模數(shù)據(jù)，需要連續(xù)32字節(jié)的E2PROM空間來存儲(chǔ)。照此計(jì)算，若有256個(gè)需要顯示的字符，則至少需要32B×256=8192字節(jié)（8KB）的E2PROM存儲(chǔ)空間。通常的單片機(jī)內(nèi)部沒有集成這么22大容量的EPROM。因此這種方案，需要在單片機(jī)外部擴(kuò)展大容量的EPROM，增加硬件成本。上位機(jī)程序設(shè)計(jì)由于涉及到漢字取模，取模算法的難度較大。在多字下載的時(shí)候傳輸時(shí)間也較長。諸多弊端使本設(shè)計(jì)放棄了傳統(tǒng)方案。而本設(shè)計(jì)創(chuàng)新使用了專用的點(diǎn)陣字庫芯片，成本僅為8元，內(nèi)含各種點(diǎn)陣規(guī)格的GB2312、ASCII等標(biāo)準(zhǔn)字庫。專用字庫芯片采用微型SO-8封裝，使用高速同步串行SPI接口進(jìn)行讀寫操作，節(jié)省了控制器的I/O。在本設(shè)計(jì)中，單片機(jī)內(nèi)部的小容量E2PROM，用于存儲(chǔ)待顯示漢字的GB2312標(biāo)準(zhǔn)機(jī)內(nèi)碼，每個(gè)全角字符的內(nèi)碼占2字節(jié)，則在同樣需要顯示256個(gè)漢字的情況下，這種方案僅占用512字節(jié)的E2PROM空間
4.3 字庫生成
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中為行掃描，列輸入，所以“魏”的自摸代碼為：
DB 49H,40H,4AH,51H,4CH,6AH,7FH,0C4H,4CH,4AH,8AH,71H,88H,42H,3FH,84H DB64H,98H,0A5H,0E0H,3EH,0BEH,24H,81H,24H,89H,7FH,81H,20H,07H,00H,00
“佳”字代碼為：
DB 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH,0E2H,02H,12H,22H,12H,22H,12H,22H DB 12H,22H,0FFH,0FEH,12H,22H,12H,22H,32H,62H,16H,26H,02H,02H,00H,00H
“鋒”字代碼為：
DB 01H,40H,02H,40H,0EH,40H,0F3H,0FEH,12H,44H,12H,48H,09H,00H,11H,28H DB 0F2H,0A8H,2AH,0A8H,25H,0FFH,2AH,0A8H,32H,0A8H,23H,28H,02H,00H,00H,00H 5軟件設(shè)計(jì)
5.1 程序設(shè)計(jì)總體思路和結(jié)構(gòu) 5.1.1 程序設(shè)計(jì)總體思路
用簡短的匯編程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣顯示內(nèi)容，并使顯示的內(nèi)容在屏幕上從左到右的滾動(dòng)顯示。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、延時(shí)程序、顯示子程序和串行口中斷程序。用AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154芯片和4個(gè)16×16LED點(diǎn)陣顯示器構(gòu)成一個(gè)完整的16位點(diǎn)陣LED顯示系統(tǒng)。5.1.2 程序流程圖
程序主要由開始、初始化、主程序、字庫組成。其中主程序和子程序的流程圖如圖5.1所示。
圖5.1 單片機(jī)漢字顯示程序流程圖
5.2 各模塊程序設(shè)計(jì) 5.2.1 系統(tǒng)初始化 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH LJMP TIME0 ORG 0030H START:MOV R1,#00H MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R4,#00H MOV R5,#00H 5.2.2 LED動(dòng)態(tài)顯示
顯示要求漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個(gè)個(gè)的出現(xiàn)。設(shè)計(jì)時(shí)可采用如下方法：首先將LED顯示屏對(duì)應(yīng)的顯示緩沖區(qū)全部清零，即 LED顯示空白，然后每間隔一個(gè)“軟定時(shí)器”設(shè)定的動(dòng)態(tài)顯示時(shí)間，顯示緩沖區(qū)依次加入一個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)并進(jìn)行掃描顯示，這樣就可達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的效果。實(shí)現(xiàn)LED從左向右移動(dòng)顯示程序： TIME0:INC R5 CJNE R5,#3,NEXT MOV R5,#0 INC DPTR INC DPTR INC R1 CJNE R1,#144,NEXT MOV R1,#0 MOV DPTR,#TAB NEXT: MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H RETI 5.2.3 漢字顯示的原理
我們以中文宋體字庫為例，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國標(biāo)漢字庫中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。LED點(diǎn)陣漢字顯示程序： MAIN: MOV P1,R2 MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A INC R3 MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A INC R3 MOV P3,R4 LCALL DELAY1MS INC R2 CJNE R2,#16,MAIN MOV R2,#0 INC R4 CJNE R4,#3,MAIN MOV R3,#0 MOV R4,#0 LJMP MAIN
6系統(tǒng)功能測(cè)試
6.1 單元模塊電路測(cè)試
在proteus仿真軟件中運(yùn)行測(cè)試AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154等芯片和LED顯示器均能正常運(yùn)行并完整的顯示出了我所要的效果。所以各個(gè)模塊功能正常。6.2 系統(tǒng)整體功能測(cè)試
在仿真軟件proteus中運(yùn)行測(cè)試系統(tǒng)整體功能，一切正常。實(shí)現(xiàn)了漢字的左移滾動(dòng)顯示，完整的顯示出了“陜西理工學(xué)院”浮動(dòng)漢字。
圖6.1 單片機(jī)漢字顯示系統(tǒng)測(cè)試圖
總結(jié)
在本設(shè)計(jì)中我用簡短的匯編程序在LED顯示屏實(shí)現(xiàn)了漢字的左移滾動(dòng)顯示。在設(shè)計(jì)中采用的芯片有AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154和4個(gè)16×16LED點(diǎn)陣顯示器。其特點(diǎn)：1.內(nèi)容能從右向左浮動(dòng)顯示。2.硬件結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。3.LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示，工作效率高，價(jià)格低廉等。
通過本次(64×16位點(diǎn)陣LED)的設(shè)計(jì)，理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富。為后繼的學(xué)習(xí)和工作奠定的基礎(chǔ)。
致謝
在完成此設(shè)計(jì)過程中，我曾多次去找我的指導(dǎo)老師，李建忠老師，每次在遇到實(shí)驗(yàn)中遇到困難或者程序看不懂的時(shí)候，我都去找李老師，不管上班下班時(shí)間，李老師每次都不厭其煩，不辭辛苦的給我細(xì)心講解指導(dǎo)，我才能在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)，在寫論文過程中老師也給了我很大幫助，在此，我由衷的對(duì)李老師對(duì)我的指導(dǎo)和教育。
參考文獻(xiàn)
[1]李建忠編著.單片機(jī)原理及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002 [2]李群芳，肖看編著.單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2005 [3]于海生編著.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2008 [4]戴梅萼，史嘉權(quán)編著.微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用(第3版).北京：清華大學(xué)出版社，2008 [5]江曉安，董秀峰編著.數(shù)字電子技術(shù)(第二版).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005
附錄
附錄：源程序代碼 ORG 0000H;初始化
AJMP START
ORG 000BH
LJMP TIME0
ORG 0030H START:MOV R1,#00H
MOV R2,#00H
MOV R3,#00H
MOV R4,#00H
MOV R5,#00H
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
MOV IE,#82H
SETB TR0
MOV DPTR,#TAB;================ MAIN: MOV P1,R2;單片機(jī)輸出
MOV A,R3
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
INC R3
MOV A,R3
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
INC R3
MOV P3,R4
LCALL DELAY1MS
INC R2
CJNE R2,#16,MAIN
MOV R2,#0
INC R4
CJNE R4,#4,MAIN
MOV R3,#0
MOV R4,#0
LJMP MAIN;=============== TIME0:INC R5;移動(dòng)顯示
CJNE R5,#3,NEXT
MOV R5,#0
INC DPTR
INC DPTR
INC R1
CJNE R1,#144,NEXT
MOV R1,#0
MOV DPTR,#TAB NEXT: MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
RETI;================ DELAY1MS:MOV R7,#2;延時(shí) DEL: MOV R6,#250
DJNZ R6,$
DJNZ R7,DEL
RET;================ TAB:;DB 000H,000H,01FH,0FCH,010H,000H,025H,000H,03BH,004H,000H,048H,00AH,050H,009H,060H;陜
;DB 07FH,0C0H,010H,0A0H,012H,090H,014H,088H,000H,08CH,000H,004H,000H,004H,000H,000H
DB 00H,00H,7FH,0FFH,44H,20H,5AH,10H,61H,0E1H,10H,82H,14H,84H,12H,88H
DB 10H,0B0H,0FFH,0C0H,10H,0B0H,12H,88H,34H,86H,11H,83H,00H,82H,00H,00H
DB 000H,000H,003H,000H,002H,0F8H,022H,010H,022H,050H,03FH,090H,022H,010H,022H,010H
DB 07FH,090H,044H,090H,044H,090H,004H,00CH,004H,030H,007H,0C0H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,010H,011H,010H,011H,020H,01FH,0E0H,022H,048H,000H,048H,038H,008H,027H,048H
DB 025H,048H,03FH,0F0H,04AH,090H,042H,090H,07EH,010H,000H,010H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,000H,000H,010H,000H,010H,000H,010H,008H,010H,008H,010H,008H,010H,00FH,0E0H
DB 010H,020H,010H,020H,010H,020H,000H,020H,000H,020H,000H,020H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,000H,003H,020H,00EH,020H,044H,020H,024H,020H,005H,020H,04AH,024H,02AH,0C2H
DB 00BH,07CH,01AH,040H,0E8H,040H,008H,040H,00CH,040H,008H,000H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,000H,03FH,0FCH,022H,000H,02DH,004H,033H,008H,004H,010H,018H,0A0H,00AH,0C0H
DB 052H,080H,035H,0F8H,015H,004H,011H,004H,018H,004H,000H,038H,000H,000H,000H,000H
DB 02H,00H,02H,00H,42H,00H,33H,0FEH,00H,04H,02H,08H,02H,10H,02H,00H
DB 02H,00H,0FFH,0FFH,02H,00H,02H,00H,02H,00H,06H,00H,02H,00H,00H,00H
DB 10H,10H,20H,10H,0C0H,11H,5FH,0D2H,75H,7CH,55H,50H,55H,50H,35H,50H
DB 0D5H,50H,55H,50H,75H,7FH,5FH,0D0H,40H,10H,40H,30H,00H,10H,00H,00H
DB 08H,20H,08H,0C0H,0BH,00H,0FFH,0FFH,09H,01H,08H,82H,00H,04H,3FH,0F8H
DB 20H,00H,20H,00H,20H,00H,7FH,0FCH,20H,02H,00H,02H,00H,0EH,00H,00H
DB 24H,08H,24H,10H,24H,60H,25H,80H,7FH,0FFH,0C5H,00H,44H,80H,00H,40H
DB 24H,40H,12H,40H,00H,40H,0FFH,0FFH,00H,80H,01H,80H,00H,80H,00H,00H
DB 02H,20H,0CH,20H,88H,20H,69H,20H,09H,20H,09H,22H,89H,21H,69H,7EH
DB 09H,60H,09H,0A0H,19H,20H,28H,20H,0C8H,20H,0AH,60H,0CH,20H,00H,00H
DB 00H,10H,00H,10H,00H,10H,0FFH,10H,11H,10H,11H,10H,11H,10H,11H,10H
DB 11H,10H,11H,32H,11H,11H,11H,02H,33H,0FCH,11H,00H,00H,00H,00H,00H
DB 08H,20H,08H,22H,08H,41H,0FFH,0FEH,08H,80H,08H,01H,11H,81H,11H,62H
DB 11H,14H,0FFH,08H,11H,14H,11H,64H,31H,82H,10H,03H,00H,02H,00H,00H
DB 04H,08H,04H,08H,04H,10H,04H,20H,04H,40H,04H,80H,05H,00H,0FFH,0FFH
DB 05H,00H,44H,80H,24H,40H,34H,20H,04H,10H,0CH,18H,04H,10H,00H,00H
DB 49H,40H,4AH,51H,4CH,6AH,7FH,0C4H,4CH,4AH,8AH,71H,88H,42H,3FH,84H
DB 64H,98H,0A5H,0E0H,3EH,0BEH,24H,81H,24H,89H,7FH,81H,20H,07H,00H,00H
DB 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH,0E2H,02H,12H,22H,12H,22H,12H,22H
DB 12H,22H,0FFH,0FEH,12H,22H,12H,22H,32H,62H,16H,26H,02H,02H,00H,00H
DB 01H,40H,02H,40H,0EH,40H,0F3H,0FEH,12H,44H,12H,48H,09H,00H,11H,28H
DB 0F2H,0A8H,2AH,0A8H,25H,0FFH,2AH,0A8H,32H,0A8H,23H,28H,02H,00H,00H,00H
END
第二篇：基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì)
基于單片機(jī)的LED點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì)
摘要：單片機(jī)作為LED主控制模塊，利用簡單的外圍電路來驅(qū)動(dòng)64×16的點(diǎn)陣LED顯示屏。利用多個(gè)系列高速單片機(jī)本身強(qiáng)大的功能，可以很方便的實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與PC機(jī)間的數(shù)據(jù)傳輸及存儲(chǔ)，并能利用軟件方便的進(jìn)行顯示內(nèi)容的多樣變化，點(diǎn)陣顯示屏廣泛的應(yīng)用于醫(yī)院、機(jī)場(chǎng)、銀行等公共場(chǎng)所，所以LED顯示屏具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性。
關(guān)鍵詞：動(dòng)態(tài)顯示；單片機(jī)；點(diǎn)陣字庫
中圖分類號(hào)：TN312.8；TP368.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-7712(2014)08-0000-01
LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，簡稱LED，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。多個(gè)LED發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進(jìn)行顯示，即形成LED點(diǎn)陣圖文顯示屏。其主要特征是只控制LED點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制LED的發(fā)光強(qiáng)弱。LED點(diǎn)陣的漢字顯示方式是先根據(jù)所需要的漢字提取漢字點(diǎn)陣（如16×16點(diǎn)陣），將點(diǎn)陣文件存入ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時(shí)則需要先根據(jù)新的漢字編碼組成語句，再由MCU根據(jù)新編碼提取相應(yīng)的點(diǎn)陣進(jìn)行漢字顯示。
一、LED電子顯示屏概況
LED電子顯示屏是由幾百到幾十萬個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的像素點(diǎn)，按矩陣均勻排列組成。利用不同的半導(dǎo)體材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。LED顯示屏是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的亮度的方式，來顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。
LED顯示屏分為圖文顯示屏和條幅顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形，而條幅顯示屏則適用于小容量的字符信息顯示。LED顯示屏因?yàn)槠湎袼貑卧侵鲃?dòng)發(fā)光的，具有亮度高，視角廣、工作電壓低、功耗小、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因而被廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。LED顯示屏的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高氣候耐受性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。
二、點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏顯示原理及單片機(jī)應(yīng)用
點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。以8×8點(diǎn)陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。廣告牌設(shè)計(jì)過程中使用的紅色水平線Y0、Y1??Y7叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽極，每一行8個(gè)LED的陽極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線X0、X1??X7叫做列線，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。
在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，若在某行線上施加高電平（用“1”表示），在某列線上施加低電平（用“0”表示）。則行線和列線的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過而發(fā)光。比如，Y7為1，X0為0，則右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮。隨著廣告屏顯示內(nèi)容的多媒體化，對(duì)控制器傳輸速度，運(yùn)算能力的要求越來越高。因此控制器的種類也在不斷發(fā)展以適應(yīng)要求，從最初的8051單片機(jī)，到PIC單片機(jī)，又到FPGA，直到現(xiàn)在的ARM處理器。不同功能檔次的廣告屏對(duì)應(yīng)著不同的處理器。
單片機(jī)運(yùn)算速度及通信速率的限制，LED動(dòng)態(tài)顯示的刷新率不可能做得太高。對(duì)顯示效果和移動(dòng)算法的處理也比較吃力，在實(shí)際顯示效果上有比較明顯的閃爍感。除此之外，傳統(tǒng)8051單片機(jī)的內(nèi)部資源貧乏，僅128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，幾K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，無E2PROM，SPI。這就需要對(duì)單片機(jī)擴(kuò)展外設(shè)，無疑增加了硬件成本。因此，8051控制的條屏只能用于顯示內(nèi)容及其簡單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場(chǎng)合。
因?yàn)镻IC單片機(jī)是RISC架構(gòu)的工業(yè)專用單片機(jī)，處理指令的速度有所增加，抗干擾能力優(yōu)秀，型號(hào)種類繁多。作為條屏的控制器，可以明顯的改善顯示效果，同時(shí)PIC單片機(jī)內(nèi)部的資源較豐富，可節(jié)省外部電路設(shè)計(jì)難度，同時(shí)降低了硬件成本。因此，以PIC單片機(jī)為控制器的條屏目前仍是單色條屏市場(chǎng)的主流。
參考文獻(xiàn)：
[1]李建忠.單片機(jī)原理及應(yīng)用[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002.[2]李群芳,肖看.單片機(jī)原理?接口及應(yīng)用[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.[3]于海生.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.[4]戴梅萼,史嘉權(quán).微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用(第3版)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2008.[5]江曉安,董秀峰.數(shù)字電子技術(shù)(第二版)[M].西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2005.[作者簡介]周麗萍（1979.09-），女，學(xué)士學(xué)位，科員，工程師，研究方向：電子通信技術(shù)、led顯示屏研發(fā)。
第三篇：單片機(jī)實(shí)習(xí)報(bào)告 LED點(diǎn)陣漢字顯示
廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院
廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 單片機(jī)與接口技術(shù)實(shí)習(xí)報(bào)告
題目 16*16 LED點(diǎn)陣漢字顯示
院（系）
機(jī)電工程系
專
業(yè)
學(xué)生姓名
指導(dǎo)教師
起始日期： 2009年12月16日
廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院
單片機(jī)與接口技術(shù)實(shí)習(xí)計(jì)劃及任務(wù)書
一、實(shí)習(xí)任務(wù)
《單片機(jī)與接口技術(shù)》實(shí)訓(xùn)課是理論課程的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，它是機(jī)電技術(shù)專業(yè)的主要實(shí)踐技能課程。課程內(nèi)容包括單片機(jī)軟件編程與仿真和調(diào)試。單片機(jī)硬件設(shè)計(jì)安裝與調(diào)試，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)綜合設(shè)計(jì)，安裝與調(diào)試等。實(shí)訓(xùn)課程的基本任務(wù)是：使學(xué)生在掌握單片機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，掌握單片機(jī)軟硬件的設(shè)計(jì)、開發(fā)、調(diào)試能力。具有較好的單片機(jī)實(shí)際應(yīng)用能力。為今后從事生產(chǎn)一線的技術(shù)工作以及進(jìn)一步提高科學(xué)技術(shù)水平打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，結(jié)合本課程的特點(diǎn)，逐步培養(yǎng)學(xué)生觀察分析問題和動(dòng)手解決問題的能力。
二、項(xiàng)目設(shè)計(jì)
漢字顯示屏廣泛應(yīng)用于汽車報(bào)站器，廣告屏等。在本實(shí)訓(xùn)中，漢字顯示屏采用了16*16的點(diǎn)陣模塊；漢字顯示的原理以在UCDOS中文宋體字庫為例，每一字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國際漢字庫中的每一字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。所以在這個(gè)漢字屏上不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。
項(xiàng)目要求在16*16的點(diǎn)陣模塊上實(shí)現(xiàn)一組可移動(dòng)的漢字或一副簡圖。
三、報(bào)告及方案
1、了解、熟悉單片機(jī)開發(fā)的特點(diǎn)、方法及趨勢(shì)。
2、熟悉軟件編制、調(diào)試的方法、流程。
3、理解單片機(jī)控制的原理和特點(diǎn)。
4、養(yǎng)成良好的設(shè)計(jì)習(xí)慣、培養(yǎng)正確的思路和工作態(tài)度。
5、熟練運(yùn)用單片機(jī)開發(fā)軟件——Keill。
四、原理介紹
廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院
1、電路原理圖如圖所示
廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院
2、電路工作原理分析：
漢字顯示在UCDOS中文宋體字庫中，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國標(biāo)漢字庫中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一副圖像。所以在這個(gè)漢字屏上不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。我是顯示漢字“施”，掃描原理如下：在UCDOS中文宋體字庫中，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。如果用8位的AT89C51單片機(jī)控制，由于單片機(jī)的總線為8位，一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分，一般我們拆分為上部和下部，上部由8*16點(diǎn)陣組成，下部也由8*16點(diǎn)陣組成。
單片機(jī)首先顯的是左上角的的第一列的上列的上半部分，即第0 列的p00---p07口。方向?yàn)閜00到p07，顯示漢字“施”時(shí)，由上而下排列，為P0.0滅，P0.1滅，P0.3亮，P0.4滅，P0.5滅，P0.6滅，P0.7亮。即二進(jìn)關(guān)系00100011, 轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制國23H。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線方便，我們使用仍設(shè)計(jì)成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃描，從右圖可以看到，這一列為，P2.7亮，P2.6亮，P2.5滅，P2.4滅，P2.3滅，P2.4滅，P2.3亮，P2.2亮，即為1100001，16進(jìn)制為0C3H.然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部每二列，仍為00100010，即22H，16進(jìn)制為22H，這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分，二進(jìn)制為01000001，即16進(jìn)制41H。依照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個(gè)8位，可以得出漢字“施”。
3、顯示原理圖
1）靜態(tài)顯示原理圖 2）靜態(tài)顯示程序編寫
3）靜態(tài)顯示工作原理分析
靜態(tài)顯示方式下，所有LED顯示器的COM公共極接地（共陰極顯示器）或接電源（共陽極顯示器），顯示器的8個(gè)段與并行輸出端口的輸出端相連。所謂靜態(tài)顯示，就是每一個(gè)顯示器各筆畫段都要獨(dú)占具有鎖存功能的輸出口線，CPU把欲顯示的字形代碼送到輸出口上，就可以使顯示屏顯示出所需的數(shù)字或符號(hào)。此后，即使CPU不再去訪問它，顯示的內(nèi)容也不會(huì)消失（因?yàn)楦鞴P畫段接口具有鎖存功能）。
靜態(tài)顯示法的優(yōu)點(diǎn)是，顯示程序十分簡單，顯示亮度大，由于CPU不必經(jīng)常掃描顯示器，所以節(jié)約了CPU的工作時(shí)間。但靜態(tài)顯示也有其缺點(diǎn)，主要是占用的I/O口線較多，硬件成本也較高。所以，靜態(tài)顯示法常用在顯示器數(shù)目較少的應(yīng)用系統(tǒng)中。
五、心得體會(huì)
時(shí)間如白駒過隙，一晃一個(gè)星期就過去了，在這個(gè)星期里，我們迎來了單片機(jī)與接口技術(shù)的實(shí)習(xí)。此次我們實(shí)習(xí)的內(nèi)容是了解矩陣LED顯示的基本原理和功能，掌握16*16矩陣LED和單片機(jī)的硬件和軟件接口設(shè)計(jì)方法以及完成驅(qū)動(dòng)程序的編程。
這次實(shí)習(xí)的要求是在16*16的點(diǎn)陣模塊上實(shí)現(xiàn)一組可移動(dòng)的漢字或一幅簡圖，因?yàn)檫@前我們?cè)谡n堂上還沒有學(xué)習(xí)到這個(gè)程度，所以在開始實(shí)習(xí)的時(shí)候老師就為我們講解了一下，在顯示一個(gè)點(diǎn)的基礎(chǔ)上顯示不同的點(diǎn)，從而組成漢字或簡圖。在認(rèn)真聽了老師對(duì)實(shí)驗(yàn)的講解后，廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院
我們就開始畫點(diǎn)陣圖，編寫自己的程序。
這次實(shí)習(xí)，我們是以小組為單位的。在編寫程序時(shí)，我卻忘了點(diǎn)陣圖里面每個(gè)點(diǎn)的表示方法，后來通過同學(xué)的幫忙，我終于編寫出靜態(tài)“施”的程序。
在實(shí)驗(yàn)室中，老師先教我們接線，怎樣檢查線的好壞，因?yàn)檫@關(guān)系到后面編寫的程序能否顯示。當(dāng)這些準(zhǔn)備工作都做好時(shí)，我就把我要顯示的“施”字的程序打到電腦上，但卻發(fā)現(xiàn)程序有錯(cuò)誤，經(jīng)過反復(fù)的檢查才發(fā)現(xiàn)原來有一步程序中的00H，打成了ooH。程序沒問題時(shí)，就操作保存——復(fù)位——顯示，在顯示屏上，清晰鮮艷的“施”字宣告我靜態(tài)顯示實(shí)驗(yàn)成功了。接下來，就開始我們的動(dòng)態(tài)顯示的編程，這就需要我們?nèi)ゲ檎蚁嚓P(guān)的資料了。經(jīng)過了我們的努力和請(qǐng)教老師，我們終于把動(dòng)態(tài)的程序編出來了，看著顯示屏上從左到右，不斷循環(huán)走過的“施”字，一種成就感油然而生。
在這次實(shí)習(xí)過程中，我發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。但我們通過查閱大量有關(guān)資料，并在小組中互相討論，交流經(jīng)驗(yàn)和自學(xué)，若遇到實(shí)在搞不明白的問題就會(huì)及時(shí)請(qǐng)教老師，使自己學(xué)到了不少知識(shí)，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。其次，在這次實(shí)習(xí)中，我們運(yùn)用到了其它所學(xué)的專業(yè)課知識(shí)，如：電子CAD，這讓我明白各個(gè)學(xué)科都不可能獨(dú)立的，知識(shí)是相通的，這是我這次實(shí)習(xí)的又一收獲。
另外，這次實(shí)習(xí)讓我感到了團(tuán)隊(duì)合作的重要性。在團(tuán)隊(duì)中，我們互幫互助，對(duì)整個(gè)實(shí)習(xí)來說，這是至關(guān)重要的。還有要感謝指導(dǎo)老師在我們遇到困難時(shí)，給予我們的建議與鼓勵(lì)。
一個(gè)星期的實(shí)習(xí)雖然結(jié)束了，但是從中學(xué)到的知識(shí)會(huì)讓我受益終身。發(fā)現(xiàn)、提出、分析、解決問題和實(shí)踐能力的提高都會(huì)受益于我在以后的學(xué)習(xí)、工作和生活中。
附件一：動(dòng)態(tài)點(diǎn)陣信息圖 2
5
廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院 8 1113 14
6
廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院
附件二：動(dòng)態(tài)顯示程序編寫
ORG 0000H AJMP START ORG 0030H START: MOV P0,#00H MOV P3,#00H L1: MOV P1,#00H MOV R4,#250 MOV R5,#13 MOV DPTR,#TAB1 L2: LCALL DISPLAY MOV A,DPL ADD A,#32 MOV DPL,A MOV A,DPH ADDC A,#0 MOV DPH,A DJNZ R5,L2 AJMP L1 DISPLAY: MOV R3,#16 MOV R1,#00H MOV R2,#00H L3: MOV A,R1 MOV P1,A MOV A,R2 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A INC R2 MOV A,R2 MOVC A,@A+DPTR MOV P3,A INC R1 INC R2 DJNZ R3,L3 DJNZ R4,DISPLAY
廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院
RET TAB1: DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB2: DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB3: DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB4 : DB F2H,00H,27H,FFH,22H,01H,22H,01H DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB5: DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB6: DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H DB F2H,00H,27H,0FFH,22H,01H,22H,01H DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H TAB7: DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H DB 22H,41H,23H,0C3H,00H,00H,00H,00H TAB8: DB 20H,0FH,20H,F0H,0AFH,00H,79H,00H DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H DB F2H,00H,27H,0FFH,22H,01H,22H,01H DB 2FH,0C1H,22H,01H,22H,41H,23H,0C3H TAB9: DB 00H,00H,00H,00H,20H,0FH,20H,F0H, DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH DB 22H,01H,22H,01H,2FH,0C1H,22H,01H TAB10: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 20H,0FH,20H,F0H,0AFH,00H,79H,00H DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H DB F2H,00H,27H,0FFH,22H,01H,22H,01H TAB11: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,20H,0FH,20H,F0H DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H
廣東紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院
DB 25H,0FFH,08H,00H,F2H,00H,27H,0FFH TAB12: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 20H,0FH,20H,F0H, 0AFH,00H,79H,00H DB 21H,03H,21H,01H,25H,0FFH,08H,00H TAB13: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,20H,0FH,20H,F0H DB 0AFH,00H,79H,00H,21H,03H,21H,01H TAB14: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 20H,0FH,20H,F0H,0AFH,00H,79H,00H TAB15: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,0AFH,00H,79H,00H TAB16: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H
END
第四篇：基于單片機(jī)的16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)報(bào)告
單片機(jī)原理及應(yīng)用
課程設(shè)計(jì)報(bào)告書
題
目：16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì) 姓
名：蔡臣 學(xué)
號(hào)：083521041 專
業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化 指導(dǎo)老師：徐武雄 設(shè)計(jì)時(shí)間：2011年 5月
目
錄
1.引言...............................................1 1.1 設(shè)計(jì)意義......................................1 1.2 系統(tǒng)功能要求..................................1 2.方案設(shè)計(jì)..........................................1 3.硬件設(shè)計(jì)..........................................3 4.軟件設(shè)計(jì).........................................10 5.系統(tǒng)調(diào)試.........................................13 6.設(shè)計(jì)總結(jié).........................................14 7.附錄A源程序.....................................15 8.附錄B作品實(shí)物圖片...............................35 9.參考文獻(xiàn).........................................36
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
1.引 言
LED點(diǎn)陣顯示屏是一種簡單的漢字顯示器，具有價(jià)廉、易于控制、使用壽命長等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于各種公共場(chǎng)合，如車站、碼頭、銀行、學(xué)校、火車、公共汽車顯示等。本文詳細(xì)介紹了一種低廉的16x64陣LED顯示屏的設(shè)計(jì)過程。
1.1.設(shè)計(jì)意義
1、實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣屏核心功能即漢字及字母的多樣化顯示。
2、通過本次課程設(shè)計(jì)加深對(duì)單片機(jī)課程的全面認(rèn)識(shí)和掌握，對(duì)單片機(jī)課程的應(yīng)用進(jìn)一步的了解。
3、掌握SPI串口進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，并學(xué)會(huì)使用外部芯片輔助項(xiàng)目設(shè)計(jì)。
4、鍛煉通過自學(xué)與自己探索的方式解決問題的能力。
5、通過此次課程設(shè)計(jì)將單片機(jī)軟硬件結(jié)合起來對(duì)程序進(jìn)行編輯，校驗(yàn)，鍛煉實(shí)踐能力和理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
1.2.系統(tǒng)功能要求
設(shè)計(jì)一個(gè)室內(nèi)用16×16點(diǎn)陣LED圖文顯示屏，要求在目測(cè)條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。
2.方案設(shè)計(jì)
從理論上說，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)的LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時(shí)控制各個(gè)發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
示方式。16×16的點(diǎn)陣共有256個(gè)發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒有這么多端口，如果我們采用鎖存器來擴(kuò)展端口，按8位的鎖存器來計(jì)算，16×16的點(diǎn)陣需要256/8=32個(gè)鎖存器。這個(gè)數(shù)字很龐大，因?yàn)槲覀儍H僅是16×16的點(diǎn)陣，在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏往往要大的多，這樣在鎖存器上花的成本將是一個(gè)很龐大的數(shù)字。因此在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計(jì)，而采用另一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。
動(dòng)態(tài)掃描的意思簡單地說就是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行（比如16行）的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。具體就16×16的點(diǎn)陣來說，我們把所有同一行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽的接法），先送出對(duì)應(yīng)第一行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第一行使其燃亮一定的時(shí)間，然后熄滅；再送出第二行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第二行使其燃亮相同的時(shí)間，然后熄滅；?? 第十六行之后又重新燃亮第一行，這樣反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，我們就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形了。
采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，按8位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。顯示時(shí)要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上去，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯然，采用并 2
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
行方式時(shí)，從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并行傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹?/p>
采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信?hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟(jì)的。但是，串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。這樣，對(duì)于一行的顯示過程就可以分解成列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備（傳輸）和列數(shù)據(jù)顯示兩個(gè)部分。對(duì)于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長，在行掃描周期確定的情況下，留給行顯示的時(shí)間就太少了，以至影響到LED的亮度。
解決串行傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間矛盾問題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有鎖存功能。經(jīng)過上述分析，可以歸納出列驅(qū)動(dòng)器電路應(yīng)具備的主要功能。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來說，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并出的移位功能；對(duì)于列數(shù)據(jù)顯示來說，應(yīng)具有并行鎖存的功能。這樣，本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串并移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)而不影響本行的顯示。硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)采用AT89C52單片機(jī)作控制器，整個(gè)電路主要由單片機(jī)控制及其接口電路、驅(qū)動(dòng)顯示電路、電源電路等部分組成。為了簡化顯
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
示屏電路，降低成本，本系統(tǒng)在單片機(jī)部分不加字庫存儲(chǔ)器。而在PC機(jī)上編輯漢字和字符顯示信息，并將其轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的點(diǎn)陣顯示數(shù)據(jù)，然后通過串口(采用RS－232通信標(biāo)準(zhǔn))送給單片機(jī)存儲(chǔ)并進(jìn)行顯示處理。圖1所示為其硬件系統(tǒng)原理圖。
3．1 單片機(jī)控制電路
本系統(tǒng)由AT89C52構(gòu)成單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)．同時(shí)配有11．0592 MHz晶振和按鍵復(fù)位電路等。系統(tǒng)外擴(kuò)的一片F(xiàn)lash存儲(chǔ)器29F040為數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可用來存儲(chǔ)由PC機(jī)串口送來的點(diǎn)陣信息(通過軟件將 4
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
圖像或文字轉(zhuǎn)換成與LED顯示屏的像素相對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣信息)。該Flash存儲(chǔ)器是一種非易失性存儲(chǔ)器，它在供電電源關(guān)閉后仍能保持片內(nèi)信息。由于29F040的容量為512 KB(該芯片內(nèi)部由8個(gè)64 Kbyte的讀寫塊組成，可分塊進(jìn)行讀、寫和擦除等操作)，而AT89C52只能管理64KB的數(shù)據(jù)空間，所以，需將29F040分成8頁，每頁64KB。其頁碼可由單片機(jī)的P3．2~P3．4來選擇。另外，采用MAX232可完成RS232與TTL電平的轉(zhuǎn)換，以便使PC機(jī)與單片機(jī)交換信息。3．2 16x16點(diǎn)陣顯示器的設(shè)計(jì)
（a）圖2是一種8x8的LED點(diǎn)陣單色行共陽模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，其單點(diǎn)工作電壓Uf為1．8 V，正向電流IF為8~10 mA。當(dāng)某一行線為高電平而某一列線為低時(shí)，其行列交叉的點(diǎn)就被點(diǎn)亮；而當(dāng)其某一列線為高時(shí)，其行列交叉的點(diǎn)為暗；當(dāng)某一行線為低電平時(shí)，無論列線如何，對(duì)應(yīng)這一行的點(diǎn)全部為暗。
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
用四個(gè)8x8點(diǎn)陣顯示可構(gòu)成16x16點(diǎn)陣顯示器，其連接方法如圖3所示。圖中，將(A)和(B)的8列、(C)和(D)的8列分別對(duì)應(yīng)相連，同時(shí)將(A)和(C)的8行、(B)和(D)的8行分別對(duì)應(yīng)相連。即可形成一個(gè)16行(每一行有16個(gè)LED)、16列(每一列也有16個(gè)LED)的16x16點(diǎn)陣顯示器，可將這256個(gè)點(diǎn)稱為一頁，這樣，顯示字符時(shí)。只要對(duì)一頁中對(duì)應(yīng)的亮滅進(jìn)行控制即可。
（b）LED點(diǎn)陣顯示器的掃描驅(qū)動(dòng)
LED顯示屏驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)應(yīng)與所用控制系統(tǒng)相配合。驅(qū)動(dòng)通常分為動(dòng)態(tài)掃描型及靜態(tài)鎖存型驅(qū)動(dòng)二大類。本文以動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)電
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
路的設(shè)計(jì)為例來進(jìn)行分析。動(dòng)態(tài)掃描型驅(qū)動(dòng)方式是指顯示屏上的16行發(fā)光二極管共用一組列驅(qū)動(dòng)寄存器，然后通過行驅(qū)動(dòng)管的分時(shí)工作，來使每行LED的點(diǎn)亮?xí)r間占總時(shí)間的1／16。只要每行的刷新速率大于50 Hz，利用人眼的視覺暫留效應(yīng)，人們就可以看到一幅完整的文字或畫面。
AT89S52單片機(jī)有四個(gè)I／O口(P0、P1、P2、P3)，每個(gè)I／O口有8位，如果都采用并行輸出，顯然不能滿足要求，因此，本設(shè)計(jì)中的行掃描驅(qū)動(dòng)采用并口輸出，而場(chǎng)掃描驅(qū)動(dòng)采用串口輸出。
（1）行掃描驅(qū)動(dòng)
由于16x64點(diǎn)陣顯示器有16行，為充分利用單片機(jī)的接口，本電路中加入了一個(gè)4-16線譯碼器74LS154，其輸入是一個(gè)16進(jìn)制碼，解碼輸出為低態(tài)掃描信號(hào)，它們的管腳示意圖如圖4所示。把74LS154的G1和G2引腳接地，然后以A、B、C、D四腳為輸入端。就會(huì)形成16種不同的輸入狀態(tài)，分別為0000～1111，然后使每種狀態(tài)只控制一路輸出，即會(huì)有16路輸出。
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
如果一行64點(diǎn)全部點(diǎn)亮，則通過74LS154的電流將達(dá)640 mA，而實(shí)際上，74LS154譯碼器提供不了足夠的吸收電流來同時(shí)驅(qū)動(dòng)64個(gè)LED同時(shí)點(diǎn)亮，因此，應(yīng)在74LS154每一路輸出端與16x64點(diǎn)陣顯示器對(duì)應(yīng)的每一行之間用一個(gè)三極管來將電流信號(hào)放大，本文選用的是達(dá)林頓三極管TIP127。這樣，74LS154某一輸出腳為低電平時(shí)，對(duì)應(yīng)的三極管發(fā)射極為高電平，從而使點(diǎn)陣顯示器的對(duì)應(yīng)行也為高電平。
（b）場(chǎng)掃描驅(qū)動(dòng)
本系統(tǒng)場(chǎng)掃描驅(qū)動(dòng)電路的設(shè)計(jì)可用串入并出的通用集成電路74HC595來作為數(shù)據(jù)鎖存。74HC595是一個(gè)八位串行輸入三態(tài)并行輸
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
出的移位寄存器，其管腳見圖4所示，其中SI是串行數(shù)據(jù)的輸入端，RCK是存儲(chǔ)寄存器的輸入時(shí)鐘，SCK是移位寄存器的輸入時(shí)鐘，Q'H是串人數(shù)據(jù)的輸出，G是對(duì)輸人數(shù)據(jù)的輸出使能控制，QA～QH為串入數(shù)據(jù)的并行輸出。從SI口輸入的數(shù)據(jù)可在移位寄存器的SCK腳上升沿的作用下輸入到74HC595中。并在RCK腳的上升沿作用下將輸入的數(shù)據(jù)鎖存在74HC595中，這樣，當(dāng)G為低電平時(shí)，數(shù)據(jù)便可并行輸出。為了避免與PC機(jī)串口輸入的數(shù)據(jù)相互干擾，也可使用模擬串口P1．4~P1．7來分別輸出串行數(shù)據(jù)、移位時(shí)鐘SCK、存儲(chǔ)信號(hào)RCK和并行輸出的使能信號(hào)G。
為了消除電源電壓的波動(dòng)及行掃描管壓降(第一行點(diǎn)亮的點(diǎn)數(shù)不同，將引起管壓降的變化，從而影響通過LED管的電流)的變化對(duì)LED顯示屏亮度的影響，設(shè)計(jì)時(shí)可采用列恒流驅(qū)動(dòng)電路，可選用三極管8550和外圍元件構(gòu)成列恒流驅(qū)動(dòng)電路，并通過調(diào)整100 kΩ可調(diào)電阻使三極管處于放大狀態(tài)，同時(shí)將集電極電流調(diào)整為10 mA，從而使點(diǎn)亮對(duì)應(yīng)點(diǎn)陣時(shí)通過LED的電流不變。
（c）掃描顯示工作過程
將8片74HC595進(jìn)行級(jí)連，可共用一個(gè)移位時(shí)鐘SCK及數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)RCK。這樣，當(dāng)?shù)谝恍行枰@示的數(shù)據(jù)經(jīng)過8x8=64個(gè)SCK時(shí)鐘后便可將其全部移入74HC595中，此時(shí)還將產(chǎn)生一個(gè)數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)RCK將數(shù)據(jù)鎖存在74HC595中，并在使能信號(hào)G的作用下，使串入數(shù)據(jù)并行輸出，從而使與各輸出位對(duì)應(yīng)的場(chǎng)驅(qū)動(dòng)管處于放大或截止?fàn)?/p>
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
態(tài)；同時(shí)由行掃描控制電路產(chǎn)生信號(hào)使第一行掃描管導(dǎo)通，相當(dāng)于第一行LED的正端都接高，顯然，第一行LED管的亮滅就取決于74HC595中的鎖存信號(hào)；此外，在第一行LED管點(diǎn)亮的同時(shí)，再在74HC595中移入第二行需要顯示的數(shù)據(jù)，隨后將其鎖存，同時(shí)由行掃描控制電路將第一行掃描管關(guān)閉而接通第二行，使第二行LED管點(diǎn)亮，以此類推，當(dāng)?shù)谑袙呙柽^后再回到第一行，這樣，只要掃描速度足夠高，就可形成一幅完整的文字或圖像。
4軟件設(shè)計(jì)
顯示屏軟件的主要功能是向屏體提供顯示數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生各種控制信號(hào)，使屏幕按設(shè)計(jì)的要求顯示。根據(jù)軟件分層次設(shè)計(jì)的原理，我們可把顯示屏的軟件系統(tǒng)分成兩大層：第一層是底層的顯示驅(qū)動(dòng)程序，第二層是上層的系統(tǒng)應(yīng)用程序。顯示驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)向屏體送顯示數(shù)據(jù)，并負(fù)責(zé)產(chǎn)生行掃描信號(hào)和其它控制信號(hào)，配合完成LED顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)程序由定時(shí)器T0中斷程序?qū)崿F(xiàn)。系統(tǒng)應(yīng)用程序完成系統(tǒng)環(huán)境設(shè)置（初始化）、顯示效果處理等工作，由主程序來實(shí)現(xiàn)。
從有利于實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的算法（顯示效果處理）和有利于程序結(jié)構(gòu)化考慮，顯示屏程序適宜采用C語言編寫。（1）.顯示驅(qū)動(dòng)程序
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
顯示驅(qū)動(dòng)程序在進(jìn)入中斷后首先要對(duì)定時(shí)器T0重新賦初值以保證顯示屏刷新率的穩(wěn)定，1/16掃描的顯示屏的刷新率（幀頻）的計(jì)算公式如下：
刷新率（幀頻）?fosc11 式1 ?T0溢出率??161612(65536?t0)其中fosc為晶振頻率，t0為定時(shí)器T0初值（工作在16位定時(shí)器模式）。
然后顯示驅(qū)動(dòng)程序查詢當(dāng)前燃亮的行號(hào)，從顯示緩存區(qū)內(nèi)讀取下一行的顯示數(shù)據(jù)，并通過串口發(fā)送給移位寄存器。為消除在切換行顯示數(shù)據(jù)的時(shí)候產(chǎn)生拖尾現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)程序先要關(guān)閉顯示屏，即消隱，等顯示數(shù)據(jù)打入輸出鎖存器并鎖存，然后再輸出新的行號(hào)，重新打開顯示。圖5為顯示程序流程圖。
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
（2）.系統(tǒng)主程序
系統(tǒng)主程序開始以后首先是對(duì)系統(tǒng)環(huán)境初始化，包括設(shè)置串口、定時(shí)器、中斷和端口。先是顯示屏中所有的燈全亮用以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)線路的正確，然后以“卷簾出”效果向上滾動(dòng)顯示“咸寧學(xué)院電子與信息工程學(xué)院零八級(jí)電氣工程及其自動(dòng)化一班周俊龍！指導(dǎo)老師：徐武雄”的字樣，由于單片機(jī)沒有停機(jī)指令，所以我們可以設(shè)置系統(tǒng)程序不斷地循環(huán)執(zhí)行上述顯示效果。
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
5系統(tǒng)調(diào)試
介紹所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)調(diào)試過程、在調(diào)試中遇到的問題及解決的辦法。
LED顯示屏硬件電路只要器件質(zhì)量可靠，管腳焊接正確，一般無需調(diào)試即可正常工作。軟件部分需要調(diào)試的主要有顯示屏刷新頻率及顯示效果兩部分。顯示屏刷新率由定時(shí)器T0的溢出率和單片機(jī)的晶振頻率決定，1．測(cè)試儀器：
AVR Studio軟件、仿真器、萬用表 2．測(cè)試與分析：
（1）測(cè)試點(diǎn)陣：系統(tǒng)上電后，全屏點(diǎn)亮?xí)r無暗點(diǎn)，表明點(diǎn)陣正常，可使用。
（2）測(cè)試鍵盤：直接連接鍵盤到單個(gè)可用LED發(fā)光二極管（這里采用實(shí)驗(yàn)板上發(fā)光二極管），按下每個(gè)按鍵看LED是否可亮，若亮，說明鍵盤可用。
（3）程序調(diào)試：通過AVR Studio下載程序到單片機(jī)上，逐步運(yùn)行程序，并Watch相關(guān)變量的值的改變，以確定各部分程序是否正常運(yùn)行并可用，直到檢測(cè)完畢。
（4）實(shí)時(shí)操作：運(yùn)行已通過調(diào)試的程序，這時(shí)點(diǎn)陣屏自左往右滾動(dòng)顯示“我愛學(xué)習(xí)零八級(jí)電氣一班蔡臣：學(xué)號(hào)083521041，指導(dǎo)老師：徐武雄”
至此，調(diào)試徹底通過！
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
整個(gè)課程大體操作如上所述，但實(shí)際在細(xì)節(jié)上遇到較多問題，因?yàn)樗鰹辄c(diǎn)陣，相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)沒有，遇到的問題主要有因存在虛焊點(diǎn)而導(dǎo)致有灰點(diǎn)；因程序問題而導(dǎo)致的重影；還有一個(gè)問題是因單片機(jī)端口輸出的低電平不夠低，使得我們不能用使能端控制74HC154。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)遇到的問題及解決將在總結(jié)報(bào)告中指出。顯示效果處理程序的內(nèi)容及方法非常廣泛，其調(diào)試過程在此不作具體討論，讀者可對(duì)照源程序自行分析。這個(gè)方案設(shè)計(jì)的16×16點(diǎn)陣LED圖文顯示屏，電路簡單，成本較低，且較容易擴(kuò)展成更大的顯示屏；顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足；顯示圖形或文字穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_；可用靜止、移入移出等多種顯示方式顯示圖形或文字。
6設(shè)計(jì)總結(jié)
本文所討論的點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì)采用了單片機(jī)AT89S52作為系統(tǒng)的中央控制單元，并結(jié)合軟件編程，實(shí)現(xiàn)的點(diǎn)陣顯示屏靜態(tài)顯示、動(dòng)態(tài)顯示，簡化了系統(tǒng)操作，豐富了系統(tǒng)功能，符合未來交通智能化、網(wǎng)絡(luò)化的發(fā)展方向。經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用證明，本顯示屏可以作為信息顯示裝置。用于公共場(chǎng)所來進(jìn)行信息顯示，而且具有工作穩(wěn)定、字符清晰、亮度適中等特點(diǎn)。若所顯示的信息較為簡單，也可直接將信息代碼拷入單片機(jī)中，還可以通過外擴(kuò)儲(chǔ)存器的方式來增加顯示的信息量。
在本次課程設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，指導(dǎo)老師徐武雄老師和其他老師以及同學(xué)們都給予了很大的幫助支持，徐老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和務(wù)實(shí)的 14
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
求知精神給我留下了很深的印象，他鼓勵(lì)我孜孜不倦，銳意進(jìn)取，特別是在困難的時(shí)候，他有意識(shí)地培養(yǎng)我獨(dú)立思考和解決問題的能力。徐老師的嚴(yán)格要求，令我以后的工作和生活當(dāng)中受益匪淺。在此，對(duì)他們所給予的指導(dǎo)和幫助表示最衷心的感謝。
7附 錄A；源程序
源程序代碼（主要語句要有注釋）。;
;***********************************;*
*;* 咸寧學(xué)院 單片機(jī)課程設(shè)計(jì)
*;* 單個(gè)16*16點(diǎn)陣電子屏字符顯示器 *;* AT89S52 12MHz晶振 *;
*
2011.5.8 *;************************************* 15
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
;顯示字用查字法，不占內(nèi)存，字符用16*16共陽極LED點(diǎn)陣，;效果：向上滾動(dòng)顯示19個(gè)字，再重復(fù)循環(huán)。
;R1：查表偏址寄存器，B：查表首址，R2：掃描地址（從00H~0FH）。;R3：滾動(dòng)顯示時(shí)控制移動(dòng)速度，單字顯示可控制靜止顯示時(shí)間。;*****************;中斷入口程序；;*****************;ORG 0000H LJMP START ORG 0003H RETI ORG 000BH LJMP INTT0 ORG 0013H RETI ORG 001BH RETI ORG 0023H RETI ORG 002BH RETI;
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
;**********;初始化程序;**********;**********;主程序;**********;START: MOV 20H,#00H;始掃描標(biāo)志，;01 MOV A,#0FFH;MOV P1,A MOV P2,A MOV P3,A MOV P0,A CLR P1.6;控制位
MOV TMOD,#01H;掃描用
MOV TH0,#0FCH;1ms MOV TL0,#18H MOV SCON,#00H;MOV IE,#82H;T0
清標(biāo)志，00H為第16行開為一幀掃描結(jié)束標(biāo)志 端口初始化 串行寄存器輸入打入輸出使用T0作16位定時(shí)器，行初值（12MHz）
串口0方式傳送顯示字節(jié) 中斷允許，總中斷允許
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
MOV SP,#70H MAIN: LCALL DIS1;顯示準(zhǔn)備，黑屏，1.5s MOV DPTR,#TAB LCALL MOVDISP;向上滾動(dòng)顯示一頁（8個(gè)字）INC DPH LCALL MOVDISP;向上滾動(dòng)顯示一頁（8個(gè)字）INC DPH LCALL MOVDISP;向上滾動(dòng)顯示一頁（8個(gè)字）INC DPH LCALL MOVDISP;向上滾動(dòng)顯示一頁（8個(gè)字）INC DPH LCALL MOVDISP;向上滾動(dòng)顯示一頁（8個(gè)字）AJMP MAI;;******************;多字滾動(dòng)顯示子程序;******************;每次8個(gè)字，入口時(shí)定義好DPTR;MOVDISP: MOV B,#00H;向上移動(dòng)顯示，查表偏址暫存（從00開始）
DISLOOP: MOV R3,#07H;移動(dòng)速度 DISMOV: MOV R2,#00H;從第0行開始 MOV R1,B
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
SETB TR0;開掃描（每次一幀）WAITMOV:JBC 01H,DISMOV1;標(biāo)志為1掃描一幀結(jié)束（16ms為一幀，每行1ms）
AJMP WAITMOV DISMOV1:DJNZ R3,DISMOV;一幀重復(fù)顯示（控制移動(dòng)速度）
INC B;INC B MOV A,R1;R1 JZ MOVOUT AJMP DISLOOP MOVOUT:RET;;**************;單字顯示子程序;**************;顯示表中的某個(gè)字
DIS1: MOV R3,#5AH
（16ms*#=1.6s)DIS11: MOV R2,#00H;00~0Fh）
MOV DPTR,#TAB;MOV R1,#00H;
顯示下一行（每行2字）為0，8個(gè)字顯示完 移動(dòng)顯示結(jié)束;
;靜止顯示時(shí)間控制一幀掃描初始值（行地址從取表首地址
查表偏址（顯示第一個(gè)字）
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
SETB TR0;開掃描（每次一幀）WAIT11:JBC 01H,DIS111;為1，掃描一幀結(jié)束 AJMP WAIT11 DIS111:DJNZ R3,DIS11 RET;;*************;掃描程序;*************;1ms刷新一次，每行顯示1ms INTT0: PUSH ACC MOV TH0,#0FCH;1ms MOV TL0,#18H JBC 00H,GOEND;16 INC R1;MOV A,R1 MOVC A,@A+DPTR;CLR TI MOV SBUF,A;WAIT: JBC TI,GO;AJMP WAIT GO: DEC R1;MOV A,R1
初值重裝 行掃描標(biāo)志為1，結(jié)束取行右邊字節(jié)偏址 查表 串口0方式發(fā)送 等待發(fā)送完畢 取左邊字節(jié)偏址
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
MOVC A,@A+DPTR CLR TI MOV SBUF,A WAIT1: JBC TI,GO1 AJMP WAIT1 GO1: SETB P1.7;NOP;SETB 出端
NOP NOP CLR P1.6;MOV A,R2;ORL A,#0F0H;MOV R2,A;MOV A,P1;ORL A,#0FH;ANL A,R2;MOV P1,A;CLR P1.7;INC R2;INC R1
P1.6;關(guān)行顯示，準(zhǔn)備刷新 串口寄存器數(shù)據(jù)穩(wěn)定 產(chǎn)生上升沿，行數(shù)據(jù)達(dá)入輸恢復(fù)低電平修改顯示行地址 修改顯示行地址 修改顯示行地址 修改顯示行地址 修改顯示行地址 修改顯示行地址 修改完成 開行顯示 下一行掃描地址值 21
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
INC R1;下一行數(shù)據(jù)地址 MOV A,R2 ANL A,#0FH JNZ GO2 SETB 00H;GO2: POP ACC RETI GOEND: CLR TR0 SETB 01H POP ACC RETI TAB: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H;DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,0FFH,00H;;--文字: 我--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0F9H,0BFH,0C7H,0AFH,0F7H,0B7H,0F7H,0B7H,0F7H,0BFH,00H,01H,0
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
F7H,0BFH,0F7H,0B7H;DB 0F1H,0D7H,0C7H,0CFH,37H,0DFH,0F7H,0AFH,0F6H,6DH,0F7H,0F5H,0D7H,0F9H,0EFH,0FDH;;--文字: 愛--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,07H,0C0H,6FH,0EDH,0EFH,0F6H,0DFH,0C0H,01H,0DDH,0FDH,0BDH,0FFH,0C0H,03H;DB 0FBH,0FFH,0F8H,0FH,0F3H,0DFH,0F4H,0BFH,0EFH,3FH,9CH,0CFH,73H,0F1H,0CFH,0FBH;;--文字: 學(xué)--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FEH,0F7H,0EFH,73H,0F3H,37H,0F7H,6FH,80H,01H,0BFH,0FBH,70H,17H,0FFH,0BFH;DB 0FFH,7FH,80H,01H,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FDH,7FH,0FEH,0FFH;;--文字:習(xí)--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
DB 0FFH,0FFH,0C0H,03H,0FFH,0FBH,0F7H,0FBH,0FBH,0FBH,0FCH,0FBH,0FEH,0EBH,0FFH,9BH;DB 0FEH,7BH,0F9H,0FBH,0C7H,0FBH,0EFH,0FBH,0FFH,0FBH,0FFH,0DBH,0FFH,0EBH,0FFH,0F7H;;--文字:！--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH;DB 0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0FFH,0FFH,0EFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 零--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0E0H,07H,0FEH,0FFH,80H,01H,0BEH,0FBH,0E2H,8FH,0FEH,0FFH,0E2H,8FH,0FDH,7FH;DB 0FBH,9FH,0E5H,0E1H,1EH,0F7H,0E0H,1FH,0FFH,0BFH,0FDH,7FH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH;
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
;--文字: 八--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0BFH,0FBH,9FH,0F9H,0BFH,0FBH,0BFH,0FBH,0BFH,0FBH,0BFH,0F7H,0DFH;DB 0F7H,0DFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0DFH,0F7H,0BFH,0F1H,7FH,0FBH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 電--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16--DB 0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0FEH,0FFH,0C0H,07H,0DEH,0F7H,0DEH,0F7H,0C0H,07H,0DEH,0F7H;DB 0DEH,0F7H,0DEH,0F7H,0C0H,07H,0DEH,0F7H,0FEH,0FDH,0FEH,0FDH,0FFH,01H,0FFH,0FFH;;--文字: 氣--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0F7H,0FFH,0F7H,0FFH,0E0H,01H,0EFH,0FFH,0DFH,0FFH,0B0H,07H,0FFH,0FFH,0E0H,0FH;DB
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0F5H,0FFH,0F5H,0FFH,0F9H,0FFH,0FDH;;--文字: 一--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FBH,80H,01H;DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 班--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FEH,0FFH,06H,81H,0DEH,0EFH,0DEH,0EFH,0DEH,0EFH,0DAH,0EFH,02H,81H,0DAH,0EFH;DB 0D6H,0EFH,0DEH,0EFH,0DEH,0EFH,0C5H,0EFH,3DH,0EFH,0FBH,01H,0F7H,0FFH,0EFH,0FFH;;--文字: 蔡--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FBH,0BFH,00H,01H,0FBH,0BFH,0EFH,0FFH,0E1H,07H,0DDH,77H,0AB
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
H,0AFH,57H,0DFH;DB 0E8H,27H,0DFH,0F9H,20H,07H,0FEH,0FFH,0EEH,0DFH,0E6H,0E7H,0DAH,0F7H,0BDH,0FFH;;--文字: 臣--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0C0H,03H,0DEH,0FFH,0DEH,0FFH,0DEH,0FFH,0C0H,07H,0DFH,0F7H,0DFH,0F7H;DB 0DFH,0F7H,0C0H,07H,0DEH,0FFH,0DEH,0FFH,0DEH,0FFH,0DEH,0FFH,0C0H,01H,0FFH,0FFH;;--文字:，--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0EFH,0FFH,0DFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 學(xué)--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
DB 0FEH,0F7H,0EFH,73H,0F3H,37H,0F7H,6FH,80H,01H,0BFH,0FBH,70H,17H,0FFH,0BFH;DB 0FFH,7FH,80H,01H,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FFH,7FH,0FDH,7FH,0FEH,0FFH;;--文字: 號(hào)--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0E0H,0FH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0EFH,0E0H,0FH,0FFH,0FFH,00H,01H,0F7H,0FFH;DB 0F7H,0FFH,0E0H,0FH,0F7H,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FEH,0EFH,0FFH,5FH,0FFH,0BFH;;--文字: ：--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;DB 0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
;--文字: 0--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0E7H,0FFH,0DBH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH;DB 0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0DBH,0FFH,0E7H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 8--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0C3H,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0DBH,0FFH;DB 0E7H,0FFH,0DBH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0C3H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 3--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0C3H,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0FBH,0FFH,0E7H,0FFH;DB
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
0FBH,0FFH,0FDH,0FFH,0FDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BBH,0FFH,0C7H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 5--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,81H,0FFH,0BFH,0FFH,0BFH,0FFH,0BFH,0FFH,0A7H,0FFH;DB 9BH,0FFH,0FDH,0FFH,0FDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BBH,0FFH,0C7H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 2--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0C3H,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0FBH,0FFH;DB 0FBH,0FFH,0F7H,0FFH,0EFH,0FFH,0DFH,0FFH,0BDH,0FFH,81H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 1--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0EFH,0FFH,8FH,0FFH,0EFH,0FFH，16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
0EFH,0FFH,0EFH,0FFH;DB 0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,83H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 0--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0E7H,0FFH,0DBH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH;DB 0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0BDH,0FFH,0DBH,0FFH,0E7H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 4--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FBH,0FFH,0F3H,0FFH,0EBH,0FFH,0DBH,0FFH,0DBH,0FFH;DB 0BBH,0FFH,0BBH,0FFH,81H,0FFH,0FBH,0FFH,0FBH,0FFH,0E1H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 1--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0EFH,0FFH,8FH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH;DB 0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,0EFH,0FFH,83H,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字:，--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0EFH,0FFH,0DFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 指--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0EEH,0FFH,0EEH,0C7H,0EEH,3FH,0EEH,0FBH,02H,0FBH,0EEH,03H,0EBH,0FFH,0E6H,03H;DB 0CEH,0FBH,2EH,0FBH,0EEH,03H,0EEH,0FBH,0EEH,0FBH,0EEH,0FBH,0AEH,03H,0DFH,0FFH;
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
;--文字: 導(dǎo)--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16--DB 0FFH,0FFH,0E0H,0FH,0EFH,0EFH,0E0H,0FH,0EFH,0FBH,0EFH,0FBH,0F0H,03H,0FFH,0DFH;DB 0FFH,0DFH,00H,01H,0F7H,0DFH,0FBH,0DFH,0F9H,0DFH,0FBH,0DFH,0FFH,5FH,0FFH,0BFH;;--文字: 老--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FDH,0FFH,0FDH,0F7H,80H,03H,0FDH,0F7H,0FDH,0EFH,0FDH,0DFH,00H,01H,0FEH,7FH;DB 0FDH,0FFH,0F3H,0CFH,0CBH,3FH,38H,0FFH,0FBH,0FBH,0FBH,0FBH,0FCH,03H,0FFH,0FFH;;--文字: 師--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0F7H,0FFH,0F4H,01H,0B7H,0DFH,0B7H,0DFH,0B4H,01H,0B5H,0DDH,0B5H,0DDH,0B5H,0DDH;
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
DB 0B5H,0DDH,0ADH,0DDH,0ADH,0D5H,0EDH,0DBH,0DFH,0DFH,0BFH,0DFH,7FH,0DFH,0FFH,0DFH;;--文字: ：--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;DB 0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0FFH,0FFH,0CFH,0FFH,0CFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH;;--文字: 徐--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0EFH,0BFH,0E7H,0BFH,0DFH,5FH,0BEH,0E7H,6DH,0F1H,0E2H,0BH,0CFH,0BFH,9FH,0BFH;DB 58H,03H,0DFH,0BFH,0DDH,0AFH,0DCH,0B3H,0DBH,0B9H,0D7H,0BBH,0DEH,0BFH,0DFH,7FH;;--文字: 武--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16--
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
DB 0FFH,0BFH,0FFH,0AFH,0C0H,0B7H,0FFH,0BFH,00H,01H,0FFH,0BFH,0FBH,0BFH,0FBH,0DFH;DB 0D8H,5FH,0DBH,0DFH,0DBH,0DFH,0DBH,0EFH,0D8H,0EDH,0C7H,0F5H,1FH,0F9H,0FFH,0FDH;;--文字: 雄--;--華文行楷12;此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 DB 0EFH,5FH,0EFH,6FH,0EFH,6FH,02H,01H,0DEH,0EFH,0DCH,0EFH,0D6H,03H,0B6H,0EFH;DB 0AEH,0EFH,0AEH,03H,5EH,0EFH,0D6H,0EFH,0BAH,0EFH,02H,01H,0FAH,0FFH,0FEH,0FFH;END
8附 錄B；作品實(shí)物圖片
16×16點(diǎn)陣LED電子顯示屏的設(shè)計(jì)
單片機(jī)原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)
9參考文獻(xiàn)
[1] 劉欣銘,張廣斌.LED顯示屏技術(shù)綜述[J].黑龍江電力，2003, 25(4):294-296.[2] 陽進(jìn).基于單片機(jī)的LED顯示屏的漢字顯示[J].中國科技信息，2005，（12）：112.[3] Mark Nelson著.瀟湘工作室譯.串行通信開發(fā)指南[M].中國水利水電出版社，2002.[4] 王宜懷.單片機(jī)原理及其嵌入式應(yīng)用教程[M].北京希望電子出版社，2002.[5] 韓潤萍,陳小萍.點(diǎn)陣LED顯示屏控制系統(tǒng)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2003，19（10）：50-51.[6] http://004km.cn
第五篇：Led點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì)
基于單片機(jī)的Led點(diǎn)陣廣告牌設(shè)計(jì)
目錄 LED概述.........................................................................3 1.1 LED電子顯示屏概述......................................................3 1.2 LED電子顯示屏的分類...................................................3 2 顯示原理及控制方式分析.................................................4 2.1 LED點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu).........................................................4 2.2 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理.......................................................4 2.3 LED常見的控制方式.....................................................5 3 硬件電路設(shè)計(jì)..................................................................7 3.1 系統(tǒng)硬件概述..............................................................7 3.2 16×16LED點(diǎn)陣顯示制作..............................................8 3.2.1 16×16LED點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理......................8 3.2.2 用8×8LED點(diǎn)陣構(gòu)成16×16LED點(diǎn)陣..........................9 3.3主控單片機(jī)的接口說明.................................................11 3.4 LED顯示驅(qū)動(dòng)電路.......................................................11 4 字模生成.......................................................................13 4.1 字模簡介...................................................................13 4.1.1 LED顯示屏領(lǐng)域字模實(shí)現(xiàn)技術(shù)...................................13 4.1.2 軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計(jì).........................13 4.2 字模存儲(chǔ)技術(shù).............................................................14 4.3 字庫生成...................................................................14 5軟件設(shè)計(jì)........................................................................16 5.1 程序設(shè)計(jì)總體思路和結(jié)構(gòu)..............................................16 5.1.1 程序設(shè)計(jì)總體思路.................................................16 5.1.2 程序流程圖...........................................................16 5.2 各模塊程序設(shè)計(jì)..........................................................17 5.2.1 系統(tǒng)初始化...........................................................17 5.2.2 LED動(dòng)態(tài)顯示........................................................17 5.2.3 漢字顯示的原理....................................................17 6系統(tǒng)功能測(cè)試..................................................................19 6.1 單元模塊電路測(cè)試.......................................................19 6.2 系統(tǒng)整體功能測(cè)試.......................................................19 總結(jié).................................................................................20 致謝.................................................................................21 參考文獻(xiàn)...........................................................................22 附錄.................................................................................23 引 言
LED（Light Emitting Diode），發(fā)光二極管，簡稱LED，是一種能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為可見光的固態(tài)的半導(dǎo)體器件，它可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片，晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極，另一端連接電源的正極使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體，在它里面空穴占主導(dǎo)地位，另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子。但這兩種半導(dǎo)體連接起來的時(shí)候，它們之間就形成一個(gè)“P-N結(jié)”。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候，電子就會(huì)被推向P區(qū)，在P區(qū)里電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。
多個(gè) LED發(fā)光燈組成固定的字符或圖形進(jìn)行顯示，即形成LED點(diǎn)陣圖文顯示屏。其主要特征是只控制LED點(diǎn)陣中各發(fā)光器件的通斷（發(fā)光或熄滅），而不控制LED的發(fā)光強(qiáng)弱。LED點(diǎn)陣的漢字顯示方式是先根據(jù)所需要的漢字提取漢字點(diǎn)陣（如16×16 點(diǎn)陣），將點(diǎn)陣文件存入ROM，形成新的漢字編碼；而在使用時(shí)則需要先根據(jù)新的漢字編碼組成語句，再由MCU根據(jù)新編碼提取相應(yīng)的點(diǎn)陣進(jìn)行漢字顯示。
LED點(diǎn)陣顯示具有如下特點(diǎn)：
（1）電壓：LED使用低壓電源，供電電壓在6-24V之間，根據(jù)產(chǎn)品不同而異，所以它是一種比使用高壓電源更安全的電源。
（2）效能：消耗能量比同光效的白熾燈減少80%。（3）適用性：每個(gè)單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。
（4）穩(wěn)定性：10萬小時(shí)，光衰為初始的50%。
（5）響應(yīng)時(shí)間：其白熾燈的響應(yīng)時(shí)間為毫秒級(jí)，LED燈的響應(yīng)時(shí)間為納秒級(jí)。（6）對(duì)環(huán)境污染：無有害金屬汞。
（7）顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。
由于LED的眾多優(yōu)勢(shì)，在市場(chǎng)中得到了廣泛的應(yīng)用，主要應(yīng)用領(lǐng)域有：（1）、信號(hào)指示應(yīng)用：信號(hào)照明是LED單色光應(yīng)用比較廣泛也是比較早的一個(gè)領(lǐng)域，約占LED應(yīng)用市場(chǎng)的4%左右。
（2）、顯示應(yīng)用：指示牌、廣告牌、大屏幕顯示等，LED用于顯示屏幕的應(yīng)用約占LED應(yīng)用的20%—25%，顯示屏幕可分為單色和彩色。
（3）、照明應(yīng)用：便攜燈具，汽車用燈，特殊照明。由于LED尺寸小，便于動(dòng)態(tài)的亮度和顏色控制，因此比較適合用于建筑裝飾照明。背光照明：普通電子設(shè)備功能顯示背光源、筆記本電腦背光源、大尺寸超大尺寸LCD顯示器背光源等。以及投影儀用RGB光源。
LED概述
1.1 LED電子顯示屏概述
LED電子顯示屏（Light Emitting Diode Panel）是由幾百--幾十萬個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的像素點(diǎn)，按矩陣均勻排列組成。利用不同的半導(dǎo)體材料可以制造不同色彩的LED像素點(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)用階段。LED顯示屏是一種通過控制半導(dǎo)體發(fā)光二極管的亮度的方式，來顯示文字、圖形、圖像、動(dòng)畫、行情、視頻、錄像信號(hào)等各種信息的顯示屏幕。
LED顯示屏分為圖文顯示屏和條幅顯示屏，均由LED矩陣塊組成。圖文顯示屏可與計(jì)算機(jī)同步顯示漢字、英文文本和圖形；而條幅顯示屏則適用于小容量的字符信息顯示。LED顯示屏因?yàn)槠湎袼貑卧侵鲃?dòng)發(fā)光的，具有亮度高，視角廣、工作電壓低、功耗小、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。因而被廣泛應(yīng)用于車站、碼頭、機(jī)場(chǎng)、商場(chǎng)、醫(yī)院、賓館、銀行、證券市場(chǎng)、建筑市場(chǎng)、拍賣行、工業(yè)企業(yè)管理和其它公共場(chǎng)所。
LED顯示屏的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高氣候耐受性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。1.2 LED電子顯示屏的分類
按顏色分類：
單基色顯示屏:單一顏色（紅色或綠色）。
雙基色顯示屏：紅和綠雙基色，256級(jí)灰度、可以顯示65536種顏色。
全彩色顯示屏：紅、綠、藍(lán)三基色，256級(jí)灰度的全彩色顯示屏可以顯示一千六百多萬種顏色。
按顯示器件分類：
LED數(shù)碼顯示屏：顯示器件為7段碼數(shù)碼管，適于制作時(shí)鐘屏、利率屏等，顯示數(shù)字的電子顯示屏。
LED點(diǎn)陣圖文顯示屏：顯示器件是由許多均勻排列的發(fā)光二極管組成的點(diǎn)陣顯示模塊，適于播放文字、圖像信息。按使用場(chǎng)合分類：
室內(nèi)顯示屏：發(fā)光點(diǎn)較小，一般Φ3mm--Φ8mm，顯示面積一般零點(diǎn)幾至十幾平方米。室外顯示屏：面積一般幾十平方米至幾百平方米，亮度高，可在陽光下工作，具有防風(fēng)、防雨、防水功能。按發(fā)光點(diǎn)直徑分類：
室內(nèi)屏：Φ3mm、Φ3.75mm、Φ5mm、室外屏：Φ10mm、Φ12mm、Φ16mm、Φ19mm、Φ21mm、Φ26mm 室外屏發(fā)光的基本單元為發(fā)光筒，發(fā)光筒的原理是將一組紅、綠、藍(lán)發(fā)光二極管封在一個(gè)塑料筒內(nèi)共同發(fā)光增強(qiáng)亮度。
顯示原理及控制方式分析
2.1 LED點(diǎn)陣模塊結(jié)構(gòu)
八十年代以來出現(xiàn)了組合型LED點(diǎn)陣顯示器模塊，以發(fā)光二極管為像素，它用高亮度發(fā)光二極管芯陣列組合后，環(huán)氧樹脂和塑模封裝而成。這種一體化封裝的點(diǎn)陣LED模塊，具有高亮度、引腳少、視角大、壽命長、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)。LED點(diǎn)陣規(guī)模常見的有4×4、4×8、5×7、5×8、8×8、16×16等等。
根據(jù)像素顏色的數(shù)目可分為單色、雙基色、三基色等。像素顏色不同，所顯示的文字、圖象等內(nèi)容的顏色也不同。單色點(diǎn)陣只能顯示固定色彩如紅、綠、黃等單色，雙基色和三基色點(diǎn)陣顯示內(nèi)容的顏色由像素內(nèi)不同顏色發(fā)光二極管點(diǎn)亮組合方式?jīng)Q定，如紅綠都亮?xí)r可顯示黃色，如果按照脈沖方式控制二極管的點(diǎn)亮?xí)r間，則可實(shí)現(xiàn)256或更高級(jí)灰度顯示，即可實(shí)現(xiàn)真彩色顯示。
圖2.1示出最常見的8×8單色LED點(diǎn)陣顯示器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)和外型規(guī)格，其它型號(hào)點(diǎn)陣的結(jié)構(gòu)與引腳可試驗(yàn)獲得。
圖2.1 8×8單色LED模塊內(nèi)部電路
LED點(diǎn)陣顯示器單塊使用時(shí)，既可代替數(shù)碼管顯示數(shù)字，也可顯示各種中西文字及符號(hào)．如5x7點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母．5×8點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文，8x8點(diǎn)陣可以用于顯示簡單的中文文字，也可用于簡單圖形顯示。用多塊點(diǎn)陣顯示器組合則可構(gòu)成大屏幕顯示器，但這類實(shí)用裝置常通過PC機(jī)或單片機(jī)控制驅(qū)動(dòng)。2.2 LED 動(dòng)態(tài)顯示原理
LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用中一般采用動(dòng)態(tài)顯示方式，動(dòng)態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動(dòng)，從上到下逐次不斷地對(duì)顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時(shí)又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號(hào)，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。
點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大部分是采用動(dòng)態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來就是一個(gè)完整的，相對(duì)靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機(jī)。在電子領(lǐng)域中，因?yàn)檫@種動(dòng)態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號(hào)線數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。
以8×8點(diǎn)陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。圖2.1中，紅色水平線Y0、Y1……Y7叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽極，每一行8個(gè)LED的陽極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍(lán)色豎直線X0、X1……X7叫做列線，接內(nèi)部每列8個(gè)LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。
在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，若在某行線上施加高電平（用“1”表示），在某列線上施加低電平（用“0”表示）。則行線和列線的交叉點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過而發(fā)光。比如，Y7為1，X0為0,則右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮。
現(xiàn)描述一下用動(dòng)態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B”的過程。其過程如圖2.2
圖2.2 用動(dòng)態(tài)掃描顯示字符“B”的過程
2.3 LED常見的控制方式
目前常見的是并行傳輸方式（見附錄1.1），通過8位鎖存器將8位總線上的列數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存顯示，各8位鎖存器的片選信號(hào)由譯碼器提供。此種方式的優(yōu)點(diǎn)是傳輸速度快，對(duì)微控制器（MCU）的通信速度要求較低。但是這種方案最大的缺點(diǎn)是不便于隨意擴(kuò)展顯示單元的數(shù)目。每增加一個(gè)16×16點(diǎn)陣的全角漢字顯示單元，就需要在之前的電路上多增加兩根地址線，這就要求在PCB布線的時(shí)候要留有充足的地址線冗余量。再一個(gè)缺點(diǎn)是，每個(gè)單元的PCB隨著安放位置的不同，布線結(jié)構(gòu)也不相同，不利于廠家批量生產(chǎn)。并行傳輸需要的芯片較多，因此市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)用FPGA,CPLD等高密度可編程邏輯器件（PLD）來取代傳統(tǒng)鎖存器IC的方案。成本有所下降，但可擴(kuò)展性仍舊較差。因此，并行傳輸方式適用于顯示單元數(shù)目確定的條屏。
隨著廣告屏顯示內(nèi)容的多媒體化，對(duì)控制器傳輸速度，運(yùn)算能力的要求越來越高。因此控制器的種類也在不斷發(fā)展以適應(yīng)要求，從最初的8051單片機(jī)，到PIC單片機(jī)，又到FPGA，直到現(xiàn)在的ARM處理器。不同功能檔次的廣告屏對(duì)應(yīng)著不同的處理器。
一．以傳統(tǒng)8051單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因受到單片機(jī)運(yùn)算速度及通信速率的限制，LED動(dòng)態(tài)顯示的刷新率不可能做得太高。對(duì)顯示效果和移動(dòng)算法的處理也比較吃力，在實(shí)際顯示效果上有比較明顯的閃爍感。除此之外，傳統(tǒng)8051單片機(jī)的內(nèi)部資源貧乏，僅128字節(jié)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，幾K字節(jié)的程序存儲(chǔ)器，無E2PROM，SPI。這就需要對(duì)單片機(jī)擴(kuò)展外設(shè)，無疑增加了硬件成本。因此，8051控制的條屏只能用于顯示內(nèi)容及其簡單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場(chǎng)合。
二．以PIC單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因PIC單片機(jī)是RISC架構(gòu)的工業(yè)專用單片機(jī)，處理指令的速度有所增加，抗干擾能力優(yōu)秀，型號(hào)種類繁多。作為條屏的控制器，可以明顯的改善顯示效果，同時(shí)PIC單片機(jī)內(nèi)部的資源較豐富，可節(jié)省外部電路設(shè)計(jì)難度，同時(shí)降低了硬件成本。因此，以PIC單片機(jī)為控制器的條屏目前仍是單色條屏市場(chǎng)的主流。
三．以FPGA（復(fù)雜可編程邏輯門陣列）為控制器的LED顯示屏。FPGA以高速、并行著稱。是近年來新興的可編程邏輯器件。用他作為LED顯示屏的控制器，能夠高速的處理色階PWM信號(hào)、高速的完成動(dòng)態(tài)掃描邏輯、高速的完成字符移動(dòng)算法。因此被運(yùn)用于雙基色、三基色的顯示系統(tǒng)。但是其成本較高，開發(fā)難度較大。
四．以ARM（32位RISC架構(gòu)高性能微處理器）為控制器的LED顯示屏。ARM有著極高的指令效率，極高的時(shí)鐘頻率。因此其運(yùn)算能力非常強(qiáng)大，內(nèi)部資源也十分豐富，極大的簡化了硬件設(shè)計(jì)的難度，縮短了開發(fā)周期。在條屏的運(yùn)用中，能用ARM來實(shí)現(xiàn)花樣繁多的顯示方式，以及高色階，多像素的全彩屏驅(qū)動(dòng)。ARM與FPGA的組合更是功能強(qiáng)大，除了海量存儲(chǔ)技術(shù)，無線更新技術(shù)外，還能實(shí)時(shí)地顯示視頻信號(hào)。因此，以ARM為控制器的顯示屏常為視頻全彩屏。
硬件電路設(shè)計(jì)
3.1 系統(tǒng)硬件概述
整個(gè)電路由單片機(jī)89C51，8個(gè)74LS373，1個(gè)74HC154，1個(gè)74LS138,4個(gè)16×16的LED。該電路所設(shè)計(jì)的電子屏可顯示多個(gè)漢字，需要4個(gè)16×16 LED點(diǎn)陣模塊，可組成16×64的條形點(diǎn)陣。
AT89C51是一種帶4KB可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能微處理器，俗稱單片機(jī)。單片機(jī)的可擦除只讀存儲(chǔ)器可以反復(fù)擦除100次。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，ATMEL的AT89C51是一種高效微控制器，AT89C2051是它的一種精簡版本。AT89C51單片機(jī)為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。AT89C51引腳即外觀如圖3.1所示。
圖3.1 AT89C51的管腳圖
譯碼器是組合邏輯電路的一個(gè)重要的器件，74LS138的輸出是低電平有效，故實(shí)現(xiàn)邏輯功能時(shí)，輸出端不可接或門及或非門，74LS138與前面不同，其有使能端，故使能端必須加以處理，否則無法實(shí)現(xiàn)需要的邏輯功能。發(fā)光二極管點(diǎn)亮只須使其正向?qū)纯?，根?jù)LED的公共極是陽極還是陰極分為兩類譯碼器，即針對(duì)共陽極的低電平有效的譯碼器；針對(duì)共陰極LED的高電平輸出有效的譯碼器。
74LS373是低功耗肖特基TTL8D鎖存器，內(nèi)有8個(gè)相同的D型(三態(tài)同相)鎖存器，由兩個(gè)控制端(11腳G或EN；1腳OUT、CONT、OE)控制。當(dāng)OE接地時(shí)，若G為高電平，74LS373接收由PPU輸出的地址信號(hào)；如果G為低電平，則將地址信號(hào)鎖存。工作原理：74LS373的輸出端O0—O7可直接與總線相連。當(dāng)三態(tài)允許控制端OE為低電平時(shí)，O0—O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅(qū)動(dòng)負(fù)載或總線。當(dāng)OE為高電平時(shí)，O0—O7呈高阻態(tài)，即不驅(qū)動(dòng)總線，也不為總線的負(fù)載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。當(dāng)鎖存允許端LE為高電平時(shí)，O隨數(shù)據(jù)D而變。當(dāng)LE為低電平時(shí)，O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。74LS373引腳即外觀如圖3.2所示
圖3.2 74LS373引腳圖
74HC154為 4 線－12 線譯碼器，當(dāng)選通端（G1、G2）均為低電平時(shí)，可將地址端（ABCD）的二進(jìn)制 編碼在一個(gè)對(duì)應(yīng)的輸出端，以低電平譯出。若將 G1 和 G2 中的一個(gè)作為數(shù)據(jù)輸入端，由 ABCD 對(duì)輸出尋址，還可作 1 線－16 線數(shù)據(jù)分配器。工作環(huán)境溫度為0～70℃，對(duì)社會(huì)的要求非常適合。
LED,50年前人們已經(jīng)了解半導(dǎo)體材料可產(chǎn)生光
線的基本知識(shí)，第一個(gè)商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode（發(fā)光二極管）的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導(dǎo)體材料，置于一個(gè)有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧7樹脂密封，即固體封裝，所以能起到保護(hù)內(nèi)部芯線的
作用，所以LED的抗震性能好該電路的顯示采用逐行掃描方式。工作時(shí)，由單片機(jī)取出第一行需要顯示的內(nèi)容經(jīng)延時(shí)一段時(shí)間后再進(jìn)行下一行點(diǎn)陣數(shù)據(jù)的顯示。需要注意的是，每次只能選通一行數(shù)據(jù)，即要通過不斷的逐行掃描來實(shí)現(xiàn)漢字或字符的顯示。3.2 16×16LED點(diǎn)陣顯示制作
3.2.1 16×16LED點(diǎn)陣的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理
以UCDOS中文宋體字庫為例，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國家標(biāo)準(zhǔn)漢字庫中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。這里我們以“高”字說明，如圖3.3所示。
圖3.3 16*16LED漢字顯示
用8位的AT89C51單片機(jī)控制，由于單片機(jī)的總線為8位，一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分。一般把它拆分為上部和下部，上部由8×16點(diǎn)陣組成，下部也由8×16點(diǎn)陣組成。在本例中單片機(jī)首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，即第0列的p00—p07口。方向?yàn)閜00到p07 ,顯示漢字“高”時(shí),p02點(diǎn)亮,由上往下排列,為p0.0 滅，p0.1 滅, p0.2 滅, p0.3 滅, p0.4 滅, p0.5 亮,p0.6滅,p0.7 滅。即二進(jìn)制00000100，轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制為 04h。上半部第一列完成后，繼續(xù)掃描下半部的第一列，為了接線的方 便，我們?nèi)栽O(shè)計(jì)成由上往下掃描，即從p27向p20方向掃
描，從上圖可以看到，這一列全部為不亮，即為00000000，16進(jìn)制則為00h。然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列，仍為p01點(diǎn)亮，為00000100，即16進(jìn)制04h.這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分的掃描，p20點(diǎn)亮，為二進(jìn)制00000010，即16進(jìn)制02h.依照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個(gè)8位，可以得出漢字“高”的掃描代碼為：02h，00h，01h, 04h,0FFh,0FEh, 00h, 00h，1Fh,0F0h, 10h, 10h, 10h, 10h, 1Fh,0F0h，00h, 04h, 7Fh,0FEh, 40h, 04h, 4Fh,0E4h，48h, 24h, 48h, 24h, 4Fh,0E4h, 40h, 0Ch。
由這個(gè)原理可以看出，無論顯示何種字體或圖像，都可以用這個(gè)方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。不過現(xiàn)在有很多現(xiàn)成的漢字字模生成軟件，就不必自己去畫表格算代碼了。
3.2.2 用8×8LED點(diǎn)陣構(gòu)成16×16LED點(diǎn)陣
Proteus中只有5×7和8×8等LED點(diǎn)陣，并沒有16×16LED點(diǎn)陣，而在實(shí)際應(yīng)用中，要良好地顯示一個(gè)漢字，則至少需要16×16點(diǎn)陣。下面我們就首先介紹使用8×8點(diǎn)陣構(gòu)建16×16點(diǎn)陣的方法，并構(gòu)建一塊16×16LED點(diǎn)陣，用于本例的顯示任務(wù)。
首先，從Proteus7.1的元件庫中找到“MATRIX-8X8-RED”元器件，并將四塊該元器件放入Proteus文檔區(qū)編輯窗口中。此時(shí)需要注意,如果該元器件保持初始的位置（沒有轉(zhuǎn)動(dòng)方向），我們要首先將其左轉(zhuǎn)90°，使其水平放置，那么此時(shí)它的左面8個(gè)引腳是其行線，右邊8個(gè)引腳是其列線（當(dāng)然，如果你是將右轉(zhuǎn)，則右邊8個(gè)引腳是行線）。然后我們將四個(gè)元器件對(duì)應(yīng)的行線和列線分別進(jìn)行連接，使每一條行線引腳接一行16個(gè)LED，列線也相同。并注意要將行線和列線引出一定長度的引腳，以便下面我們使用。連接好的16×16點(diǎn)陣如圖3.4所示。
成如上圖的16×16點(diǎn)陣只是第一步，這樣分開的數(shù)塊并不能達(dá)到好的顯示效果,下面我們要將其進(jìn)一步組合。組合實(shí)際上很簡單，首先選中如上圖中右側(cè)的兩塊8×8點(diǎn)陣，然后拖動(dòng)并使其與左側(cè)的兩塊相并攏，如圖3.5所示。
圖3.4 點(diǎn)陣模塊組合
圖3.5
可以看到原來的連線已經(jīng)自動(dòng)隱藏了，至于線上的交點(diǎn)，我們不要去動(dòng)。然后，我們?cè)賮碜詈笠徊?，選中下側(cè)的兩塊點(diǎn)陣，并拖動(dòng)使其與上側(cè)的兩塊并攏,最后的效果如圖3.6所示?？吹?原來雜亂的連線現(xiàn)在已經(jīng)幾乎全部隱藏了，一塊16×16的LED點(diǎn)陣做成了。需要注意，做成的LED點(diǎn)陣的行線為左側(cè)的16個(gè)引腳，下側(cè)的16個(gè)引腳為其列線，而且其行線為高電平有效，列線為低電平有效。然后，我們將其保存，以便以后使用。
圖3.6 3.3主控單片機(jī)的接口說明
P0口：P0口是一組8位漏極開路型雙向I/O口，也即地址/數(shù)據(jù)總線復(fù)制用口，作為輸入口時(shí)，每位能吸收電流的方式驅(qū)動(dòng)8個(gè)TTL邏輯門電路，對(duì)端口寫入“1可作為高阻抗輸入端用。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或程序存儲(chǔ)器時(shí)，這組口線分時(shí)轉(zhuǎn)換地址（低8位）和數(shù)據(jù)總線復(fù)用，在訪問期激活內(nèi)部上拉電阻。在Flash編程時(shí)，PO口接收指令節(jié)，而在程序校檢時(shí)，輸出指令字節(jié)，校檢時(shí)，要求外接上拉電阻。P1口：P1口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流I。Flash編程和程序校檢期間，P1接收低8位地址。
P2口:P2口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口，P1的輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)端口寫“1”，通過內(nèi)部的上拉電阻把端口拉到高電平，此時(shí)可作輸入口，作輸入口時(shí)，因?yàn)閮?nèi)部存在上拉電阻，某個(gè)引腳被外部信號(hào)拉低時(shí)會(huì)輸出一個(gè)電流I。在訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器或16位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（例如執(zhí)行MOVX@DPTR指令）時(shí)，P2口送出高8位地址數(shù)據(jù)。在訪問8位地址的外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（如執(zhí)行MOVX@RI指令）時(shí)，P2口線上的內(nèi)容（也即特殊功能寄存器（SFR）區(qū)中R2寄存器的內(nèi)容），在整個(gè)訪問期間不改變。Flash編程和校檢時(shí)，P2亦接收高位地址和其他控制信號(hào)。
P3口：P3口是一個(gè)帶內(nèi)部上拉電阻的8位雙向I/O口。P3口輸出緩沖級(jí)可驅(qū)動(dòng)（吸收或輸出電流）4個(gè)TTL邏輯門電路。對(duì)P3口寫入“1”時(shí)，它們被內(nèi)部上拉電阻拉高并可作輸入端口，作輸入端時(shí)，被外部拉低的P3口將用上拉電阻，輸出電流I。P3口還接收一些用于Flash閃速存儲(chǔ)器編程和程序校檢的控制信號(hào)。
RST:復(fù)位輸入，當(dāng)震蕩器工作時(shí)，RST引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將使單片機(jī)復(fù)位。
ALE/PROG：當(dāng)訪問外部程序存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí),ALE(地址鎖存允許）輸出脈沖用于所存地址的低8位字節(jié)。即使不訪問外部存儲(chǔ)器，ALE乃以時(shí)鐘振動(dòng)頻率的1/6輸出固定的正脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是:每當(dāng)訪問外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過一個(gè)ALE脈沖。
3.4 LED顯示驅(qū)動(dòng)電路 LED顯示驅(qū)動(dòng)電路如圖3.7所示。
圖3.7 顯示驅(qū)動(dòng)電路圖
字模生成
4.1 字模簡介
文字的字模是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)字的意義有著根本的變化，它是用數(shù)字的各
[1]位信息來記載英文或漢字的形狀。
在電腦硬件中，根本沒有漢字這個(gè)概念，也沒有英文的概念，其認(rèn)識(shí)的概念只有——內(nèi)碼(將ASCII表的高128個(gè)很少用到的數(shù)值以兩個(gè)為一組來表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。而剩下的低128位則留給英文字符使用，即英文的內(nèi)碼)。如果你用啟動(dòng)盤啟動(dòng)系統(tǒng)后用DIR命令可能得到一串串莫名其妙的字符，但那確確實(shí)實(shí)是漢字，如果你啟動(dòng)UCDOS或其他的漢字系統(tǒng)后，就會(huì)看到那是一個(gè)個(gè)熟悉的漢字。在硬件系統(tǒng)內(nèi)，英文的字模信息一般固化在ROM里，即使在沒有進(jìn)入系統(tǒng)的CMOS里，也可以讓你看到英文字符。而在DOS下，中文的字模信息一般記錄在漢字庫文件里(將制作好的字模放到一個(gè)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的庫中，這就是點(diǎn)陣字庫文件)。
4.1.1 LED顯示屏領(lǐng)域字模實(shí)現(xiàn)技術(shù)
在通過軟件實(shí)現(xiàn)的技術(shù)中，目前有許多字模生成軟件，軟件打開后輸入漢字，點(diǎn)“檢取”，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動(dòng)生成，把我們所需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到我們的程序中即可。在通過硬件實(shí)現(xiàn)字模提取的技術(shù)中，有在單片機(jī)系統(tǒng)中增加硬漢字庫的方法，主控器發(fā)送的漢字是其機(jī)內(nèi)碼，用兩個(gè)字節(jié)來表示一個(gè)漢字。根據(jù)機(jī)內(nèi)碼，顯示單元控制模塊從漢字庫中查取顯示字模，實(shí)現(xiàn)漢字顯示。由于帶有硬漢字庫，進(jìn)行動(dòng)態(tài)文字顯示時(shí)，通用智能顯示單元僅接受漢字的機(jī)內(nèi)碼即可，這樣數(shù)據(jù)通訊量大大減少。因此，“動(dòng)態(tài)文字顯示速度快”。4.1.2 軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計(jì)
而在LED顯示屏控制系統(tǒng)具體應(yīng)用的Windows操作系統(tǒng)下如何提取字模信息是設(shè)計(jì)的核心。軟件控制系統(tǒng)在實(shí)際編輯過程中，要求各種字體、字號(hào)的文字都能被編輯、保存。所以系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，把文本區(qū)理解為由眾多的象素點(diǎn)構(gòu)成，而把不同字體、字號(hào)的文字理解為一幅圖像。因?yàn)樗_啟的文本區(qū)大小與LED顯示屏的大小對(duì)應(yīng)，所以采用16×16點(diǎn)陣為單位，把文本區(qū)內(nèi)的每個(gè)像素點(diǎn)都看成一個(gè)二維數(shù)組，由于系統(tǒng)中各種顏色都有對(duì)應(yīng)的值，賦予每個(gè)不同顏色的像素點(diǎn)不同的對(duì)應(yīng)值，再把每個(gè)點(diǎn)賦予一個(gè)int型的值，這樣保存下來的信息就是二進(jìn)制數(shù)據(jù)。通過這樣的設(shè)計(jì)，我們不僅可以把任何字型，任何大小的文字保存下來，還可以顯示以256個(gè)像素點(diǎn)陣為單位的任何圖形。在軟件控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)字模的提取，也就避免了在單片機(jī)中加載硬漢字庫模塊，從而簡化了硬件模塊的設(shè)計(jì)。以下以單色屏為例，介紹系統(tǒng)采用字模保存的算法設(shè)計(jì)：
定義COLORREF zimo_ color為像素點(diǎn)的顏色，判斷某個(gè)點(diǎn)的顏色值。如果值為Oxffffff，說明此點(diǎn)為白色，賦予此點(diǎn)值0。由于單色屏只有紅色和不顯色兩種，所以可以簡單賦值為除白色外其余點(diǎn)賦值為1 CClientDC
dc(this);
CFile myfile;unsigned int zimo[192] [384]={0};unsigned char zimo_data[192][48]={0};
COLORREF zimo_color;
int row, col;
this->HideCaret();
for(row=0;row<192;row++){
for(col=0;col<384;col++){
zimo_color=do.GetPixel(col, row);
if(zimo color = =Oxffffff)
{zimo [row] [col]=0;}else
{zimo [row] [col]=1;}}} 定義unsigned int zimo[192][384]={0};//文本區(qū)像素點(diǎn)
以8位為一字節(jié)(因?yàn)樵陔S后的串行通訊中，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是8位的二進(jìn)制數(shù)據(jù))定義
unsigned char zimo_data[192][48]={0} 4.2 字模存儲(chǔ)技術(shù)
目前使用最廣泛的技術(shù)是，通過上位機(jī)軟件將待顯示的字符串轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣字模數(shù)
2據(jù)，通過燒寫的方式將這些字模數(shù)據(jù)按一定的順序編址后存儲(chǔ)在EPROM中。在條屏顯示的2過程中按規(guī)定的方式取出EPROM中的字模數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。對(duì)于一個(gè)16×16點(diǎn)陣的漢字字模
2數(shù)據(jù)，需要連續(xù)32字節(jié)的EPROM空間來存儲(chǔ)。照此計(jì)算，若有256個(gè)需要顯示的字符，則
2至少需要32B×256=8192字節(jié)（8KB）的EPROM存儲(chǔ)空間。通常的單片機(jī)內(nèi)部沒有集成這么22大容量的EPROM。因此這種方案，需要在單片機(jī)外部擴(kuò)展大容量的EPROM，增加硬件成本。上位機(jī)程序設(shè)計(jì)由于涉及到漢字取模，取模算法的難度較大。在多字下載的時(shí)候傳輸時(shí)間也較長。諸多弊端使本設(shè)計(jì)放棄了傳統(tǒng)方案。而本設(shè)計(jì)創(chuàng)新使用了專用的點(diǎn)陣字庫芯片，成本僅為8元，內(nèi)含各種點(diǎn)陣規(guī)格的GB2312、ASCII等標(biāo)準(zhǔn)字庫。專用字庫芯片采用微型SO-8封裝，使用高速同步串行SPI接口進(jìn)行讀寫操作，節(jié)省了控制器的I/O。在本設(shè)計(jì)中，單片2機(jī)內(nèi)部的小容量EPROM，用于存儲(chǔ)待顯示漢字的GB2312標(biāo)準(zhǔn)機(jī)內(nèi)碼，每個(gè)全角字符的內(nèi)碼
2占2字節(jié)，則在同樣需要顯示256個(gè)漢字的情況下，這種方案僅占用512字節(jié)的EPROM空間
4.3 字庫生成
因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)中為行掃描，列輸入，所以“魏”的自摸代碼為：
DB 49H,40H,4AH,51H,4CH,6AH,7FH,0C4H,4CH,4AH,8AH,71H,88H,42H,3FH,84H DB64H,98H,0A5H,0E0H,3EH,0BEH,24H,81H,24H,89H,7FH,81H,20H,07H,00H,00
“佳”字代碼為：
DB 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH,0E2H,02H,12H,22H,12H,22H,12H,22H DB 12H,22H,0FFH,0FEH,12H,22H,12H,22H,32H,62H,16H,26H,02H,02H,00H,00H
“鋒”字代碼為：
DB 01H,40H,02H,40H,0EH,40H,0F3H,0FEH,12H,44H,12H,48H,09H,00H,11H,28H DB 0F2H,0A8H,2AH,0A8H,25H,0FFH,2AH,0A8H,32H,0A8H,23H,28H,02H,00H,00H,00H 5軟件設(shè)計(jì)
5.1 程序設(shè)計(jì)總體思路和結(jié)構(gòu) 5.1.1 程序設(shè)計(jì)總體思路
用簡短的匯編程序設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)LED點(diǎn)陣顯示內(nèi)容，并使顯示的內(nèi)容在屏幕上從左到右的滾動(dòng)顯示。系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)，包括主程序、延時(shí)程序、顯示子程序和串行口中斷程序。用AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154芯片和4個(gè)16×16LED點(diǎn)陣顯示器構(gòu)成一個(gè)完整的16位點(diǎn)陣LED顯示系統(tǒng)。5.1.2 程序流程圖
程序主要由開始、初始化、主程序、字庫組成。其中主程序和子程序的流程圖如圖5.1所示。
圖5.1 單片機(jī)漢字顯示程序流程圖
5.2 各模塊程序設(shè)計(jì) 5.2.1 系統(tǒng)初始化 ORG 0000H AJMP START ORG 000BH LJMP TIME0 ORG 0030H START:MOV R1,#00H MOV R2,#00H MOV R3,#00H MOV R4,#00H MOV R5,#00H 5.2.2 LED動(dòng)態(tài)顯示
顯示要求漢字在顯示屏上按從左到右的順序一個(gè)個(gè)的出現(xiàn)。設(shè)計(jì)時(shí)可采用如下方法：首先將LED顯示屏對(duì)應(yīng)的顯示緩沖區(qū)全部清零，即 LED顯示空白，然后每間隔一個(gè)“軟定時(shí)器”設(shè)定的動(dòng)態(tài)顯示時(shí)間，顯示緩沖區(qū)依次加入一個(gè)漢字點(diǎn)陣數(shù)據(jù)并進(jìn)行掃描顯示，這樣就可達(dá)到動(dòng)態(tài)顯示的效果。實(shí)現(xiàn)LED從左向右移動(dòng)顯示程序： TIME0:INC R5 CJNE R5,#3,NEXT MOV R5,#0 INC DPTR INC DPTR INC R1 CJNE R1,#144,NEXT MOV R1,#0 MOV DPTR,#TAB NEXT: MOV TH0,#3CH MOV TL0,#0B0H RETI 5.2.3 漢字顯示的原理
我們以中文宋體字庫為例，每一個(gè)字由16行16列的點(diǎn)陣組成顯示。即國標(biāo)漢字庫中的每一個(gè)字均由256點(diǎn)陣來表示。我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素，而把每一個(gè)字的字形理解為一幅圖像。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在256像素范圍內(nèi)的任何圖形。LED點(diǎn)陣漢字顯示程序： MAIN: MOV P1,R2 MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A INC R3 MOV A,R3 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A INC R3 MOV P3,R4 LCALL DELAY1MS INC R2 CJNE R2,#16,MAIN MOV R2,#0 INC R4 CJNE R4,#3,MAIN MOV R3,#0 MOV R4,#0 LJMP MAIN
6系統(tǒng)功能測(cè)試
6.1 單元模塊電路測(cè)試
在proteus仿真軟件中運(yùn)行測(cè)試AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154等芯片和LED顯示器均能正常運(yùn)行并完整的顯示出了我所要的效果。所以各個(gè)模塊功能正常。6.2 系統(tǒng)整體功能測(cè)試
在仿真軟件proteus中運(yùn)行測(cè)試系統(tǒng)整體功能，一切正常。實(shí)現(xiàn)了漢字的左移滾動(dòng)顯示，完整的顯示出了“陜西理工學(xué)院”浮動(dòng)漢字。
圖6.1 單片機(jī)漢字顯示系統(tǒng)測(cè)試圖
總結(jié)
在本設(shè)計(jì)中我用簡短的匯編程序在LED顯示屏實(shí)現(xiàn)了漢字的左移滾動(dòng)顯示。在設(shè)計(jì)中采用的芯片有AT89C51、74LS373、74LS138、74HC154和4個(gè)16×16LED點(diǎn)陣顯示器。其特點(diǎn)：1.內(nèi)容能從右向左浮動(dòng)顯示。2.硬件結(jié)構(gòu)簡單，應(yīng)用廣泛。3.LED數(shù)碼管動(dòng)態(tài)掃描顯示，工作效率高，價(jià)格低廉等。
通過本次(64×16位點(diǎn)陣LED)的設(shè)計(jì)，理論知識(shí)學(xué)習(xí)和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際工程問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富。為后繼的學(xué)習(xí)和工作奠定的基礎(chǔ)。
致謝
在完成此設(shè)計(jì)過程中，我曾多次去找我的指導(dǎo)老師，李建忠老師，每次在遇到實(shí)驗(yàn)中遇到困難或者程序看不懂的時(shí)候，我都去找李老師，不管上班下班時(shí)間，李老師每次都不厭其煩，不辭辛苦的給我細(xì)心講解指導(dǎo)，我才能在實(shí)驗(yàn)室完成實(shí)驗(yàn)，在寫論文過程中老師也給了我很大幫助，在此，我由衷的對(duì)李老師對(duì)我的指導(dǎo)和教育。
參考文獻(xiàn)
[1]李建忠編著.單片機(jī)原理及應(yīng)用.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2002 [2]李群芳，肖看編著.單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2005 [3]于海生編著.微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京：清華大學(xué)出版社，2008 [4]戴梅萼，史嘉權(quán)編著.微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用(第3版).北京：清華大學(xué)出版社，2008 [5]江曉安，董秀峰編著.數(shù)字電子技術(shù)(第二版).西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2005
附錄
附錄：源程序代碼 ORG 0000H;初始化
AJMP START
ORG 000BH
LJMP TIME0
ORG 0030H START:MOV R1,#00H
MOV R2,#00H
MOV R3,#00H
MOV R4,#00H
MOV R5,#00H
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
MOV IE,#82H
SETB TR0
MOV DPTR,#TAB;================ MAIN: MOV P1,R2;單片機(jī)輸出
MOV A,R3
MOVC A,@A+DPTR
MOV P2,A
INC R3
MOV A,R3
MOVC A,@A+DPTR
MOV P0,A
INC R3
MOV P3,R4
LCALL DELAY1MS
INC R2
CJNE R2,#16,MAIN
MOV R2,#0
INC R4
CJNE R4,#4,MAIN
MOV R3,#0
MOV R4,#0
LJMP MAIN;=============== TIME0:INC R5;移動(dòng)顯示
CJNE R5,#3,NEXT
MOV R5,#0
INC DPTR
INC DPTR
INC R1
CJNE R1,#144,NEXT
MOV R1,#0
MOV DPTR,#TAB NEXT: MOV TH0,#3CH
MOV TL0,#0B0H
RETI;================ DELAY1MS:MOV R7,#2;延時(shí) DEL: MOV R6,#250
DJNZ R6,$
DJNZ R7,DEL
RET;================ TAB:;DB 000H,000H,01FH,0FCH,010H,000H,025H,000H,03BH,004H,000H,048H,00AH,050H,009H,060H;陜
;DB 07FH,0C0H,010H,0A0H,012H,090H,014H,088H,000H,08CH,000H,004H,000H,004H,000H,000H
DB 00H,00H,7FH,0FFH,44H,20H,5AH,10H,61H,0E1H,10H,82H,14H,84H,12H,88H
DB 10H,0B0H,0FFH,0C0H,10H,0B0H,12H,88H,34H,86H,11H,83H,00H,82H,00H,00H
DB 000H,000H,003H,000H,002H,0F8H,022H,010H,022H,050H,03FH,090H,022H,010H,022H,010H
DB 07FH,090H,044H,090H,044H,090H,004H,00CH,004H,030H,007H,0C0H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,010H,011H,010H,011H,020H,01FH,0E0H,022H,048H,000H,048H,038H,008H,027H,048H
DB 025H,048H,03FH,0F0H,04AH,090H,042H,090H,07EH,010H,000H,010H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,000H,000H,010H,000H,010H,000H,010H,008H,010H,008H,010H,008H,010H,00FH,0E0H
DB 010H,020H,010H,020H,010H,020H,000H,020H,000H,020H,000H,020H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,000H,003H,020H,00EH,020H,044H,020H,024H,020H,005H,020H,04AH,024H,02AH,0C2H
DB 00BH,07CH,01AH,040H,0E8H,040H,008H,040H,00CH,040H,008H,000H,000H,000H,000H,000H
DB 000H,000H,03FH,0FCH,022H,000H,02DH,004H,033H,008H,004H,010H,018H,0A0H,00AH,0C0H
DB 052H,080H,035H,0F8H,015H,004H,011H,004H,018H,004H,000H,038H,000H,000H,000H,000H
DB 02H,00H,02H,00H,42H,00H,33H,0FEH,00H,04H,02H,08H,02H,10H,02H,00H
DB 02H,00H,0FFH,0FFH,02H,00H,02H,00H,02H,00H,06H,00H,02H,00H,00H,00H
DB 10H,10H,20H,10H,0C0H,11H,5FH,0D2H,75H,7CH,55H,50H,55H,50H,35H,50H
DB 0D5H,50H,55H,50H,75H,7FH,5FH,0D0H,40H,10H,40H,30H,00H,10H,00H,00H
DB 08H,20H,08H,0C0H,0BH,00H,0FFH,0FFH,09H,01H,08H,82H,00H,04H,3FH,0F8H
DB 20H,00H,20H,00H,20H,00H,7FH,0FCH,20H,02H,00H,02H,00H,0EH,00H,00H
DB 24H,08H,24H,10H,24H,60H,25H,80H,7FH,0FFH,0C5H,00H,44H,80H,00H,40H
DB 24H,40H,12H,40H,00H,40H,0FFH,0FFH,00H,80H,01H,80H,00H,80H,00H,00H
DB 02H,20H,0CH,20H,88H,20H,69H,20H,09H,20H,09H,22H,89H,21H,69H,7EH
DB 09H,60H,09H,0A0H,19H,20H,28H,20H,0C8H,20H,0AH,60H,0CH,20H,00H,00H
DB 00H,10H,00H,10H,00H,10H,0FFH,10H,11H,10H,11H,10H,11H,10H,11H,10H
DB 11H,10H,11H,32H,11H,11H,11H,02H,33H,0FCH,11H,00H,00H,00H,00H,00H
DB 08H,20H,08H,22H,08H,41H,0FFH,0FEH,08H,80H,08H,01H,11H,81H,11H,62H
DB 11H,14H,0FFH,08H,11H,14H,11H,64H,31H,82H,10H,03H,00H,02H,00H,00H
DB 04H,08H,04H,08H,04H,10H,04H,20H,04H,40H,04H,80H,05H,00H,0FFH,0FFH
DB 05H,00H,44H,80H,24H,40H,34H,20H,04H,10H,0CH,18H,04H,10H,00H,00H
DB 49H,40H,4AH,51H,4CH,6AH,7FH,0C4H,4CH,4AH,8AH,71H,88H,42H,3FH,84H
DB 64H,98H,0A5H,0E0H,3EH,0BEH,24H,81H,24H,89H,7FH,81H,20H,07H,00H,00H
DB 01H,00H,02H,00H,04H,00H,1FH,0FFH,0E2H,02H,12H,22H,12H,22H,12H,22H
DB 12H,22H,0FFH,0FEH,12H,22H,12H,22H,32H,62H,16H,26H,02H,02H,00H,00H
DB 01H,40H,02H,40H,0EH,40H,0F3H,0FEH,12H,44H,12H,48H,09H,00H,11H,28H
DB 0F2H,0A8H,2AH,0A8H,25H,0FFH,2AH,0A8H,32H,0A8H,23H,28H,02H,00H,00H,00H
END
點(diǎn)擊咨詢 