基于單片機(jī)的LED漢字顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)大學(xué)課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、*大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)-PAGE - 1 -. z.- - - .可修編 .專業(yè)技能實(shí)訓(xùn)報(bào)告題 目基于單片機(jī)的漢字顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué) 院 信息科學(xué)與工程學(xué)院 專 業(yè) 電子信息科學(xué)與技術(shù)班 級(jí)學(xué) 生學(xué) 號(hào)指導(dǎo)教師二一二 年 十二 月 二十五 日-PAGE - 1 -. z.- - - .可修編 .-. z. TOC * MERGEFORMAT 1前言11.1 課題背景11.1.1 電子顯示屏概述11.1.2 LED研究現(xiàn)狀及開展趨勢(shì)11.2 選題意義22 顯示原理及控制方式分析32.1 點(diǎn)陣模塊32.2 LED的控制方式53 硬件電路設(shè)計(jì)63.1 總體設(shè)計(jì)63.2 系統(tǒng)硬件概述63.2.1 仿真電路組成63

2、.2.2主控單片機(jī)的接口說明73.3 LED顯示電路83.3.1 驅(qū)動(dòng)顯示電路83.3.2 LED顯示屏顯示93.3.3 譯碼電路93.4 字模提取94 軟件設(shè)計(jì)12 4.1顯示驅(qū)動(dòng)程序124.2系統(tǒng)主程序13 4.3 動(dòng)態(tài)顯示原理135 系統(tǒng)功能調(diào)試分析15結(jié)語16參考文獻(xiàn)17附錄18-. z.1前言1.1 課題背景1.1.1 電子顯示屏概述LED顯示屏是八十年代后期在全球迅速開展起來的新型信息顯示媒體，顯示屏由幾萬到幾十萬個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)均勻排列組成。利用不同的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)到達(dá)了實(shí)用階段。LED

3、顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比較的優(yōu)點(diǎn)。在短短的十來年中，LED點(diǎn)陣顯示屏就以亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。LED的開展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性、可靠性、全色化方向開展。LED顯示屏的應(yīng)用涉及社會(huì)經(jīng)濟(jì)的許多領(lǐng)域，主要包括：1證券交易、金融信息顯示。2機(jī)場(chǎng)航班動(dòng)態(tài)信息顯示。3港口、車站旅客引導(dǎo)信息顯示。4體育場(chǎng)館信息顯示。5道路交通信息顯示。6調(diào)度指揮中心信

4、息顯示。7郵政、電信、商場(chǎng)購物中心等效勞領(lǐng)域的業(yè)務(wù)宣傳及信息顯示。8廣告媒體新產(chǎn)品等。圖1 LED顯示屏1.1.2 LED研究現(xiàn)狀及開展趨勢(shì)1我國LED產(chǎn)業(yè)開展現(xiàn)狀我國的LED顯示屏產(chǎn)業(yè)經(jīng)過幾年的開展，根本形成了一批具有一定規(guī)模的骨干企業(yè)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至1998年底，年度銷售總額在1000萬元以上的企業(yè)有20多家，其銷售總額達(dá)6億元左右，占行業(yè)市場(chǎng)總額的85%以上。全國從事LED顯示屏的各類企業(yè)有100余家，從業(yè)人員近6000人，行業(yè)年度銷售總額近8億元人民幣，1996年、1997年的增長(zhǎng)速度均保持40%左右，1998年略有回落。在國內(nèi)市場(chǎng)上，國產(chǎn)LED顯示屏的市場(chǎng)占有率近100%，國外同類

5、產(chǎn)品根本沒有市場(chǎng)，四十三屆世乒賽主會(huì)場(chǎng)*體育中心、京九鐵路、西客站、首都機(jī)場(chǎng)、浦東機(jī)場(chǎng)等，均由國內(nèi)代表企業(yè)中標(biāo)。技術(shù)水平相對(duì)領(lǐng)先,我國LED顯示屏產(chǎn)業(yè)在規(guī)模開展的同時(shí)，產(chǎn)品技術(shù)推陳出新，一直保持比較先進(jìn)的水平。90年代初即具備了成熟的16級(jí)灰度256色視頻控制技術(shù)及無線遙控等國際先進(jìn)水平技術(shù)，近年在全彩色LED顯示屏、256級(jí)灰度視頻控制技術(shù)、集群無經(jīng)線控制、多級(jí)群控技術(shù)等方面均有國內(nèi)先進(jìn)、到達(dá)國際水平的技術(shù)和產(chǎn)品出現(xiàn)；LED顯示屏控制專用大規(guī)模集成電路也已由國內(nèi)企業(yè)開發(fā)生產(chǎn)并得到應(yīng)用。LED顯示屏產(chǎn)業(yè)培養(yǎng)形成了一批LED顯示屏科技隊(duì)伍，在全國LED顯示屏行業(yè)的從業(yè)人數(shù)6000人中，科技人員有

6、2800多人，將近50%。LED顯示屏產(chǎn)業(yè)正成為我國電子信息產(chǎn)業(yè)的重要組成局部，也是平板顯示領(lǐng)域唯一立足國內(nèi)形成的民族高科技產(chǎn)業(yè)。 2LED顯示屏的開展趨勢(shì)現(xiàn)代信息社會(huì)中，作為人一機(jī)信息視覺傳播媒體的顯示產(chǎn)品和技術(shù)得到迅速開展，進(jìn)入二十一世紀(jì)的顯示技術(shù)將是平板顯示的時(shí)代，LED顯示屏作為平板顯示的主導(dǎo)產(chǎn)品之一無疑會(huì)有更大的開展，并有可能成為二十一世紀(jì)平板顯示的代表性主流產(chǎn)品。高亮度、全彩化藍(lán)色及純綠色LED產(chǎn)品自出現(xiàn)以來，本錢逐年快速降低，已具備成熟的商業(yè)化條件。根底材料的產(chǎn)業(yè)化。使LED全彩色顯示產(chǎn)品本錢下降，應(yīng)用加快。LED產(chǎn)品性能的提高，使全彩色顯示屏的亮度、色彩、白平衡均到達(dá)比較理想的

7、效果，完全可以滿足戶外全天候的環(huán)境條件要求，同時(shí)，由于全彩色顯示屏價(jià)格性能比的優(yōu)勢(shì)，預(yù)計(jì)在未來幾年的開展中，全彩色LED顯示屏在戶外廣告媒體中會(huì)越來越多地代替?zhèn)鹘y(tǒng)的燈箱、霓紅燈、磁翻板等產(chǎn)品，體育場(chǎng)館的顯示方面全彩色LED屏更會(huì)成為主流產(chǎn)品。全彩色LED顯示屏的廣泛應(yīng)用會(huì)是LED顯示屏產(chǎn)業(yè)開展的一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)。未來LED顯示屏?xí)蛑鴺?biāo)準(zhǔn)化、規(guī)*化，產(chǎn)品構(gòu)造多樣化的方向開展。1.2 選題意義該設(shè)計(jì)課題使我們能夠掌握LED顯示屏的根本顯示漢字的原理和設(shè)計(jì)方法，對(duì)LED顯示屏這個(gè)行業(yè)有了較為深刻的了解和認(rèn)識(shí)。并且對(duì)大學(xué)期間所學(xué)習(xí)的一些理論進(jìn)展了實(shí)踐，使我們對(duì)所學(xué)過的理論知識(shí)有了新的認(rèn)識(shí)。并且通過該設(shè)

8、計(jì)課題掌握了51單片機(jī)的的軟硬件開發(fā)工具的使用方法，為以后從事相關(guān)行業(yè)的工作積累了實(shí)際工作經(jīng)歷。目前我國的信息行業(yè)開展迅速，作為主要平面顯示媒介的LED顯示屏的作用也越練越廣泛，相關(guān)的從業(yè)人員也會(huì)越來越緊缺。但同時(shí)應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到我國的LED技術(shù)雖然開展迅速但和世界先進(jìn)水平還有一定的差距。因此此課題不管是對(duì)自己的就業(yè)還是對(duì)我國LED顯示技術(shù)的開展都有非?，F(xiàn)實(shí)與積極的意義。2 顯示原理及控制方式分析2.1 點(diǎn)陣模塊八十年代以來出現(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、

9、壽命長(zhǎng)、耐濕、耐冷熱、耐腐蝕等特點(diǎn)。LED點(diǎn)陣規(guī)模常見的有44、48、57、58、88、1616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) 圖2 點(diǎn)陣模塊256或更高級(jí)灰度顯示，即可實(shí)現(xiàn)真彩色顯示。圖示為最常見的88單色LED點(diǎn)陣顯示器的內(nèi)部電路構(gòu)造和外型規(guī)格，其它型陣的構(gòu)造與引腳可試驗(yàn)獲得。圖3 點(diǎn)陣實(shí)物圖8*8點(diǎn)陣屏的內(nèi)部電路原理圖如上圖所

10、示，點(diǎn)陣屏有兩個(gè)類型，一類為共陰極左，另一類則為共陽極右，下列圖給出了兩種類型的內(nèi)部電路原理及相應(yīng)的管腳圖。圖4 點(diǎn)陣內(nèi)部原理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5*7點(diǎn)陣顯示器用于顯示西文字母58點(diǎn)陣顯示器用于顯示中西文，8*8點(diǎn)陣可以用于顯示簡(jiǎn)單的中文文字，也可用于簡(jiǎn)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的控制方式目前常見的是并行傳輸方式，通過8位鎖存器將8位總線上的列數(shù)據(jù)進(jìn)展鎖存顯示，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

11、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)1616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，布線構(gòu)造也不一樣，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。本錢有所下降，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開展以適應(yīng)要求，從

12、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。1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)，無疑增加了硬件本錢。因此，8051控制的條屏只能用于顯示內(nèi)容及其簡(jiǎn)單，不需要經(jīng)常更改顯示內(nèi)容的場(chǎng)合。2以PIC單片機(jī)為控制器的LED顯示屏。因PI

13、C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)降低了硬件本錢。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。3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L(zhǎng)ED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)。但是其本錢較高，開發(fā)難度較大。4以ARM32位RISC架構(gòu)高性能微

14、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(jiǎn)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)把戲繁多的顯示方式，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。3 硬件電路設(shè)計(jì)3.1 總體設(shè)計(jì)96*16LED顯示點(diǎn)陣 單片機(jī) 行驅(qū)動(dòng)器列驅(qū)動(dòng)器 圖5 硬件電路3.2 系統(tǒng)硬件概述3.2.1 仿真電路組成整個(gè)電路由單片機(jī)AT89C51，12個(gè)74HC164，6個(gè)74HC154，

15、1個(gè)74LS138,24個(gè)88的LED。該電路所設(shè)計(jì)的電子屏可顯示多個(gè)漢字，需要24個(gè)1616 LED點(diǎn)陣模塊，可組成1664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 圖6 AT89C51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(jiǎn)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

16、。AT89C51引腳即外觀如下圖。譯碼器是組合邏輯電路的一個(gè)重要的器件，74HC154為 4 線16線譯碼器，中選通端E1、E2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。假設(shè)將E1和E2 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070. 74HC164 是 8 位邊沿觸發(fā)式移位存放器，串行輸入數(shù)據(jù)，然后并行輸出。數(shù)據(jù)通過兩個(gè)輸入端1 或 2之一串行輸入，任一輸入端可以用作高電平使能端，控制另一輸入端的數(shù)據(jù)輸入。兩個(gè)輸入端或者連接在一起，或者把不用的輸入端接高電平，一定不要懸空。 時(shí)鐘 每次由低變高時(shí)，

17、數(shù)據(jù)右移一位，輸入到 3，3是兩個(gè)數(shù)據(jù)輸入端1和 2的邏輯與，它將上升時(shí)鐘沿之前保持一個(gè)建立時(shí)間的長(zhǎng)度。 主復(fù)位輸入端上的一個(gè)低電平將使其它所有輸入端都無效，同時(shí)非同步地去除存放器，強(qiáng)制所有的輸出為低電平。3.2.2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

18、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，*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，*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)

19、據(jù)存儲(chǔ)例如執(zhí)行MOV*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MOV*RI指令時(shí)，P2口線上的內(nèi)容也即特殊功能存放器SFR區(qū)中R2存放器的內(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)

20、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。3.3 LED顯示電路3.3.1 驅(qū)動(dòng)顯示電路圖7 顯示驅(qū)動(dòng)電路圖3.3.2 LED顯示屏顯示 圖8 LED顯示3.3.3 譯碼電路 圖9 譯碼電路3.4 字模提取字模生成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。在電腦硬

21、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)。2 LED顯示屏領(lǐng)域字模實(shí)現(xiàn)技

22、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，軟件翻開后輸入漢字，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)展動(dòng)態(tài)文字顯示時(shí)，通用智能顯示單元僅承受漢字的機(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。3 軟件控制系統(tǒng)字模提取的分析與設(shè)計(jì)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

23、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1616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，也就防止了在單片機(jī)中加載硬漢字庫模塊，從而

24、簡(jiǎn)化了硬件模塊的設(shè)計(jì)。下面為字模中的漢字。 圖10 字模提取漢字4軟件設(shè)計(jì) 本軟件要*現(xiàn)如下要求：漢字要穩(wěn)定、明亮并且文字要以一定速度上升滾動(dòng)顯示。顯示屏軟件模塊：初始化程序、主程序、多字滾動(dòng)、顯示程序、掃描程序。顯示程序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。軟件設(shè)計(jì)中，顯示屏的軟件系統(tǒng)分為兩層；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)和其他控制信號(hào)，配合完成LED顯示屏的掃描顯示工作。顯示驅(qū)動(dòng)器程序由定時(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

25、序來實(shí)現(xiàn)。4.1顯示驅(qū)動(dòng)程序顯示驅(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掃描顯示屏的刷新率幀頻計(jì)算公式如下：刷頻率幀頻=1/16T0溢=1/16f/1265536-t 其中f位晶振頻率，t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)送給移位存放器。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)，重新翻開顯示。下列圖為顯示驅(qū)動(dòng)程序顯示屏掃描函數(shù)流程圖進(jìn)入中斷消 隱定時(shí)器賦初值切換顯示數(shù)據(jù)讀取行號(hào)并

26、增加1發(fā)送新行號(hào)，翻開顯示送新行顯示數(shù)據(jù)退出中斷圖11 顯示驅(qū)動(dòng)程序流程圖 4.2系統(tǒng)主程序本設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟件能使系統(tǒng)LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(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。系統(tǒng)主程序開場(chǎng)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；然后以左右滾動(dòng)效果顯示圖形，停留約幾秒；按鍵接著向右滾動(dòng)顯示基于單片機(jī)的漢字顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)這幾個(gè)漢字及一個(gè)圖形，由于單片機(jī)沒有停機(jī)指令，所以可以設(shè)置系統(tǒng)程序不斷的循環(huán)執(zhí)行上述顯示效果。單元顯示屏可以接收來自控制器主控制電路板或上一級(jí)顯示單元模塊傳輸下來的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這

27、些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級(jí)顯示模塊單元中，因此顯示板可擴(kuò)展至更多的顯示單元，用于顯示更多的顯示內(nèi)容。如果想改變些事內(nèi)容，先用字模產(chǎn)生字代碼，將用這段代碼覆蓋原來的代碼，即可顯示你想要的內(nèi)容。開場(chǎng)系統(tǒng)初始化左滾屏顯示效果右滾屏顯示效果顯示效果 圖12 系統(tǒng)主程序4.3 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(jiǎn)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)展選通，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

28、操作，就可顯示各種圖形或文字信息。點(diǎn)陣式LED漢字廣告屏絕大局部是采用動(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88點(diǎn)陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。圖中，紅色水平線Y0、Y1Y7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*0、*1*7叫做列線，接內(nèi)部每列8個(gè)LED

29、的陰極，相鄰兩列線間絕緣。在這種形式的LED點(diǎn)陣模塊中，假設(shè)在*行線上施加高電平用1表示，在*列線上施加低電平用0表示。則行線和列線的穿插點(diǎn)處的LED就會(huì)有電流流過而發(fā)光。比方，Y7為1，*0為0,則右下角的LED點(diǎn)亮。再如Y0為1，*0到*7均為0，則最上面一行8個(gè)LED全點(diǎn)亮?，F(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。其過程如下列圖所示 圖13 動(dòng)態(tài)顯示過程5 系統(tǒng)功能調(diào)試分析在proteus仿真軟件中運(yùn)行測(cè)試AT89C51、74HC164、74HC154等芯片和LED顯示器均能正常運(yùn)行并完整的顯示出了本次設(shè)計(jì)所要求的效果，所以各個(gè)模塊功能正常。在仿真軟件proteus中運(yùn)行測(cè)試系

30、統(tǒng)整體功能，一切正常。實(shí)現(xiàn)了漢字的左右滾動(dòng)顯示，完整的顯示出了基于單片機(jī)的漢字顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)浮動(dòng)漢字。就是在顯示漢字的過程中速度有點(diǎn)跟不上去，和導(dǎo)師聯(lián)系溝通后知道是由于系統(tǒng)軟件本身存在的問題，也有電腦CPU的配置有關(guān)聯(lián)。在不斷的調(diào)試程序后LED顯示屏顯示出所要設(shè)計(jì)的結(jié)果。結(jié)語本次設(shè)計(jì)是基于單片機(jī)的漢字顯示系統(tǒng)，顯示基于單片機(jī)的漢字顯示系統(tǒng)與設(shè)計(jì)，通過本次學(xué)習(xí)，重新復(fù)習(xí)了以前學(xué)的AT89C51單片機(jī)的相關(guān)知識(shí)，也熟悉了proteus仿真軟件以及keil編程軟件的運(yùn)用。同時(shí)對(duì)LED顯示屏這個(gè)行業(yè)有了較為深刻的了解和認(rèn)識(shí)，目前我國的信息行業(yè)開展迅速，作為主要平面顯示媒介的LED顯示屏的作用也越練越廣泛

31、，相關(guān)的從業(yè)人員也會(huì)越來越緊缺。但同時(shí)應(yīng)該清楚的認(rèn)識(shí)到我國的LED技術(shù)雖然開展迅速但和世界先進(jìn)水平還有一定的差距。參考文獻(xiàn)1 *欣銘,*廣斌.LED顯示屏技術(shù)綜述.*電力，20032 陽進(jìn).基于單片機(jī)的LED顯示屏的漢字顯示.中國科技信息，20053 Mark Nelson著.瀟湘工作室譯.串行通信開發(fā)指南.中國水利水電，2002.4 王宜懷.單片機(jī)原理及其嵌入式應(yīng)用教程.希望電子，2002.5 韓潤萍,陳小萍.點(diǎn)陣LED顯示屏控制系統(tǒng).微計(jì)算機(jī)信息，20036李建忠編著.單片機(jī)原理及應(yīng)用.*電子科技大學(xué)，20027李群芳，肖看編著.單片機(jī)原理、接口及應(yīng)用.清華大學(xué)，20058于海生編著.微型

32、計(jì)算機(jī)控制技術(shù).清華大學(xué)，20089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).清華大學(xué)，200810江曉安，董秀峰編著.數(shù)字電子技術(shù)(第二版).*電子科技大學(xué)，200511李念強(qiáng)，王玉泰，*魯，*羽編著.單片機(jī)原理及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)，2007 附錄*LED顯示程序*#include#define N 2#define a 96sbit E1=P37;int Number=0;unsigned int Flag=0;unsigned char code table_0=0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,

33、0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*07,0*b6,0*b5,0*b3,0*b7,0*07,

34、0*b7,0*b3,0*b5,0*b6,0*03,0*f7,0*ff,0*ff,/單0*ff,0*ff,0*01,0*df,0*df,0*df,0*df,0*df,0*c0,0*df,0*df,0*df,0*df,0*cf,0*df,0*ff,/片0*ef,0*ef,0*2f,0*00,0*6f,0*ef,0*ff,0*03,0*fb,0*fb,0*fb,0*01,0*fb,0*ff,0*ff,0*ff,/機(jī);unsigned char code table_1=0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*ff,0*