EDA实验_大屏幕(8乘8点阵)LED显示.doc

大屏幕(8*8点阵)显示实验队系：九系五队组长：牛金辉 20075301446组员： 高阳 20075301343 白保军 20075301419 贾昕辉 20075301385 麻俊伟 20075301447预习报告一、 实验目的设计制作一个大屏幕显示器，了解其构成和基本原理。二、 基本要求（1） 显示器点阵数目至少8*8，能够多显示汉字。（2） 能够用多种扫描方式进行显示。（3） 显示器的亮点可以调节。三、 实验内容1、 硬件部分：硬件实现框图：各部分说明：1. 晶振电路：由51单片机本身时钟段和晶振提供，提供时钟频率。2. 复位电路：由电阻，电容以及开关构成的电路接至51单片机的复位端，起到复位作用。3. 51单片机：存储和处理程序。4. 显示电路：其中8*8LED点阵用于显示输出，限流电阻用于保护8*8LED。5. 驱动电路：用于驱动8*8点阵LED显示设备，使51单片机所发出的信号的电压相对稳定，增加负载能力。6. 5V电源：提供设备所需的电压，功耗。2、软件部分：1、汉字的点阵显示：把每一个点理解为一个象素，而把每一个字的字形理解为一幅图像。因而可以对汉字进行拆分，使8*8中与汉字对应的象素（二极管）进行点亮，就可以达到显示汉字的目的，并以发光的象素位编为0不发光的象素位为1进行编码，就可以得知每个汉字对应的代码，将其存储，通过时钟的控制并加以中断延迟，而后依次传输给8*8LED进行显示，就可以实现最终的汉字显示效果。2.规划的编程流程：四、实验步骤：1.依据硬件实现的方法，准备好实验所需的设备。2.确定出各器件引脚的分布，并对汉字进行适当的显示编码，做好实验前的准备工作。3.根据元器件的参数完成PCB设计与元件装配4.依据规划的编程流程，进行编程、调试，完成程序的设计。5.对设计好的程序进行下载、烧录，并对最终的成品进行调试，直至正常完成实验要求。 实验报告一、 实验主要元器件元器件名称参数数量AT89S514KB ROM的8位微处理器1个LED点阵8*8点阵1个电阻10K1个电容33p2个电容10u1个晶振12MHZ1个二、 实验步骤1、 实验前准备:8*8点阵的测量：把电压源调到1.5V,经测量，可知8*8点阵右边的阵脚正负和行列控制情况：上排阵脚为正且控制行，从左到右依次对应8*8点阵从下到上的点；下排为负且控制列，从左到右依次对应8*8点阵从右到左；同时最终测得屏幕上6个坏点的位置。2、 编程：（1） 编程思想：列控制扫描方向：因为列为负，当其输入为1时可起到封锁该行的作用，只有在输入为0时才起作用。因此将所有列置为0FEH,然后向左循环，就可在8次循环后使整个屏幕得到显示，并且一次只需输入一列中的8个行信息，用一个P口即可实现。行控制字的信息：将字以8*8方格形式表示，如占用则将改方格编为1，否则为0。这样就可完成得到一个汉字所有行的编码信息，并以一列中的每行编码为信息从右至左制成码表，存储起来按顺序进行输出，就可实现汉字的显示功能。字显示时延以及时长的控制：因为51单片机采用的为12分频且板上采用的晶振频率为12MHZ，因此执行一条语句的时长为2us,因此构成一个循环使语句反复执行1000次就可实现2ms的延迟（每列的保持时间），再此基础上使在一个字的显示上加上循环，使之扫屏200次，最终就可得到每字约为2ms*8*200约为3s的显示时长。（2） 具体程序：ORG0000HAJMPMAINORG0030HMAIN:MOVDPTR,#TAB ;字码表初址赋值 MOVR4,#6 ;共6个字符CM: MOVR5,#200 ;每屏反复显示200次 MOVR1,#0FEH ;列控制码C1: MOVR3,#8 ;列数 MOVR2,#0 ;取字指针C8:MOV P0,#0FFH ;关显示MOVA,R2 MOVC A,A+DPTR ;取当前列的显示;字码的一个字节MOVP1,A ;送18行控制口 INC R2MOVA,R1MOVP0,A ;送列控制码 ACALLD2MS ;显示2MSRL A ;列控制码左移，显示下一列MOVR1,A DJNZR3,C8 ;未显示8 列，继续 DJNZR5,C1 ;未显示200次，继续 MOV A,DPLADDA,#8 ;一屏反复显示200次;后字码表初值加8 MOV DPL,ADJNZR4,CM ;未显示6个字符，继续AJMPMAIN ;6个字符显示完后;重新从主程序执行D2MS:MOVR6,#4 ;子程序1ms的延迟D2: MOVR7,#248 DJNZR7,$ DJNZR6,D2 RETTAB: DB0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH,0FFH ;查找坏点 DB 01H,93H,95H,91H,0FFH,91H,91H,01H ;玉 DB 0FFH,25H,28H,30H,28H,2CH,0FFH,2CH ;树 DB 08H,08H,08H,0FFH,08H,48H,28H,18H ;4 DB 01H,01H,01H,0FFH,41H,21H,01H,01H ;1 DB 08H,08H,08H,0FFH,08H,48H,28H,18H ;4END3、 Proteus模拟仿真根据所给的PCB板在proteus中选择相应的原件，按PCB的布线进行连接，即得到了原电路的模拟电路，如下： 将编好的程序经wave6000编译，生成hex文件，并将之载入proteus中选择的51单片机中，并执行进行仿真：可分别得到所显示汉字：三、 日志1、 第七周：去图书馆借阅了一本北航版的单片机原理与实践 进行阅读，对单片机的存储器结构、时钟与复位电路、其指令系统以及I/O接口与引脚进行了学习， 并通过网络查询了有关8*8点阵的相关信息。所遇到的问题：单片机的存储器结构与微机上学的8086相似，所以学起来简单了很多，就是在指令系统方面其某些指令与微机上学的有所不同，致使我在编程上出现了一些错误，不过相比而言，单片机的一些汇编指令与8086的相比还是简单实用了很多。2、 第八周：周六、周日对程序进行了编写，并用Proteus进行了 程序的仿真。所遇到的问题：问题1：在编程时将P0-P7口拆分字的编码顺序与实际8*8点阵的针脚顺序搞反，导致字的显示与原计划的显示刚好颠倒。问题2：本来想着人类的视觉分辨在50ms左右，因此在程序的编写时将延时设为了5ms,这样一个字的显示就为40ms,这样扫屏应该感觉不到，当最后实际运行当中，屏幕闪烁十分严重，因此在最后对延时改为1ms，并将扫屏次数增为200次，以便保持一个字的显示时间不变。3、第九周：在试验室进行了程序的下载烧录。所遇到的问题：问题1：在周一晚上第一次将程序下载烧录完后，加上4V电压，结果屏幕没有任何的显示。随后，又进行了两次烧录，但是显示结果仍然不对，只是有时的结果变为有几行长亮。此后我们对此现象进行了讨论，决定用别人的单片机进行一下试验，结果显示成功，此而我们认为应该是单片机的问题。问题2：周二晚上我们向教员提出换单片机的申请，最后在教员给的好的单片机运行下还是不能进行显示，我们把结果告诉教员后，在教员进行烧录擦写后确认单片机没问题，随后我们继续寻找问题的所在，在换了不同的单片机时，有的能进行显示，有的不能进行显示，所以我们认为PCB板应该没问题，但是我们将我们的单片机放到别人的试验上进行尝试，结果显示正常，这样就应该像教员说的那样单片机也没问题，我们陷入了深深的困惑中并一直搞到很晚，最后并没有找到最终的问题所在。问题3：周三早上我们又再次来到了实验室，结果在我们偶然的一次将单片机插入的比较松时，屏幕得到了正常的显示，但当我们一动，屏幕又再次没有了任何的反应。随后，我们对单片机进行了反复的拔插，其结果为有的时候能亮，有的时候却没反应，我们感觉是插槽的问题，对针脚以及插槽进行了一定的改动，但却没有得到多大的好转。不过，此时我们已经可以判断是板子或单片机中的接触不良导致，因此我们决定将PCB上的焊点进行重新的检查焊接，焊接后，再次对单片机进行了擦写烧录，最终，结果正常。终于，在三天的调试后，找到了问题的所在，并加以解决，完成了实验。四、 体会高阳篇在这次电子设计当中，遇到了很多困难，但是从中我们也得到了解决困难的快乐，并且我们对单片机有了更深的了解。此外，我们最大的收获是：现实中电路的制作与理论中电路的模拟存在着很大的差距，即使在理论中模拟正确，但现实中电路的制作仍然是需要很多问题需要解决的，这就需要我们重视实践，因为只有多做才能获得实际中的经验，以此我们才能更好的解决问题，这些以前虽然也长听教员提到，但并没有什么贴身体会，经这次后，我们完全的认识到了动手的能力。因此，我们在今后一定会在学习理论的同时多多增加自己的动手实践机会，提高自己的实践能力，以应对未来工作中的各种各样挑战。牛金辉篇这次实验我负责8*8LED点阵的测量、器件的安装以及加电工作。为了了解点阵的连接问题，我上网查了资料，研究了点阵的内部结构以及为什么那样排列。在加电测量的时候，刚开始加1.5V电压,测到有三个坏点,后来一不小心把电压加到4.5V,导致3个点被烧坏。经过这件事后我加电就更小心了。等把整个器件都安装完后，加4.5V电压,发现只有个别点亮,首先我们认为是单片机没烧录好,又重新烧录了一遍,安装后还是不行,又重新安装几次,发现有时点阵亮几个点,有时一个也不亮,而换用其他的单片机烧上我们的程序后,则正常,所以排除单片机的问题,经过小组全体成员的一致努力,我们最终排除困难,完成实验。经过这次实验，我体会到合作的重要性，而合作是未来工作中必不可少的素质。实验有利于提高我们的动手能力，以更好应对未来的挑战。麻俊伟、贾新辉篇我觉得作为一名电子信息工程专业的学生，这次课程设计是很有意义的。让我们知道如何把自己平时所学的东西应用到实际中。虽然我对于这门课懂的并不多，很多基础的东西都还没有很好的掌握，觉得很难，也没有很有效的办法通过自身去理解，但是靠着这五个星期的学习实践，在小组同学的相互学习帮助下，渐渐对这门课逐渐产生了兴趣，自己开始主动学习并逐步从基础慢慢开始弄懂它。我认为这个收获应该说是相当大的。一开始我们伤透了脑筋。好不容易通过了仿真，可是硬件就是无法达到预期想要的结果。可是我们大家并不气馁，静下心来寻找原因，最终通过我们小组成员的共同努力完成了，虽然设计的内容并不是很复杂，但是我们觉得设计的过程相当重要，使我们学到了很多，收获了很多。通过这次课程设计我发现了自身存在的不足之处，虽然感觉理论上已经掌握，但在运用到实践的过程中仍有意想不到的困惑，经过一番努力才得以解决。这也激发了我今后努力学习的兴趣，我想这将对我以后的学习产生积极的影响。其次，这次课程设计让我充分认识到团队合作的重要性，只有分工协作才能保证整个系统的有条不絮。最后，也使我了解到理论知识与实践相结合的重要意义，学会了坚持、耐心和努力，这将为自己今后的学习和工作做出了最好的榜样。我觉得电子系统设计反映的是一个从理论到实际应用的过程，但是更远一点可以联系到以后毕业从学校到踏上社会的一个过程。小组人员的配合相处，以及自身的动脑和努力，都是以后学习工作中需要的。白保军篇实验是对课本知识的一种综合应用，它源于课本又高于课本。这次的实验综合了我们以前所学的数字电路基础、现代电子线路以及C（汇编）语言等众多基础课，是一个综合性很强的实验。通过此次