點陣式漢字顯示屏的設(shè)計.docx

1、點陣式漢字顯示屏的設(shè)計圖3-58X8點陣LED外觀及引腳圖圖3-68X8點陣LED等效電路由8X8點陣LED的工作原理圖以及8X8點陣LED外觀及引腳圖和其等效電路，可得出16X16點陣LED顯示漢字的工作原理：16X16點陣LED顯示器有兩種接線形式，即共陰接法和共陽接法。共陽接法的原理圖如圖3-6所示，圖中只畫出了8X8點陣的二極管。每一行發(fā)光二極管的陽極接在一起，有一個引出端X,每一列發(fā)光二極管的陰極接在一起，有一個引出端Yo當(dāng)給發(fā)光二極管陽極引出端X0加高電平，陰極引出端Y0加低電平時，左上角的二極管點亮。因此，對行和列的電平進(jìn)行掃描控制時，可以實現(xiàn)顯示不同漢字的目的。3.2、系統(tǒng)的軟

2、件設(shè)計軟件是該LED顯示屏控制系統(tǒng)的重要組成部分，在系統(tǒng)的軟件設(shè)計中我們也采用了模塊化設(shè)計，將系統(tǒng)的各部分功能編寫成子模塊的形式，這樣增強(qiáng)了系統(tǒng)軟件的可讀性和可移植性。3.2.1、軟件流程本系統(tǒng)中（單片機(jī)89C51）的主要功能就是實現(xiàn)LED顯示屏上字樣的移位、顯示、數(shù)據(jù)的讀取等功能。其主程序流程如圖3-1所示。系統(tǒng)初始化讀取AT89C51的ROM中的標(biāo)志位讀取顯示內(nèi)容移位顯示圖4-1主程序流程圖3.2.2、漢字的表不及編碼原理UCDOS軟件中的文件HZK16和文件ASC16分別為16X16的國標(biāo)漢字點陣文件和8X16的ASCII碼點陣文件，以二進(jìn)制格式存儲。在文件HZK16中，按漢字區(qū)位碼從小

3、到大依次存有國標(biāo)區(qū)位碼表中的所有漢字,每個漢字占用32個字節(jié)，每個區(qū)為94個漢字。在文件ASC16中按ASCII碼從小到大依次存有8X16的ASCII碼點陣，每個ASCII碼占用16個字節(jié)。在PC機(jī)的文本文件中，漢字是以機(jī)內(nèi)碼的形式存儲的，每個漢字占用兩個字節(jié):第一個字節(jié)為區(qū)碼，為了與ASCII碼區(qū)別，范圍從十六進(jìn)制的OA1H開始（小于80H的為ASCII碼字符），對應(yīng)區(qū)位碼中區(qū)碼的第一區(qū);第二個字節(jié)為位碼，范圍也是從OA1H開始,對應(yīng)某區(qū)中的第一個位碼。這樣，將漢字機(jī)內(nèi)碼減去OAOAH就得該漢字的區(qū)位碼。例如漢字“房”的機(jī)內(nèi)碼為十六進(jìn)制的“B7BF”，其中“B7”表示區(qū)碼，“BF”表示位碼。

4、所以“房”的區(qū)位碼為0B7BFH-0A0A0H=171FHo將區(qū)碼和位碼分別轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制得漢字“房”的區(qū)位碼為“2331”，即“房”的點陣位于第23區(qū)的第31個字的位置，相當(dāng)于在文件HZK16中的位置為第32X（23-1）X94+（31-1）=67136B以后的32個字節(jié)為“房”的顯示點陣。在本單片機(jī)系統(tǒng)中，起始地址的高4位為頁號，送P1口，低15位為數(shù)據(jù)區(qū)地址，送指針DPTRO利用“M0VX”指令連續(xù)取32個字節(jié)送LCD的相應(yīng)位置,就能實現(xiàn)正確的漢字顯不。ASCII碼的顯示與漢字的顯示基本原理相同。在文件ASC16中不存在機(jī)內(nèi)碼的問題,其顯示點陣直接按ASCII碼從小到大依次排列，只是每個A

5、SCII碼在文本文件中只占1個字節(jié)且小于80H,而且ASCII碼為8X16點陣,所以在ASCII16文件中，每個ASCII碼的點陣也只占16個字節(jié)。首先提取16X16的國標(biāo)漢字點陣和8X16的ASCII碼點陣（如UCD0S軟件中的HZK16和ASC16）并將其直接寫入29F040o其中HZK16（共256KB）點07頁。為了便于編程,ASC16雖然只有4KB,也單獨占用第8頁。其余剩下的空間用來存儲漢字語句的編碼。由于240X128點陣的LED顯示器每個只能顯示15個漢字（16X16點陣漢字），即30個字節(jié)。所以可將需要顯示的語句按30個字節(jié)為1行進(jìn)行編寫，不足30個字符的則補空格。在PC機(jī)上

6、進(jìn)行錄入時，每行30個字符再加上回車鍵和換行符，實占32個字符。所錄入的語句以純文本形式存盤，再將該文本文件以二進(jìn)制的形式寫入29F040的第9頁。那么，以后根據(jù)需要顯示的語句行號便可以進(jìn)行正確的顯示。此，作者推出薦使用DOS版本的WPS軟件的“編輯非文收文件”功能,它能清楚地顯示每行是否有30個字符。3.2.3、提取漢字的軟件的設(shè)計與實現(xiàn)我們以UCD0S中文宋體字庫為例，每一個字由16行16列的點陣組成顯示。即國標(biāo)漢字庫中的每一個字均由256點陣來表示。我們可以把每一個點理解為一個像素，而把每一個字的字形理解為一幅圖像。事實上這個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

7、。0123456789ABCDE圖4-2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。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o列的poo一-p07口。方向為P00到p07，顯示漢字“小”時，p05點亮，由上往下排列，為pO.O滅，p0.1滅，p0.2滅p0.3滅，p0.4滅，pO.5滅,p0.6滅,p0.7滅。即二進(jìn)制00000000,轉(zhuǎn)換為16進(jìn)制為00h.。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)計成由上往下掃描，即從p27向p

8、20方向掃描，從上圖可以看到，p2.4亮，即為00000100,16進(jìn)制則為04h。然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列，全不亮，為00000000,即16進(jìn)制00h.這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分的掃描，p2.5點亮，為二進(jìn)制00000101,即16進(jìn)制20h.依照這個方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描32個8位，可以得出漢字“小”的掃描代碼為：DB00,00,00,10H,00,20H,00,40HDB01,80H,06,02,00,01,OFFH,OFEH;小DB00,00,04,00,02,00,01,00DB00,80H,00,60H,00,00,00,00由這個原理可以看出，無論顯示何種字體或

9、圖像，都可以用這個方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。本系統(tǒng)的取字模軟件主要是編輯LED顯示屏顯示的內(nèi)容，在設(shè)計中采用匯編語言寫了LED顯示屏控制系統(tǒng)的內(nèi)容下載軟件。軟件界面如圖4-3所示。該軟件的主要是對輸入的漢字取點陣數(shù)據(jù)如下：軟件打開后輸入漢字，點“檢取”，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動生成，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。?。篋B00,00,00,10H,00,20H,00,40HDB01,80H,06,02,00,01,OFFH,0FEHDB00,00,04,00,02,00,01,00DB00,80H,00,60H,00,00,00,00心：DB00,20H,0

10、0,40H,03,80H,00,00DBOFH,0FCH,00,02,80H,02,40H,02DB38H,02,10H,02,00,02,00,0EHDB02,00,01,00,00,0E0H,00,00慢：DB02,00,1CH,00,00,00,OFFH,OFFHDB10H,00,OBH,0C1H,OFAH,51H,OAAH,5AHDBOABH,0D4H,OAAH,54H,OABH,0D4H,OAAH,5AHDBOFAH,52H,07,0C1H,02,01,00,00行:DB00,40H,08,80H,11H,00,23H,OFFHDB0C4H,00,02,00,42H,00,42H,0

11、0DB42H,00,42H,02,42H,01,43H,OFEHDB0C2H,00,46H,00,02,00,00,00END4、系統(tǒng)調(diào)試根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計方案，本系統(tǒng)的調(diào)試共分為三大部分：硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。由于在系統(tǒng)設(shè)計中采用模塊設(shè)計法，所以方便對各電路模塊功能進(jìn)行逐級測試：LED顯示模塊的調(diào)試等，最后將各模塊組合后進(jìn)行整體測試。對各個模塊的功能進(jìn)行調(diào)試，主要調(diào)試各模塊能否實現(xiàn)指定的功能。4.2、軟件調(diào)試軟件調(diào)試采用uVision3集成開發(fā)環(huán)境及微機(jī)，將編好的程序進(jìn)行調(diào)試，主要是檢查語法錯誤。PVision2IDE基于Windows的開發(fā)平臺，包含一個高效的編輯器，一個項目管理和一M

12、AKE工具。nVision2支持所有的keilc51I具。KeilC51是美國KeilSoftware公司出品的51系列兼容單片機(jī)C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與匯編相比，C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。用過匯編語言后再使用C來開發(fā)，體會更加深刻。KeilC51軟件提供豐富的庫函數(shù)和功能強(qiáng)大的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows界面。另外重要的一點，只要看一下編譯后生成的匯編代碼，就能體會到KeilC51生成的目標(biāo)代碼效率非常之高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢，包括C編輯器。宏匯編器，連接/定位器，目標(biāo)代碼到HEX的轉(zhuǎn)

13、換器。KzF-Wi»ion3FileEditViewProjectQebugFlashPeripheralsTools£VCSWindowHelpi囪滲IH#|X電喧|二。|璋承4%兔地觸!隱？El西g淳P|中咨g像劇翌寫國fer器唱/|ProjectWorkspaceB-JTarget1BgSourceGroup1固ZF.asm芻上張飛畢業(yè)設(shè)計2F.asm001002003004005006007008009010011012013014015016017018019020021022023024025028027028029030ORGO000HMAIN:MOVDPTR

14、.#TAB回哀初址裱俺MOVRl,#00H:列制俺MOVR4,#208:施揚”及”承迎光臨，6個字符,共96死CM:MOVR5,#5:每肄反笄字禾5*MOVR3,#16:列瓠Cl：MOVR2,#0:取國梢由C16:MOVP0,#00HMOVP2,#00H，考拒為CLRP3.0MOVAR2MOVCA,-2A+DPTR:取當(dāng)部列屈禾字回的第一個字遺MOVP0,A:送A8彳r稱制0INCR2MOVAR2MOVCA,®A+DPTRMOVP2,AINCR2MOVP1,R1INCR1ACALLDIMSACALLDIMSDJNZR3,C16MOVR3,#16DJNZR5,C1INCDPTRINCD

15、PTRDJNZR4,CIAJMPMAINDIMS：MOVR6,#2:海不2MS學(xué)戰(zhàn)表初俺加2=ZF.asmForHelp,pressFlForHelp,pressFlBuildXCo«nm4ndXFindinFilesSmulation圖5TnVision?界面4.3、硬件軟件聯(lián)調(diào)將調(diào)試好的硬件和軟件進(jìn)行聯(lián)調(diào)，主要調(diào)試系統(tǒng)的實現(xiàn)功能。5、總結(jié)在點陣式漢字顯示屏的設(shè)計過程中，學(xué)到了很多東西，也遇到了好多問題。例如我學(xué)會了在進(jìn)行設(shè)計前要根據(jù)所需先分析，然后選擇合適的單片機(jī)型號。在對各個硬件模塊進(jìn)行測試時，要保證軟件正確的情況下去測試硬件，要不然發(fā)生錯誤時，不知道到底是哪一方出錯了。也曾遇

16、到過好多問題，如因一時的不注意程序編寫過程中小細(xì)節(jié)出錯導(dǎo)致整個程序出錯；等等一些問題讓我的這次設(shè)計困難重重。不過在老師的悉心指導(dǎo)下我慢慢地克服了這些困難，最終完成了這次設(shè)計，雖然實驗結(jié)果并沒有達(dá)到最完美。但這次設(shè)計開發(fā)，讓我受益非淺，在以后的開發(fā)過程中一定以一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度去設(shè)計，而且事事仔細(xì)以減少不必要的錯誤。參考文獻(xiàn)1 張大明，彭旭時，尚靜基.單片微機(jī)控制應(yīng)用技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.2 戴佳，戴衛(wèi)恒.51單片機(jī)C語言應(yīng)用程序設(shè)計實例精講M.北京：電子工業(yè)出版社，2006.3 彭為，黃科，雷道仲.單片機(jī)典型系統(tǒng)設(shè)計實例精講M.北京：電子工業(yè)出版社，2006.4 趙亮，侯國銳.5

17、1單片機(jī)C語言編程與實例M.北京：人民郵電出版社.2003o李玉梅.基于MCS-51系列單片機(jī)原理的應(yīng)用設(shè)計M.北京：國防工業(yè)出版社，2006.5 戴勝華，蔣大明，楊世武.單片機(jī)原理與應(yīng)用M.北京：清華大學(xué)出版社，2005。6 潘永雄.新編單片機(jī)原理與應(yīng)用M.西安：西安電子科技大學(xué)出版社，2007。7 睢丙東，魏澤鼎.單片機(jī)應(yīng)用與實例M.北京：電子業(yè)出版社工，2004。8 楊將新，李華軍，劉東駿.單片機(jī)程序設(shè)計及應(yīng)用從基礎(chǔ)到實踐M.北京：電子業(yè)出版社工，2006.9 張毅剛.單片機(jī)原理與應(yīng)用M.北京:高等教育出版社,2003.10 付家才.單片機(jī)控制工程實踐技術(shù)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,200

18、413閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:高等教育出版社，2000。摘要隨著電子技術(shù)和信息技術(shù)的迅速發(fā)展，計算機(jī)技術(shù)正在日益滲透到人們?nèi)粘Ｉ畹姆椒矫婷?，在這一進(jìn)程中，單片機(jī)起到了重要作用。LED顯示屏作為一種新型的顯示器件，是由多個發(fā)光二極管按矩陣形式排列封裝而成，通常用來顯示時間、圖文等信息，由點陣LED組成的漢字顯示屏在工程所應(yīng)用非常廣泛。LED顯示屏顯示畫面色彩鮮艷、靜如油畫、動如電影、立體感強(qiáng)、廣泛應(yīng)用于摸頭車站、商場、機(jī)場、賓館、銀行、醫(yī)院、證券市場、拍賣行、建筑市場、工業(yè)企業(yè)管理和其他公共場所。在實際應(yīng)用中的顯示屏由于成本和可靠性的因素常常采用一種稱之為動態(tài)掃描的顯示方法。本文設(shè)計的

19、是一個室內(nèi)用6X16的點陣LED圖文顯示屏，圖像或文字顯示有靜止，移入和移出等顯示方式。本設(shè)計是基于MCS-51單片機(jī)的16X16顯示屏，其中包括了軟件、硬件、調(diào)試等方案的設(shè)計。此外，該設(shè)計只需要簡單的級聯(lián)聚能實現(xiàn)顯示屏的擴(kuò)展，只是級聯(lián)時要注意不要超過驅(qū)動負(fù)載范圍。關(guān)鍵詞：LED；顯示屏；點陣式；單片機(jī)致.謝AbstractWiththerapiddevelopmentofelectronictechnologyandinformationtechnology,computertechnologyisincreasinglypenetratedintoallaspectsofdailylife

20、,inthisprocess,theMCUhasplayedanimportantrole.LEDdisplayasanewdisplaydevice,iscomposedofapluralityoflight-emittingdiodesarrangedinmatrixmodeispackaged,usuallyusedtodisplaythetime,graphicsandotherinformation,ChinesecharactersdisplaycomposedofdotmatrixLEDwhichiswidelyusedinengineering.TheLEDdisplayscr

21、eendisplaybrightcolors,suchasoil,suchasfilms,three-dimensionalsenseofstrong,widelyusedinshoppingmalls,airport,stationhead,hotel,hospital,bank,securitiesmarket,auctionmanagement,constructionmarket,industrialenterprisesandotherpublicplaces.Inthepracticalapplicationofthescreenduetothefactorsofcostandre

22、liabilityareoftenusedasakindofdynamicscanningdisplaymethod.ThisdesignisanindooruseLEDmatrix6X16display,displaystaticimagesortext,andremovedfromdisplay.Thedesignof16X16displaybasedonMCS-51MCU,includingthedesignofhardwareandsoftware,debuggingprogram.Inaddition,theextendeddesignonlyneedsasimplerealizat

23、ionofthecascadeshapedscreen,justtobecarefulnottoexceedthecascadedrivingloadrange.KeyWords：LED；display,；Dotmatrix；Singlechipmicrocomputer.1引言12設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計方案22. 1總體設(shè)計方案及論證22. 2設(shè)計要求33系統(tǒng)設(shè)計43. 1硬件設(shè)計41.1硬件電路的組成及工作原理43.1.28x8LED點陣顯示模塊的硬件設(shè)計及工作原理53.2軟件設(shè)計71軟件流程73.2.2漢字的表示及編碼原理83.2.3提取漢字的軟件的設(shè)計與實現(xiàn)94系統(tǒng)調(diào)試125總結(jié)14參考文獻(xiàn)1

24、5致謝161、引言LED顯示屏是利用發(fā)光二極管點陣模塊或像素單元組成的平面式顯示屏幕.它具有發(fā)光率高使用壽命長、功耗小、微型化、組態(tài)靈活、色彩豐富以及對室內(nèi)外環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)等優(yōu)點。并廣泛的應(yīng)用于公交汽車、碼頭、商店、學(xué)校教務(wù)和銀行等公共場合用于信息的發(fā)布和廣告的宣傳。LED顯示屏經(jīng)歷了從單色、雙色突圍顯示屏直到現(xiàn)在的全彩色視頻顯示屏的發(fā)展過程，致20世紀(jì)八十年代開始。LED顯示屏的應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)遍布了交通、電信、教育、證券、廣告宣傳等各方面LED顯示屏發(fā)展較快。其無論在成本和產(chǎn)生的社會效益等方面都有其獨特的優(yōu)勢。2、設(shè)計內(nèi)容及設(shè)計方案2.1、總體設(shè)計方案和論證2.1.1、LED顯示屏控制系統(tǒng)設(shè)計

25、LED顯示屏控制系統(tǒng)實現(xiàn)顯示信息的刷新技術(shù)現(xiàn)有兩種方式即動態(tài)掃描和靜態(tài)鎖存。方案一：靜態(tài)鎖存，即每一個發(fā)光一極管都對應(yīng)有一個驅(qū)動寄存器，從而保證了每一個發(fā)光一極管的亮度占空比為100%；方案二：動態(tài)掃描，即一行發(fā)光二極管共用一行驅(qū)動寄存器，根據(jù)共用一行驅(qū)動寄存器的發(fā)光二極管像素數(shù)目,分為1/4,1/16掃描等；靜態(tài)鎖存雖然設(shè)計簡單但是用的管腳太多，如果采用這種設(shè)計花銷太大。而動態(tài)掃描法可以大大減少控制器的I/O口。因此在實際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用靜態(tài)鎖存，而采用動態(tài)掃描的顯示方法。所以本設(shè)計選用方案二。LED顯示屏的數(shù)據(jù)傳輸方式主要有串行和并行兩種。目前普遍采用串行控制技術(shù)，顯示屏每個單元

26、內(nèi)部的不同驅(qū)動電路和各級聯(lián)單元之間，每個時鐘僅傳送一位數(shù)據(jù)。采用這種方式的驅(qū)動IC種類較多，不同顯示單元之間的聯(lián)線較少，可減少顯示單元的數(shù)據(jù)傳輸驅(qū)動元件，從而提高整個系統(tǒng)的性價比和可靠性，具體工程實現(xiàn)比較容易。因此本設(shè)計采用串行控制技術(shù)。2.1.2、系統(tǒng)模塊化設(shè)計因?qū)W習(xí)的單片機(jī)以51單片機(jī)為主，所以本系統(tǒng)以單片機(jī)AT89C51為LED顯示屏的控制核心、系統(tǒng)主要包括LED8X8點陣顯示模塊、741S154譯碼器等。時鐘信號一單仃驅(qū)功L4個8*8點電源信號片陣顯示屏機(jī)列掃描復(fù)位信號圖1-1總體硬件組成框圖系統(tǒng)框圖如圖1T所示，系統(tǒng)主要由三大模塊組成即AT89C51單片機(jī)、741S154譯碼器，8X

27、8LED點陣顯示模塊。2.2、設(shè)計要求根據(jù)上面設(shè)計方案的選擇及論證結(jié)果提出了設(shè)計要求。以MCS-51系單片機(jī)為核心器件，組成電陣式漢字電子顯示屏。顯示屏游16*16LED點陣顯示器組成，可依次顯示4個漢字。通過編程可以對漢字修改。3、系統(tǒng)設(shè)計3.1、硬件設(shè)計3.1.1、硬件電路的組成及工作原理本設(shè)計采用以AT89C51單片機(jī)為核心芯片的電路來實現(xiàn)，主要由AT89C51芯片、時鐘電路、復(fù)位電路、列掃描驅(qū)動電路(74HC154).16X16LED點陣5部分組成，如圖1所示。其中，AT89C51是一種帶4kB閃爍可編程可擦除只讀存儲器(FalshProgrammab1eandErasableRead

28、OnlyMemory,FPEROM)的低電壓、高性能CMOS型8位微處理器，俗稱單片機(jī)。該器件采用ATMEL高密度非易失存儲器制造技術(shù)制造，工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的MCS一51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位CPU和閃爍存儲器組合在單個芯片中，能夠進(jìn)行1000次寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間為10年。他是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。因此，在智能化電子設(shè)計與制作過程中經(jīng)常用到AT89C51芯片。時鐘電路由AT89C51的18,19腳的時鐘端(XTAI1及XTAL2)以及12MHz晶振X、電容C2、C3組成，采用片內(nèi)振蕩方式。復(fù)位電路采用簡易的上電復(fù)位電路，主要由電阻R,R2,電容C,開關(guān)K組成，分別接至AT89C51的RST復(fù)位輸入端。LED點陣顯示屏采用16X16共256個象素的點陣，可通過萬用表檢測發(fā)光二極管的方法測試判斷出該點陣的引腳分布。我們把行列總線接在單片機(jī)的I/O口，然后把上面分析到的掃描代碼送入總線，就可以得到顯示的漢字了。但是若將LED點陣的行列端口全部直接接入89S51單片機(jī)