微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)

PAGE計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程名稱微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù)設(shè)計(jì)題目點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)學(xué)生姓名學(xué)號專業(yè)班級指導(dǎo)教師目錄一、概述 1二、設(shè)計(jì)目的和要求 1三、硬件介紹 13.1發(fā)光二極管簡介 13.28255簡介 2四、原理分析 34.1LED顯示塊原理 34.2點(diǎn)陣LED功能的說明 34.3點(diǎn)陣LED各引腳的測試方法 44.4點(diǎn)陣顯示器顯示系統(tǒng)原理圖 54.5點(diǎn)陣LED功能的說明 54.6點(diǎn)陣LED各引角的測試方法 5五、電子顯示屏的設(shè)計(jì) 65.1電子顯示屏的電路設(shè)計(jì) 65.2點(diǎn)陣顯示器顯示系統(tǒng)程序流程圖 6六、總結(jié)和體會 8七、參考文獻(xiàn) 8附錄 9河南理工大學(xué)微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)PAGE11點(diǎn)陣電子顯示屏設(shè)計(jì)一、概述LED電子顯示屏是由幾萬--幾十萬個半導(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)達(dá)到了實(shí)用階段。LED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、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點(diǎn)。LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點(diǎn)分不開的。這些優(yōu)點(diǎn)概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)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、全色化方向發(fā)展。二、設(shè)計(jì)目的和要求設(shè)計(jì)目的：設(shè)計(jì)一個點(diǎn)陣電子顯示屏設(shè)計(jì)要求：8X8點(diǎn)陣LED字符顯示器能顯示“電子設(shè)計(jì)”幾個漢字三、硬件介紹3.1發(fā)光二極管簡介發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當(dāng)電子與空穴復(fù)合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。它是半導(dǎo)體二極管的一種，可以把電能轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦浴．?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光原理發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。3.28255簡介8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強(qiáng)。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的3個總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。功能特性(1)一個并行輸入/輸出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作為CPU總線與外圍的接口.(2)具有24個可編程設(shè)置的I/O口,即3組8位的I/O口為PA口,PB口和PC口.它們又可分為兩組12位的I/O口,A組包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B組包括B口及C口(低4位,PC0~PC3).A組可設(shè)置為基本的I/O口,閃控(STROBE)的I/O閃控式,雙向I/O3種模式;B組只能設(shè)置為基本I/O或閃控式I/O兩種模式,而這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定.四、原理分析4.1LED顯示塊原理點(diǎn)陣LED顯示塊由64個發(fā)光二極管排列成8行x8列的點(diǎn)陣（如圖2.2所示，圖中每個小圓圈就是一個發(fā)光二極管）。在同一行中的8個發(fā)光二極管的所有正極連接在一起，由一個引腳引出，在同一列中的8個發(fā)光二極管的所有負(fù)極連接在一起，由一個引腳引出，這樣共有8個行引出腳和8個列引出腳。根據(jù)矩陣焊接面引腳與8255A芯片相連接，如要顯示一個復(fù)雜圖形或字符時，可以按逐列顯示或按逐行顯示，即一列一列（或一行一行）將要顯示的點(diǎn)陣信息顯示出來。本設(shè)計(jì)采用逐列掃描的方式實(shí)現(xiàn)。圖4.18*8點(diǎn)陣LED等效電路4.2點(diǎn)陣LED功能的說明行掃描采用高電頻有效,列掃描采用低電頻有效,也就是說只有當(dāng)某一行為高電頻且某一列為低電頻時，這一行和這一列對應(yīng)的發(fā)光二極管才發(fā)光,點(diǎn)陣LED有16個引角,因?yàn)楦饕堑墓δ軟]有確定,所以要測試每個引角的功能.圖4.28*8點(diǎn)陣LED外觀圖圖4.38*8點(diǎn)陣LED引腳圖4.3點(diǎn)陣LED各引腳的測試方法選取其中的任意8個引腳接到PA口，另外8個引腳接到PB口。然后初始化8255A。這時PA,PB都是輸出方式，在PA，PB口隨便輸出一個控制字，這時點(diǎn)陣燈就會亮。當(dāng)斷開某個引腳時，若某行或某列的燈熄滅，則說明這個引腳是控制該行或該列的。設(shè)行控制引腳為A,B,C,D,E,F,G,H;列控制引腳為0,1,2,3,4,5,6,7.測試結(jié)果:上面的8個引腳依次為7,6,G,0,E,5,3,H;下面8個引腳依次為D,B,1,2,A,4,C,F圖4.4引腳測試將8255A的PA口接到點(diǎn)陣LED的行控制引腳上,分別為：PA7-A,PA6-B,PA5-C,PA4-D,PA3-E,PA2-F,PA1-G,PA0-H.將8255A的PB口接都點(diǎn)陣LED的列控制引腳上,分別為：PB7-0,PB6-1,PB5-2,PB4-3,PB3-4,PB2-5,PB1-6,PB0-74.4點(diǎn)陣顯示器顯示系統(tǒng)原理圖8255芯片A口控制LED行，B口控制LED列，按列掃描，先寫出B0列的8行對應(yīng)的二進(jìn)制編碼，高電平為亮，用二進(jìn)制“1”表示，低電平為滅，用“0”表示，舉個例子，要顯示“05圖4.5點(diǎn)陣顯示器顯示系統(tǒng)電路的原理圖4.5點(diǎn)陣LED功能的說明行掃描采用高電頻有效,列掃描采用低電頻有效,也就是說只有當(dāng)某一行為高電頻且某一列為低電頻時這一行和這一列對應(yīng)的發(fā)光二極管才發(fā)光,點(diǎn)陣LED有16個引角,因?yàn)楦饕堑墓δ軟]有確定,所以要測試每個引角的功能。4.6點(diǎn)陣LED各引角的測試方法隨便選8個引腳接到8255A的PA口,剩下的8個引腳接PB口,初始化8255A,使PA,PB口都為輸出方式,在PA,PB口隨便輸出一個控制字.這時點(diǎn)陣LED上有燈亮,然后斷開某個引腳,如果這時有某行或某列的燈熄滅,則說明這個引腳是控制某行或某列的,設(shè)行控制引腳為A,B,C,D,E,F,G,H;列控制引腳為0,1,2,3,4,5,6,7.測試結(jié)果:上面的8個引腳依次為7,6,G,0,E,5,3,H;下面8個引腳依次為D,B,1,2,A,4,C,F。五、電子顯示屏的設(shè)計(jì)5.1電子顯示屏的電路設(shè)計(jì)圖5.1實(shí)驗(yàn)接線圖5.2點(diǎn)陣顯示器顯示系統(tǒng)程序流程圖本系統(tǒng)不僅要求顯示屏能夠顯示，而且要求能夠顯示出漢字“電子設(shè)計(jì)”，在LED組成的電子顯示屏上，亮的地方用1表示，不亮的用0表示，如圖5.2所示，“電”字：圖5.2所以為了實(shí)現(xiàn)漢字的顯示，要對四個漢字進(jìn)行編碼。電子顯示屏系統(tǒng)的流程圖如圖5.3所示：8255初始化，以端口方式0輸出8255初始化，以端口方式0輸出通過8次移位，將8255輸出端輸出高電平，清除所有顯示。顯示自摸指針SL，字模字節(jié)數(shù)CX=8取一個字模BUF【SI】到8255端口A指針加1，取下一個字模到8255端口A按列掃描，顯示所有字模對應(yīng)的亮點(diǎn)，組成漢字調(diào)用延時子程序DELAY，穩(wěn)定顯示漢字循環(huán)執(zhí)行取字模輸出字模子程序8B輸出是否完成？NY開始圖5.3點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)流程圖本系統(tǒng)的程序清單見附錄六、總結(jié)和體會通過這次課程設(shè)計(jì)我加深了對8255的認(rèn)識，加深了對電子顯示屏的工作原理的認(rèn)識。在本次電子顯示屏設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)中，由于之前知識掌握的不夠牢固，而且接觸了很多新的知識，所以在課程設(shè)計(jì)的過程中遇到了不少的問題。導(dǎo)致系統(tǒng)的功能和健壯性不是很完善，還好所要求的基本功能都已實(shí)現(xiàn)。兩周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這過程中，有失也有得，有成功的喜悅，也有因知識掌握不全面而導(dǎo)致苦難重重所付出的代價。由于自身沒有掌握好所學(xué)的知識，加上課程設(shè)計(jì)過程中遇到了很多新的東西，所以課程設(shè)計(jì)過程中遇到的很多問題，通過查閱資料，請教老師和同學(xué)，最終都得以解決。在這里感謝老師和同學(xué)對我的幫助！七、參考文獻(xiàn)[1]李長青，微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù).江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.[2]彭介華，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：高等教育出版社，2000.[3]潘新民，微型計(jì)算機(jī)控制技術(shù).北京：人民郵電出版社，1999.[4]宋杰等編著，微機(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.4附錄INCLUDEL.INC.386P;****************根據(jù)查看端口資源修改下列符號值*******************IOY0EQU0a800H;片選IOY0對應(yīng)的端口始地址;*****************************************************************MY8259_ICW1EQUIOY0+00H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW1端口地址MY8259_ICW2EQUIOY0+04H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW2端口地址MY8259_ICW3EQUIOY0+04H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW3端口地址MY8259_ICW4EQUIOY0+04H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW4端口地址MY8259_OCW1EQUIOY0+04H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的OCW1端口地址MY8259_OCW2EQUIOY0+00H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的OCW2端口地址MY8259_OCW3EQUIOY0+00H;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的OCW3端口地址STACK1SEGMENTSTACKDW256DUP(?)STACK1ENDSDATASEGMENTUSE16ADDRDW?DATAENDSCODESEGMENTUSE16ASSUMECS:CODE,DS:DATASTART:MOVAX,DATAMOVDS,AXMOVDX,MY8259_ICW1;初始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW1MOVAL,13H;邊沿觸發(fā)、單片8259、需要ICW4OUTDXMOVDX,MY8259_ICW2;初始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW2MOVAL,08HOUTDXMOVDX,MY8259_ICW4;初始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW4MOVAL,01H;非自動結(jié)束EOIOUTDXMOVDX,MY8259_OCW1;初始化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的OCW1MOVAL,0FCH;打開IR0和IR1的屏蔽位OUTDXQUERY:MOVAH,1;判斷是否有按鍵按下INT16HJNZQUIT;有按鍵則退出MOVDX,MY8259_OCW3;向8259的OCW3發(fā)送查詢命令MOVAL,0CHOUTDXINAL,DX;讀出查詢字TESTAL,80H;判斷中斷是否已響應(yīng)JZQUERY;沒有響應(yīng)則繼續(xù)查詢ANDAL,03HCMPAL,00HJEIR0ISR;若為IR0請求，跳到IR0處理程序JNEIR1ISR;若為IR1請求，跳到IR1處理程序JMPQUERYIR0ISR:MOVADDR,OFFSETHZDOT;取漢字?jǐn)?shù)組始地址MOVSI,ADDRA1:MOVCX,20H;控制1屏顯示時間LOOP2:CALLDISPHZSUBSI,32LOOPLOOP2KEY:MOVAH,1;判斷是否有按鍵按下？INT16HJNZQUITADDSI,2MOVAX,SISUBAX,ADDRCMPAX,352;比較文字是否顯示完畢JNBIR0ISRJMPA1QUIT:MOVEAX,0