基于單片機(jī)的點陣LED漢字顯示系統(tǒng)

基于單片機(jī)的點陣LED漢字顯示系統(tǒng)學(xué)生姓名：××班級：××指導(dǎo)老師：××摘要：隨著電子技術(shù)和計算機(jī)控制技術(shù)在客車上的日益廣泛的應(yīng)用，客車內(nèi)的路牌顯示器也經(jīng)歷了從燈光路牌、翻板式電子模塊路牌、CRT顯示、LCD液晶顯示和LED點陣顯示等幾種開展類型；顯示信息也從固定內(nèi)容開展到任意內(nèi)容的多種顯示方式；對顯示信息的編輯、修改，也由遙控鍵盤有線通訊模式開展到用計算機(jī)編輯文字，在經(jīng)專用無線控制器將其發(fā)射到各站點的通訊模式。以后的開展趨勢是衛(wèi)星定位系統(tǒng)站點顯示器，客車內(nèi)站牌顯示器由天線、衛(wèi)星定位模塊、微處理器、LED點陣驅(qū)動電路、LED點陣站牌和電可擦寫存儲器構(gòu)成。本文論述了一種小型嵌入式LED點陣顯示系統(tǒng)的驅(qū)動電路和漢字編碼方法以及運用Proteus軟件及keil軟件的仿真和實現(xiàn);驅(qū)動電路采用行驅(qū)動芯片74HC154,列驅(qū)動芯片74HC595,結(jié)合尋址電路,對每個LED點動態(tài)驅(qū)動;顯示程序采用行掃描,列順序輸出碼值的方法,結(jié)合四段式漢字編碼方法,無間斷和延遲的在LED陣上輸出漢字。整個系統(tǒng)試驗后運行穩(wěn)定美觀,功耗低,且有很大的擴(kuò)展空間。關(guān)鍵詞：80C51單片機(jī)LED仿真protues軟件keil軟件指導(dǎo)老師簽字：目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1引言12proteus仿真軟件22.1proteus仿真軟件簡介22.2proteus功能特點22.3proteus功能模塊33Keil軟件53.1Keil仿真軟件簡介53.2KeilC51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)53.3proteus與keil進(jìn)行聯(lián)調(diào)64電路工作原理及參數(shù)介紹74.1硬件電路74.2顯示電路95仿真軟件在本文中的具體應(yīng)用105.1電路原理圖的設(shè)計方法和步驟105.2源程序的建立與編譯136結(jié)論20致謝21參考文獻(xiàn)22附錄23基于單片機(jī)的點陣LED漢字顯示系統(tǒng)1引言Proteus是嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計仿真平臺，它的特點是能夠把用戶編寫的應(yīng)用程序下載到微處理器(MCU)中，并結(jié)合外界連線及模擬、數(shù)字電路對微處理器進(jìn)行系統(tǒng)邏輯功能的控制。常用的微處理器有MCS-51系列和AT89系列等，Proteus的使用徹底改變了傳統(tǒng)單片機(jī)的學(xué)習(xí)和開發(fā)方式，可在沒有硬件條件的根底上進(jìn)行邏輯控制電路設(shè)計，大幅縮短了開發(fā)周期，節(jié)約了開發(fā)本錢，極大的提高了設(shè)計效率和設(shè)計水平。本文在Proteus仿真平臺上完成了單片機(jī)控制的4×64LED漢字點陣顯示電路的設(shè)計。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。LED點陣電子顯示屏是集微電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示屏系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷，動態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。同時也可廣泛應(yīng)用到軍事、車站、賓館、體育、新聞、金融、證券、廣告以及交通運輸?shù)仍S多行業(yè)。2proteus仿真軟件2.1proteus仿真軟件簡介Proteus軟件是英國Labcenterelectronics公司出版的EDA工具軟件〔該軟件中國總代理為廣州風(fēng)標(biāo)電子技術(shù)〕。它不僅具有其它EDA工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。它是目前最好的仿真單片機(jī)及外圍器件的工具。雖然目前國內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。Proteus是世界上著名的EDA工具(仿真軟件)，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設(shè)計，真正實現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、PCB設(shè)計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計平臺，其處理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等，2023年即將增加Cortex和DSP系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。在編譯方面，它也支持IAR、Keil和MPLAB等多種編譯器。2.2proteus功能特點proteus軟件和我們手頭的其他電路設(shè)計仿真軟件的不同即他的功能不是單一的。它的強(qiáng)大的元件庫可以和任何電路設(shè)計軟件相媲美；它的電路仿真功能可以和multisim相媲美，且獨特的單片機(jī)仿真功能是multisim及其他任何仿真軟件都不具有的；它的pcb電路制版功能可以和protel相媲美。它的功能不但強(qiáng)大，而且每種功能都毫不遜于protel，是廣闊電子設(shè)計愛好者難得的一個工具軟件。Proteus軟件具有其它EDA工具軟件〔例：multisim〕的功能。這些功能是：〔1〕原理布圖〔2〕PCB自動或人工布線〔3〕SPICE電路仿真革命性的特點〔1〕互動的電路仿真用戶甚至可以實時采用諸如RAM，ROM，鍵盤，馬達(dá)，LED，LCD，AD/DA，局部SPI器件，局部IIC器件。〔2〕仿真處理器及其外圍電路可以仿真51系列、AVR、PIC、ARM、等常用主流單片機(jī)。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運行后輸入輸出的效果。配合系統(tǒng)配置的虛擬邏輯分析儀、示波器等，Proteus建立了完備的電子設(shè)計開發(fā)環(huán)境。2.3proteus功能模塊〔1〕智能原理圖設(shè)計〔ISIS〕豐富的器件庫：超過27000種元器件，可方便地創(chuàng)立新元件；智能的器件搜索：通過模糊搜索可以快速定位所需要的器件；智能化的連線功能：自動連線功能使連接導(dǎo)線簡單快捷，大大縮短繪圖時間；支持總線結(jié)構(gòu)：使用總線器件和總線布線使電路設(shè)計簡明清晰；可輸出高質(zhì)量圖紙：通過個性化設(shè)置，可以生成印刷質(zhì)量的BMP圖紙，可以方便地供WORD、POWERPOINT等多種文檔使用。〔2〕完善的電路仿真功能〔Prospice〕ProSPICE混合仿真：基于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SPICE3F5，實現(xiàn)數(shù)字/模擬電路的混合仿真；超過27000個仿真器件：可以通過內(nèi)部原型或使用廠家的SPICE文件自行設(shè)計仿真器件，Labcenter也在不斷地發(fā)布新的仿真器件，還可導(dǎo)入第三方發(fā)布的仿真器件；多樣的鼓勵源：包括直流、正弦、脈沖、分段線性脈沖、音頻〔使用wav文件〕、指數(shù)信號、單頻FM、數(shù)字時鐘和碼流，還支持文件形式的信號輸入；豐富的虛擬儀器：13種虛擬儀器，面板操作逼真，如示波器、邏輯分析儀、信號發(fā)生器、直流電壓/電流表、交流電壓/電流表、數(shù)字圖案發(fā)生器、頻率計/計數(shù)器、邏輯探頭、虛擬終端、SPI調(diào)試器、I2C調(diào)試器等；生動的仿真顯示：用色點顯示引腳的數(shù)字電平，導(dǎo)線以不同顏色表示其對地電壓大小，結(jié)合動態(tài)器件〔如電機(jī)、顯示器件、按鈕〕的使用可以使仿真更加直觀、生動；高級圖形仿真功能〔ASF〕：基于圖標(biāo)的分析可以精確分析電路的多項指標(biāo)，包括工作點、瞬態(tài)特性、頻率特性、傳輸特性、噪聲、失真、傅立葉頻譜分析等，還可以進(jìn)行一致性分析；〔3〕獨特的單片機(jī)協(xié)同仿真功能〔VSM〕支持主流的CPU類型：如ARM7、8051/52、AVR、PIC10/12、PIC16、PIC18、PIC24、dsPIC33、HC11、BasicStamp、8086、MSP430等，CPU類型隨著版本升級還在繼續(xù)增加，如即將支持CORTEX、DSP處理器；支持通用外設(shè)模型：如字符LCD模塊、圖形LCD模塊、LED點陣、LED七段顯示模塊、鍵盤/按鍵、直流/步進(jìn)/伺服電機(jī)、RS232虛擬終端、電子溫度計等等，其COMPIM〔COM口物理接口模型〕還可以使仿真電路通過PC機(jī)串口和外部電路實現(xiàn)雙向異步串行通信；實時仿真：支持UART/USART/EUSARTs仿真、中斷仿真、SPI/I2C仿真、MSSP仿真、PSP仿真、RTC仿真、ADC仿真、CCP/ECCP仿真；編譯及調(diào)試：支持單片機(jī)匯編語言的編輯/編譯/源碼級仿真，內(nèi)帶8051、AVR、PIC的匯編編譯器，也可以與第三方集成編譯環(huán)境〔如IAR、Keil和Hitech〕結(jié)合，進(jìn)行高級語言的源碼級仿真和調(diào)試；〔4〕實用的PCB設(shè)計平臺原理圖到PCB的快速通道：原理圖設(shè)計完成后，一鍵便可進(jìn)入ARES的PCB設(shè)計環(huán)境，實現(xiàn)從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計；先進(jìn)的自動布局/布線功能：支持器件的自動/人工布局；支持無網(wǎng)格自動布線或人工布線；支持引腳交換/門交換功能使PCB設(shè)計更為合理；完整的PCB設(shè)計功能：最多可設(shè)計16個銅箔層，2個絲印層，4個機(jī)械層〔含板邊〕，靈活的布線策略供用戶設(shè)置，自動設(shè)計規(guī)那么檢查，3D可視化預(yù)覽；多種輸出格式的支持：可以輸出多種格式文件，包括Gerber文件的導(dǎo)入或?qū)С觯憷c其它PCB設(shè)計工具的互轉(zhuǎn)〔如protel〕和PCB板的設(shè)計和加工。3Keil軟件3.1Keil仿真軟件簡介單片機(jī)開發(fā)中除必要的硬件外，同樣離不開軟件，我們寫的匯編語言源程序要變?yōu)镃PU可以執(zhí)行的機(jī)器碼有兩種方法，一種是手工匯編，另一種是機(jī)器匯編，目前已極少使用手工匯編的方法了。機(jī)器匯編是通過匯編軟件將源程序變?yōu)闄C(jī)器碼，用于MCS-51單片機(jī)的匯編軟件有早期的A51，隨著單片機(jī)開發(fā)技術(shù)的不斷開展，從普遍使用匯編語言到逐漸使用高級語言開發(fā)，單片機(jī)的開發(fā)軟件也在不斷開展，Keil軟件是目前最流行開發(fā)MCS-51系列單片機(jī)的軟件，這從近年來各仿真機(jī)廠商紛紛宣布全面支持Keil即可看出。Keil提供了包括C編譯器、宏匯編、連接器、庫管理和一個功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā)方案，通過一個集成開發(fā)環(huán)境〔uVision〕將這些局部組合在一起。運行Keil軟件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空閑的硬盤空間、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系統(tǒng)。掌握這一軟件的使用對于使用51系列單片機(jī)的愛好者來說是十分必要的，如果你使用C語言編程，那么Keil幾乎就是你的不二之選〔目前在國內(nèi)你只能買到該軟件、而你買的仿真機(jī)也很可能只支持該軟件〕，即使不使用C語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強(qiáng)大的軟件仿真調(diào)試工具也會令你事半功倍。3.2KeilC51單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)C51工具包的整體結(jié)構(gòu)，uVision與Ishell分別是C51forWindows和forDos的集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，可以完成編輯、編譯、連接、調(diào)試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用IDE本身或其它編輯器編輯C或匯編源文件。然后分別由C51及C51編譯器編譯生成目標(biāo)文件(.OBJ)。目標(biāo)文件可由LIB51創(chuàng)立生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng)L51連接定位生成絕對目標(biāo)文件(.ABS)。ABS文件由OH51轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的Hex文件，以供調(diào)試器dScope51或tScope51使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如EPROM中。使用獨立的Keil仿真器時，考前須知仿真器標(biāo)配11.0592MHz的晶振，但用戶可以在仿真器上的晶振插孔中換插其他頻率的晶振。仿真器上的復(fù)位按鈕只復(fù)位仿真芯片，不復(fù)位目標(biāo)系統(tǒng)。仿真芯片的31腳〔/EA〕已接至高電平，所以仿真時只能使用片內(nèi)ROM，不能使用片外ROM；但仿真器外引插針中的31腳并不與仿真芯片的31腳相連，故該仿真器仍可插入到擴(kuò)展有外部ROM〔其CPU的/EA引腳接至低電平〕的目標(biāo)系統(tǒng)中使用。3.3proteus與keil進(jìn)行聯(lián)調(diào)1、把proteus安裝目錄下VDM51.dll〔C:\ProgramFiles\LabcenterElectronics\Proteus6Professional\MODELS〕文件復(fù)制到Keil安裝目錄的\C51\BIN目錄中。2、編輯C51安裝目錄內(nèi)的tools.ini文件,在C51字段參加:TDRV1=BIN\VDM51.DLL("PROTEUSVSMMONITOR51DRIVER")注意這里TDRV1中的1按實際情況選擇一個不重復(fù)的就可，括號內(nèi)的說明可隨意。3、翻開proteus畫出相應(yīng)的電路，在proteus菜單里DEBUG內(nèi)，選中useremotedebugmonitor4、在keil編寫MCU程序，在菜單project中選擇optionfortarget‘工程名'內(nèi)的在DEBUG頁，選中右上部的下拉菜選中ProteusMonitor51Driver。還要點中Use前面的小園點。在進(jìn)入seting，如果同一臺機(jī)IP名為,如不是同一臺機(jī)那么填另一臺的IP地址。端口號一定為8000注意：可以在一臺機(jī)器上運行keil，另一臺中運行proteus進(jìn)行遠(yuǎn)程仿真。5、在KEIL中,按CTRL+F5開始調(diào)試，proteus就自動運行，進(jìn)行仿真了4電路工作原理及參數(shù)介紹4.1硬件電路該電路由80C51芯片、時鐘電路、復(fù)位電路、列掃描驅(qū)動電路、性掃描驅(qū)動電路、四塊8*8LED點陣組成，電路框圖如圖4.1。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。我們在實際應(yīng)用中是將LED點陣的8條列線通過驅(qū)動電路接在P2口1條和P3口2條行線通過兩塊74HC595接在列線上。漢字掃描顯示的根本過程是這樣的：通電后由于電阻R1，電容C3的作用，使單片機(jī)的RST復(fù)位腳電平先高后低，從而到達(dá)復(fù)位；之后，在C1、C2、X以及單片機(jī)內(nèi)部時鐘電路的作用下，單片機(jī)80C51按照設(shè)定的程序在P2和P0接口輸出與內(nèi)部漢字對應(yīng)的代碼電平送至LED點陣的行列線(高電平驅(qū)動)，從而選中相應(yīng)的象素LED發(fā)光，并利用人眼的視覺暫留特性合成整個漢字的顯示。硬件電路組成框圖如圖4.2所示。各局部參數(shù)簡介如下：8051是MCS-51系列單片機(jī)的典型產(chǎn)品，包含中央處理器、程序存儲器(ROM)、數(shù)據(jù)存儲器(RAM)、定時/計數(shù)器、并行接口、串行接口和中斷系統(tǒng)等幾大單元及數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線等三大總線，80C本論文用四個8x8點陣顯示可構(gòu)成16x16點陣顯示器，其連接方法如圖4.2所示。圖中，將(A)和(B)的8列、(C)和(D)的8列分別對應(yīng)相連，同時將(A)和(C)的8行、(B)和(D)的8行分別對應(yīng)相連。即可形成一個16行(每一行有16個LED)、16列(每一列也有16個LED)的16x16點陣顯示器，可將這256個點稱為一頁，這樣，顯示字符時。只要對一頁中對應(yīng)的亮滅進(jìn)行控制即可。74HC154譯碼器可接受4位高有效二進(jìn)制地址輸入，并提供16個互斥的低有效輸出。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(kuò)展。4HC595同數(shù)據(jù)相關(guān)的引腳可以分為三類：DS：串行數(shù)據(jù)輸入，接Arduino的某個數(shù)字I/O引腳。Q0~Q7：8位并行數(shù)據(jù)輸出，可以直接控制8個LED，或者是七段數(shù)碼管的8個引腳。Q7′：級聯(lián)輸出端，與下一個74HC595的DS相連，實現(xiàn)多個芯片之間的級聯(lián)。晶振電路晶振電路復(fù)位電路P180C51P2P3行掃描驅(qū)動電路8*8點陣LED顯示列掃描驅(qū)動電路圖4.1硬件電路組成框圖圖4.2硬件電路4.2顯示電路本系統(tǒng)采用動態(tài)顯示模式，采用掃描方式進(jìn)行顯示。對于16X16十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼，本實驗采用點陣字體生成器查找字符代碼，軟件翻開后輸入漢字，點“生成代碼〞，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動生成，把我們所需要的數(shù)據(jù)復(fù)制到程序中即可，如圖2.3所示。可見，漢字點陣顯示一般有點掃描、行掃描和列掃描3種。為了符合視覺暫留要求，點掃描方法的掃描頻率必須大于16×64—1024Hz，周期小于1ms即可。行掃描和列掃描方法的掃描頻率必須大于16×8—128Hz，周期小于7．8ms即可，但是一次驅(qū)動一列或一行(8顆LED)時需外加驅(qū)動電路提高電流，否那么LED亮度會缺乏。顯示電路如圖4.3。圖4.3顯示電路5仿真軟件在本文中的具體應(yīng)用ProteusVSM提供了簡單的文本編輯器，用它作為源程序的編輯環(huán)境。對于不同系列的單片機(jī)，VSM均提供了相應(yīng)的編譯器，使用時可根據(jù)單片機(jī)的型號和語言要求來選取。編譯器有以下幾種：ASEM51(51系列單片機(jī)編譯器)；ASM11(Motorola單片機(jī)編譯器)；AVRASM(AtmelAVR系列單片機(jī)編譯器)；AVRASM32(AtmelAVR系列單片機(jī)編譯器)；MPASM(PIC單片機(jī)編譯器)；MPASMSWIN(PIC單片機(jī)編譯器)。5.1電路原理圖的設(shè)計方法和步驟和大多數(shù)其他電子設(shè)計軟件一樣，Proteus提供了元件制作和層次電路圖設(shè)計功能，使讀者能夠滿足一些特殊設(shè)計的需要，并能夠在電路較為復(fù)雜時，實現(xiàn)由上而下或由下而上的層次原理圖設(shè)計，以使圖紙清晰，可讀性強(qiáng)。1.創(chuàng)立一個新的設(shè)計文件首先進(jìn)入ProteusISIS編輯環(huán)境選擇【File】→【NewDesign】菜單項，在彈出的模板對話框中選擇DEFAULT模板，并將新建的設(shè)計保存在E盤根目錄下，保存文件名為“hua〞。2.設(shè)置工作環(huán)境翻開【Template】菜單，對工作環(huán)境進(jìn)行設(shè)置。在本實驗中，僅對圖紙進(jìn)行設(shè)置，其他工程使用系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)置。選擇【System】→【SetSheetSizes】菜單項，在出現(xiàn)的對話框中選擇A4復(fù)選框，單擊“OK〞按鈕確認(rèn)，即可完成頁面設(shè)置。3.拾取元器件(1)選擇【Library】→【PickDevice/Symbol】菜單項，出現(xiàn)如圖5.1所示對話框，在其中添加元器件?！?)單擊“OK〞按鈕，或在元器件列表區(qū)域雙擊元器件名稱，即可完成對該元器件的添加。添加的元器件將出現(xiàn)在對象選擇器列表中。(3)在完成了對元器件LAMP的查找后，可以按照圖4.2的要求，依次找到其他元器件。4.在原理圖中放置元器件在當(dāng)前設(shè)計文檔的對象選擇器中添加元器件后，就要在原理圖中放置元器件。下面以放置CAP為例說明具體步驟。(1)選擇對象選擇器中的CAP元器件，在ProteusISIS編輯環(huán)境主界面的預(yù)覽窗口將出現(xiàn)CAP的圖標(biāo)。(2)在編輯窗口雙擊鼠標(biāo)左鍵，元器件CAP被放置到原理圖中。(3)按照上述步驟，分別將74HC154、74HC595、80C51、CAP—ELEC、CRYSTAL、MATRIX-8X8-GREEN、RES、PHYC1812NPO330P等元器件放置到原理圖中。(4)將光標(biāo)指向編輯窗口的元器件，并單擊該對象使其高亮顯示。(5)拖動該對象到適宜的位置。(6)調(diào)整好所有元器件后，選擇【View】→【Redraw】菜單項，刷新屏幕，此時圖紙上有了全部元器件，如圖5.2所示5.編輯元器件放置好元器件后，雙擊相應(yīng)的元器件，即可翻開該元器件的編輯對話框。下面以CAP的編輯對話框為例，詳細(xì)介紹元器件的編輯方式。LAMP元器件的編輯步驟如下:(1)單擊CAP元器件，CAP將高亮顯示；(2)再次單擊CAP元器件，彈出如圖5.3所示對話框，編輯該元器件；(3)單擊“OK〞按鈕，結(jié)束元器件的編輯。6.繪制原理圖ProteusISIS具有智能化特點，在想要畫線的時候能進(jìn)行自動檢測。在兩個元器件間進(jìn)行連線的步驟如下：(1)單擊第一個對象連接點。(2)如果想讓ProteusISIS自動定出走線路徑，只需單擊另一個連接點；如果想自己決定走線路徑，只需在希望的拐點處單擊。在此過程的任一階段，都可以按“Esc〞鍵放棄畫線。按照上述步驟，分別將74HC154、74HC595、80C51、CAP—ELEC、CRYSTAL、MATRIX-8X8-GREEN、RES、PHYC1812NPO330P等元器件連線。連接后的原理圖如圖4.2所示圖5.1拾取元件對話框圖5.2元件圖圖5.3編輯元器件框圖5.2源程序的建立與編譯1.Proteus中的源程序設(shè)計與編譯(1)建立源程序文件在ProteusISIS界面中單擊菜單Soure(源程序)，在彈出的下拉菜單中單擊“Add/RemoveSourceFiles…〞(添加/移開源程序)選項，彈出如圖5.4所示對話框，單擊“CodeGenerationTool〞(目標(biāo)代碼生成工具)下方框中按鈕，彈出下拉菜單，根據(jù)需要選擇相應(yīng)的編譯器，例如“ASEM51〞(51系列單片機(jī)編譯器)。在圖5.4中單擊“New〞按鈕，彈出如圖5.5所示的對話框，在文件名框中輸入新建源程序文件名“hua.c〞，單擊“翻開〞按鈕，彈出小對話框，選擇“OK〞按鈕，新建的源程序文件就添加到圖5.4中的“SourceCodeFilename〞方框中。同時在ISIS界面的“Source〞菜單中也參加了源程序文件名“hua.c〞。(2)編寫源程序代碼單擊菜單【Source】→【hua.c】，出現(xiàn)源程序編輯窗口。編寫源程序后存盤退出。(3)源程序編譯第一次使用編譯器時需進(jìn)行相關(guān)的設(shè)置，單擊菜單【Source】→【DefineCodeGenerationTools】，出現(xiàn)Add/RemoveCodeGenerationtools…界面，進(jìn)行設(shè)置編譯源程序，生成目標(biāo)代碼文件。單擊【Source】→【BuildAll】，編譯結(jié)果在彈出的編譯日志對話框中。如果沒有錯誤便成功生成目標(biāo)代碼“.hex〞文件。本例中生成的目標(biāo)代碼文件為“hua.HEX〞。2.創(chuàng)立應(yīng)用程序雙擊keil桌面快捷圖標(biāo)即可進(jìn)入如圖5.6所示的集成開發(fā)環(huán)境編輯操作界面，主要包括三個窗口：工程工程窗口、編輯窗口和輸出窗口。單擊Project菜單，在彈出的下拉菜單中選中“NewμVisionProject〞選項，新建一個工程。然后選擇要保存的路徑，輸入工程文件的名字(比方保存到uv目錄里，工程文件的名字為“hua〞)，然后單擊“保存〞按鈕。這時會彈出一個對話框，要求選擇單片機(jī)的型號。這里可以根據(jù)所使用的單片機(jī)來選擇，Keil幾乎支持所有51核的單片機(jī)，這里以Intel的80C51SL。首先選擇Intel公司，然后單擊左邊的“+〞號選擇80C51SL之后，右邊欄是對這個單片機(jī)的根本說明，然后單擊“OK〞，在隨后彈出的對話框單擊“否〞。然后進(jìn)行選項設(shè)置，將鼠標(biāo)指針指向“Target1〞并單擊右鍵，再從彈出的右鍵菜單中單擊“OptionsforTarget〞選項。從彈出的“Options〞對話框中選擇“Output〞標(biāo)簽欄，設(shè)置其中各項。3.創(chuàng)立一個新的ASM匯編語言程序并編譯下面開始編寫源程序。(1)在菜單欄中，單擊“File〞菜單，再在下拉菜單中單擊“New〞選項，或直接單擊工具欄的快捷圖標(biāo)來建立了一個新的編輯窗口。此時光標(biāo)在編輯窗口里閃爍，這時可以輸入用戶的應(yīng)用程序了。建議首先保存該空白文件，單擊菜單上的“File〞，在下拉菜單中選中“SaveAs〞選項，在彈出對話框的“文件名〞欄右側(cè)編輯框中，輸入欲使用的文件名，同時，必須輸入正確的擴(kuò)展名，如“hua.c〞，然后，單擊“保存〞按鈕。(2)回到編輯界面后，單擊“hua〞前面的“＋〞號，然后在“SourceGroup1”上單擊右鍵，彈出快捷菜單。然后單擊“AddFiletoGroup‘SourceGroup1’〞，翻開對話框，在“文件類型〞處默認(rèn)為“CSourcefile(*.c)〞，雙擊該文件那么自動添加至工程，單擊“Close(3)然后就可以在右側(cè)的編輯區(qū)輸入?yún)R編源程序了。在輸入指令時，讀者可以看到事先保存待編輯文件的好處：Keil會自動識別關(guān)鍵字，并以不同的顏色提示用戶加以注意，這樣會使用戶少犯錯誤，有利于提高編程效率。程序輸入完畢后別忘了再次保存，如圖5.7所示。(4)程序文件編輯完畢后，單擊“Project〞菜單，選中“Builttarget〞選項(或者使用快捷鍵F7)，或者單擊工具欄的快捷圖標(biāo)來進(jìn)行建立目標(biāo)，結(jié)果如圖5.8所示4.調(diào)試并仿真編譯成功后，就可以進(jìn)行調(diào)試并仿真了。選擇“Debug〞菜單，選中“Stop/StartDebugSession〞進(jìn)行調(diào)試(或者使用快捷鍵Ctrl+F5)，或者單擊工具欄的快捷圖標(biāo)就可以進(jìn)入調(diào)試界面，在存儲器窗口的地址欄處輸入C：0000H后回車，那么可以觀看所有單片機(jī)片內(nèi)程序存儲器的內(nèi)容，如圖5.9所示。在聯(lián)機(jī)調(diào)試狀態(tài)下可以啟動程序全速運行、單步運行、設(shè)置斷點等，在電路圖中單擊兩次80C51單片機(jī)，出現(xiàn)80C51設(shè)置對話框在ProgramFile中選擇“hua.hex〞，單擊“OK〞即可。5仿真結(jié)果然后單擊菜單“?〞按鈕，啟動用戶程序全速運行，我們把所有同一行發(fā)光管的陽極連接在一起，把所有同一列發(fā)光管的陰極連在一起，先送出對應(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點亮一定的時間，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點亮相同的時間，然后熄滅；直到第十六行顯示完后又重新點亮第一行，這樣反復(fù)輪回。采用掃描方式進(jìn)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(jī)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)都送到相應(yīng)的列驅(qū)動器上去。數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。采用并行方式時，相應(yīng)的硬件數(shù)目多，當(dāng)列數(shù)很多時，并行傳輸方案是不可取。采用串行傳輸方案，可以只用一根信號線，將列數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動器，只有一行的各列數(shù)據(jù)都已經(jīng)傳輸?shù)轿恢螅@一行的各列才能并行的進(jìn)行顯示。這樣，對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)顯示兩個局部。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時間可能相當(dāng)長，在行掃描周期確定的情況下，留給行顯示的時間就太少，這就存在列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與列數(shù)據(jù)顯示時間相矛盾的問題，可以采用重疊處理的方法來解決，即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時，傳輸下一行的列數(shù)據(jù)。按照所編寫的程序中的漢字代碼進(jìn)行閃爍，運行結(jié)果如圖5.11。圖5.4Add/RemoveSourceCodeFile對話框圖5.5新建源文件對話框圖5.6keil4界面圖5.7程序輸入完畢后狀態(tài)圖5.8建立目標(biāo)結(jié)果圖5.9程序調(diào)試結(jié)果圖5.1080C51設(shè)置對話框圖5.11運行結(jié)果6結(jié)論電子電路課程設(shè)計充分利用了模擬電子技術(shù)和數(shù)字電子技術(shù)課程所學(xué)的知識，使我加深了對那兩門課的了解，通過對基于單片機(jī)的點陣LED漢字顯示系統(tǒng)的設(shè)計、安裝和調(diào)試，我學(xué)會了一下幾點：1．通過對電子技術(shù)的綜合運用，使得理論與實踐更好的相結(jié)合了，進(jìn)一步加深了對理論知識的了解，在認(rèn)識上產(chǎn)生一個飛躍。它涉及的知識面廣，需要綜合運用所學(xué)的知識，它一般沒有固定的答案、需要從實際出發(fā)、通過調(diào)查研究，查尋資料、方案比擬及設(shè)計、計算等環(huán)節(jié)，才能得到一個較理想的設(shè)計方案，更重要的是，它不光是停留在理論設(shè)計和書面答案上，而要做出符合設(shè)計要求的實際電路。在這些環(huán)節(jié)下我思考的問題的思路得到解放，使得我不在從單一方面去想一個問題，而是通過反復(fù)思考，大腦360度旋轉(zhuǎn)找出最正確答案。2．初步掌握了一般電子電路設(shè)計的方法，得到一些工程設(shè)計的初步訓(xùn)練，為以后的畢業(yè)設(shè)計奠定良好根底。3．培養(yǎng)了一定的自學(xué)能力，獨立分析問題、解決問題的能力。對設(shè)計中遇到的問題，通過獨立思考、查找工具書、參考文獻(xiàn)、尋求正確答案；對實驗中碰到的一些問題，能通過觀察、分析、判斷、改正、再實驗、再分析等根本方法去解決。4．通過課程設(shè)計這一教學(xué)環(huán)節(jié)，樹立嚴(yán)肅認(rèn)真，文明仔細(xì)，實事求是的科學(xué)作用，樹立了生產(chǎn)觀點，經(jīng)濟(jì)觀點和全局觀點。5．通過和我組里面的同學(xué)合作，完成了課程設(shè)計，鍛煉自己綜合運用所學(xué)知識的能力，并初步掌握電子技術(shù)設(shè)計的方法和步驟。6．了解了電子線路仿真Proteus軟件的使用方法。7．學(xué)會了查閱資料和手冊，而且學(xué)會了選用各種電子元器件。8．掌握常用的電子儀器儀表使用，如直流穩(wěn)壓電源、直流電壓、電流表、信號源、示波器等。9．學(xué)會掌握安裝電子線路的根本技能和調(diào)試方法，能在調(diào)試中發(fā)現(xiàn)問題和解決一些問題。致謝本論文是在××老師的悉心指導(dǎo)之下完成的?！痢晾蠋煄煖Y博的專業(yè)知識，認(rèn)真的工作態(tài)度，誠信寬厚的為人處世態(tài)度，誨人不倦的高尚師德，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)?！痢晾蠋煵粌H授我以文，而且教我做人，雖僅僅數(shù)周，卻賦予我終生受益無窮之道。本論文從開始到完成，每一步都是在××老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了他大量的心血，在此我向××偉老師表示深切的謝意與祝福！本論文的完成也離不開其他各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心與幫助。在此也要感謝××等各位老師所提出的珍貴意見，還要感謝同組的其他同學(xué)，在課程設(shè)計過程中給我以許多鼓勵和幫助?；叵胝麄€課程設(shè)計的過程，雖有不易，卻讓我除卻急躁，經(jīng)歷了思考和啟示，也更加深切地體會了法學(xué)的精髓和意義，因此倍感珍惜。參考文獻(xiàn)1.張友德等，單片微型機(jī)原理、應(yīng)用與實驗〔第五版〕，上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，20232.吳黎明等，單片機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù)，北京：科學(xué)出版社，20053.劉軍等，單片機(jī)原理與接口技術(shù)，江蘇：華東理工大學(xué)出版社，20064.丁元杰，單片微機(jī)原理及應(yīng)用[M]，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20015.程明等，LED顯示原理[J]，電訊技術(shù)，20046.劉和平等，單片機(jī)C語言編譯器及其應(yīng)用［M］，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20067.蔡朝洋等，單片機(jī)控制實習(xí)與專題制作［M］，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，20068.周潤景等，基于PROTUES的電路及單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計與仿真,北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2007附錄KeilC51程序#include<REGX51.H>#include<hua.h>/************漢字點陣*************/uchar