1616點陣漢字顯示設(shè)計

1、單片機原理及接口技術(shù)設(shè)計報告1. 設(shè)計的重點和難點1.1重點和難點一、單片機I/O口或以擴展鎖存器的方式控制點陣顯示。單片機I/O口和擴展鎖存器相結(jié)合的方式控制16×16點陣顯示漢字。I/O口分別提供字形代碼（列碼）、掃描信號（行碼），凡字形代碼位為“1”、行掃描信號為“1”點亮該點，否則熄滅；通過逐行掃描循環(huán)點亮字形或曲線。二、單片機與16×16點陣塊之間接口電路設(shè)計及編程。16×16點陣塊共陽的接法：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。點陣顯示漢字的編程需要查表指令，也就是MOVC A,A+DPTR指令，DPTR作

2、為基址寄存器時，其值為16位。編寫查表程序時，首先把字模的首址送入DPTR中，再將要查找的數(shù)據(jù)序號送入A中，然后就可以使用該指令進行查表操作，并將結(jié)果送累加器A中。使點陣顯示器顯示“綏化學院”四個字。三、LED點陣顯示系統(tǒng)顯示漢字的取模。一個字需要拆分為2個部分。 一般我們把它拆分為上部和下部，上部由8×16點陣組成， 下部也由8×16點陣組成。首先顯示的是左上角的第一列的上半部分，亮的點為“1”，不亮的點為“0” 由上往下排列組成了8位二進制數(shù)，將其轉(zhuǎn)換為16進制。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，仍設(shè)計成由上往下掃描。

3、60; 然后單片機轉(zhuǎn)向上半部第二列。這一列完成后繼續(xù)進行下半部分的掃描。依照這個方法，繼續(xù)進行下面的掃描，一共掃描32個8位， 可以得出32個16進制數(shù)就是漢字字模。2.設(shè)計工作原理2.1 16×16點陣顯示的工作原理 要顯示文字或圖形，控制與組成這些文字或圖形的各個點所在位置相對應(yīng)的LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動顯示方式。16×16的點陣共有256個發(fā)光二極管，顯然單片機沒有這么多端口，如果我們采用鎖存器來擴展端口，按8位的鎖存器來計算，16×16的點陣需要256/8=32個鎖存器。

4、這個數(shù)字很龐大，因為我們僅僅是16×16的點陣，在實際應(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很龐大的數(shù)字。而且靜態(tài)顯示功耗大，顯示一個16×16的字的功耗為：16×16×10×5=12800mW=12.8W，普通電池根本無法驅(qū)動，要是組成大顯示屏那功耗將更驚人。因此雖然靜態(tài)顯示效果好，但是在實際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(shè)計，而采用另一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法動態(tài)掃描方式是逐行輪流點亮，這樣掃描驅(qū)動電路就可以實現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅(qū)動器。以16×16點陣為例，把所有同一行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同一列

5、的發(fā)光管的陰極連在一起（共陽的接法），先送出對應(yīng)第1行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1行使其燃亮一定的時間，然后熄滅；再送出第2行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時間，然后熄滅，第16行之后，又重新燃亮第1行，反復輪回。當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，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形。該方法能驅(qū)動較多的LED，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機的資源。采用掃描方式進行顯示時，每行有一個行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個列驅(qū)動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中，按8位一個字節(jié)的形式順序排放。顯示時要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動器上去，這就存在一個顯

6、示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。從控制電路到列驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯然，采用并行方式時，從控制電路到列驅(qū)動器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目多。當列數(shù)很多時，并行傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉摹?#160;顯示數(shù)據(jù)傳輸采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信號線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟的。但串行傳輸過程較長，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動器，只有當一行的各列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能并行地進行顯示。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準備時間可能相當長，在行掃描周期確定的情況下，留給行顯示的時間就太少了，以致影響到LED的亮度。 采用串行傳輸中列數(shù)

7、據(jù)準備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾，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，傳送下一行的列數(shù)據(jù)。為了達到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要有鎖存功能。對于列數(shù)據(jù)準備來說，它應(yīng)能實現(xiàn)串入并出的移位功能。這樣，本行已準備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進行顯示時，串行移位寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。一個16×16的LED點陣屏選用四塊8×8點陣模塊。  圖1 8×8 LED點陣原理圖 圖2 8×8 LED點陣實物圖2.2系統(tǒng)的硬件設(shè)計硬件電路大致上可以分成單片機系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動電路和行驅(qū)動電路三部分。本電路使用AT89C

8、51實現(xiàn)行驅(qū)動，對顯示模塊從上至下的掃描，用74HC154實現(xiàn)列驅(qū)動，對顯示模塊從左至右的掃描，然后顯示字符。硬件的設(shè)計采用模塊化設(shè)計，既要滿足模塊本身功能又要能夠和整個系統(tǒng)兼容。 圖3 系統(tǒng)硬件組成框圖一、 單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)是由AT89C51單片機、時鐘電路、復位電路組成。二、行驅(qū)動電路單片機P1口低4位輸出的行號經(jīng)4/16線譯碼器74HC154譯碼后生成16條行選通信號線，再經(jīng)過驅(qū)動器驅(qū)動對應(yīng)的行線。一條行線上要帶動16列的LED進行顯示。74HC154是一款高速CMOS器件，74HC154引腳兼容低功耗肖特基TTL（LSTTL）系列。 74HC154譯碼器可接受4位高電平有

9、效二進制地址輸入，并提供16個互斥的低電平有效輸出。74HC154的兩個輸入使能門電路可用于譯碼器選通，以消除輸出端上的通常譯碼“假信號”，也可用于譯碼器擴展。該使能門電路包含兩個“邏輯與”輸入，必須置為低以便使能輸出端。任選一個使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入，74HC154可充當一個1-16的多路分配器。當其余的使能輸入端置低時，地址輸出將會跟隨應(yīng)用的狀態(tài)。這種單片4線16線譯碼器非常適合用于高性能存儲器的譯碼器。當兩個選通輸入G1 和G2 為低時，它可將4 個二進制編碼的輸入譯成16 個互相獨立的輸出之一。實現(xiàn)解調(diào)功能的辦法是：用4 個輸入線寫出輸

10、出線的地址，使得在一個選通輸入為低時數(shù)據(jù)通過另一個選通輸入。當任何一個選通輸入是高時，所有輸出都為高。下圖為74HC154的引腳圖和實物圖。引腳說明： 1-11、13-17 ：輸出端。（outputs (active LOW)） 12：GND電源地 （ground (0 V)） 18-19：使能輸入端、低電平有效 (enable inputs (active LOW) 20-23：地址輸入端 (address inputs) 24：VCC電源正 (positive supply voltage) 圖4 74HC154引腳圖 圖5 74HC154實物圖只要控制端G1、G2任意一個為高電平，A、B

11、、C、D任意電平輸入都無效。G1、G2必須都為低電平才能操作芯片。三、列驅(qū)動電路列驅(qū)動電路為單片機P2、P3 口接列點陣管腳（圖7）圖7 列驅(qū)動電路2.3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計軟件程序是整個控制系統(tǒng)的核心部分。顯示部分采用動態(tài)掃描的方式，實現(xiàn)對顯示屏要顯示的漢字、圖像、字符等數(shù)據(jù)信息進行傳輸控制以及顯示等功能。程序中將數(shù)據(jù)存儲器分為三個區(qū)：顯示緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)存儲區(qū)和接收緩沖區(qū)。單片機通過串口中斷接收PC機傳來的數(shù)據(jù)，暫時存放在接收緩沖區(qū)，經(jīng)分析處理后按一定的規(guī)律放入數(shù)據(jù)存儲區(qū)保存起來，然后再根據(jù)顯示方式依次從數(shù)據(jù)存儲器中取出數(shù)據(jù)放入顯示緩沖區(qū)中用于顯示。軟件程序主要由開始、初始化、主程序、字庫組成。主

12、程序中，同一幀的反復掃描次數(shù)的設(shè)定，決定了顯示移動的速度延時程序至關(guān)重要，如設(shè)置不當，就會有閃爍感。 3.設(shè)計電路原理圖4.設(shè)計源程序：ORG 0000H LJMP MAIN ORG 0030HMAIN: MOV R2,#32 / 控制每一個字的顯示時間 MOV DPTR,#SUI / 取“綏”的字模首址 LCALL DISP / 調(diào)用顯示子程序顯示 MOV DPTR,#HUA / 取“化”的字模首址 LCALL DISP / 調(diào)用顯示子程序顯示 MOV DPTR,#XUE / 取“學”的字模首址 LCALL DISP MOV DPTR,#YUAN / 取“院”的字模首址 LCALL

13、 DISP LJMP MAINDISP: / 顯示子程序，字模首址放在DPTR中 MOV R0,#0 / 段碼控制變量 MOV R1,#0 / 位碼控制變量DISP1:MOV P1,R1 / 從P1口輸出位碼 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR / 查表求字符相應(yīng)位的上半段段碼 MOV P2,A / 從P2口輸出上半段段碼 INC R0 MOV A,R0DISP2:MOVC A,A+DPTR /查表求字符相應(yīng)位的下半段段碼 MOV P3,A /從P3口輸出下半段段碼 LCALL DELAY INC R0 /指向下一個段碼 INC R1 /指向下一列的位碼 MOV A,R0 SUBB

14、A,#31 /看一個字的段碼是否全部顯示完 JZ DISP3 /顯示完，重新顯示 LJMP DISP1 /未顯示完，繼續(xù)顯示下一位和下一段DISP3: DJNZ R2,DISP /顯示循環(huán)到否 MOV R2,#32 /到了，初始化控制變量 RET /返回DELAY: MOV R3,#15 /延時子程序D1: MOV R4,#60 DJNZ R4,$ DJNZ R3,D1RETSUI: DB 04H,44H,0CH,0E4H,15H,44H,0E6H,48H,04H,48H,00H,01H,28H,91H,26H,0B2H DB 20H,0D2H,31H,8CH,4CH,88H,40H,94H,

15、0C4H,0E2H,58H,81H,00H,80H,00H,00H /綏HUA: DB 00H,80H,01H,00H,06H,00H,0FH,0FFH,0F0H,00H,00H,20H,00H,40H,00H,80H DB 0FFH,0FEH,02H,02H,04H,02H,08H,02H,10H,02H,20H,02H,00H,12H,00H,0EH /化XUE: 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,0A

16、H,20H,0CH,20H,00H,00H /學YUAN:DB 00H,00H,7FH,0FFH,44H,20H,4AH,10H,71H,0E0H,00H,00H,30H,82H,24H,84H DB 24H,0F8H,0A4H,80H,64H,80H,24H,0FCH,24H,82H,28H,82H,30H,8EH,00H,00H /院 END課程設(shè)計論文部分評分標準學生姓名： 總分： 評價項目分值具 體 要 求評分參考得分ABCDE選 題10題目具有實用性、新穎性；109876設(shè)計題目合理、難度適當，符合要求。工作態(tài)度10按期完成規(guī)定的任務(wù)；109876工作努力，嚴謹務(wù)實。論證能力15立論新穎、論點鮮明、論據(jù)確鑿；15131197數(shù)據(jù)、材料翔實可靠，有說服力；有較強的分析能力和概括能力。撰寫規(guī)范15語句通順，無錯別字；15131197數(shù)據(jù)、圖表規(guī)范，技術(shù)或?qū)I(yè)用語準確；設(shè)計格式符合撰寫規(guī)范；采用了新方法、技術(shù)，