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文档简介
1、第1页共 11 页一、设计目的LED16X16 点阵显示课程设计报告学院专业班级 学生姓名 指导老师二 0 一 0 年十二月本次课程设计目的剖析试验箱, 利用微机接口芯片 8255 ,并行控制 LED 点阵显示; 其第2页共 11 页第3页共11页次就是掌握 8088 微机系统与 LED 点阵显示模块之间接口电路设计及编程,了解 LED 点阵 显示的基本原理和如何来实现汉字的的循环左移显示。二、设计内容利用 598H 试验系统扩展接口 CZ7 座,在控制板 MC1 上以并行通信的方式控制 LED 点阵显示。要求自建字库,编制程序实现点阵循环左移显示汉字,并要求通过 protues 仿 真软件画
2、出电路图,运行程序。三、硬件电路设计整个电路由 8088CPU,两片 8255 , 1 个 74ls373 , 1 个 74LS138,1 个 16 X16 的 LED,5 个 7407 。该电路可静态显示 1 个 16*16 位的汉字,也可循环显示。1、8255Intel8255A 是一种通用的可编程序并行 I/O 接口芯片, 又称“可编程外设接口芯片” , 是为 Intel8080/8085 系列微处理据设计的,也可用于其它系列的微机系统。可由程序来改 变其功能,通用性强、使用灵活。通过 8255A , CPU 可直接同外设相连接,是应用最广的 并行 I/O 接口芯片。其中含 3 个独立的
3、 8 位并行输入 /输出端口,各端口均具有数据的控制 和锁存能力。可通过编程设置各端口的工作方式和数据传送方向(入/出/双向 )。2 、138 译码器译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件,74LS138 的输出是低电平有效, 故实现逻辑功能时,输出端不可接或门及或非门,74LS138 与前面不同,其有使能端,故使能端必须加以处理,否则无法实现需要的逻辑功能。发光二极管点亮只须使其正向 导通即可,根据 LED 的公共极是阳极还是阴极分为两类译码器,即针对共阳极的低 电平有效的译码器;针对共阴极 LED 的高电平输出有效的译码器。3、 373 锁存器74LS373 是低功耗肖特基 TTL8D 锁存
4、器, 内有 8 个相同的 D 型 (三态同相 )锁存器, 由 第4页共 11 页两个控制端(11脚G或EN ; 1脚OUT、CONT、OE)控制。当0E接地时,若 G为高电平,第5页共11页LEoooo oooo 1616 nono L匚,匚t toooooo o o plpl 口 o oOOOOOOOOoeoooeoo oooooo oeooo oeoooeoo cooooo74LS373接收由PPU输出的地址信号;如果 G为低电平,则将地址信号锁存。工作原理:74LS373的输出端 00 07可直接与总线相连。当三态允许控制端0E为低电平时,0007为正常逻辑状态,可用来驱动负载或总线。当
5、0E为高电平时,00 07呈高阻态,即不驱动总线,也不为总线的负载,但锁存器内部的逻辑操作不受影响。当锁存允许端 为高电平时,0随数据D而变。当LE为低电平时,0被锁存在已建立的数据电平。4、LED动态显示原理LED点阵显示系统中各模块的显示方式:有静态和动态显示两种。静态显示原理简单、 控制方便,但硬件接线复杂,在实际应用中一般采用动态显示方式,动态显示采用扫描的方式工作,由峰值较大的窄脉冲电压驱动,从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通,同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号,反复循环以上操作, 就可显示各种图形或文字信息。点阵式LED绝大部分是采用动态扫描显示方式,这种显示方式
6、巧妙地利用了人眼的视 觉暂留特性。将连续的几帧画面高速的循环显示,只要帧速率高于24帧/秒,人眼看起来就是一个完整的,相对静止的画面。最典型的例子就是电影放映机。在电子领域中,因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发光单元的信号线数量,因此在LED显示技术中被广泛使用。以8 X8点阵模块为例,说明一下其使用方法及控制过程。图2.1中,红色水平线 Y0、Y1 Y7叫做行线,接内部发光二极管的阳极,每一行8个LED的阳极都接在本行的行线上。相邻两行线间绝缘。同样,蓝色竖直线X0、X1 X7叫做列线,接内部每列 8个LED的阴极,相邻两列线间绝缘。在这种形式的LED点阵模块中,若在某行线上施加高电平(
7、用“1 ”表示),在某列线上施加低电平(用“ 0”表示)。则行线和列线的交叉点处的LED就会有电流流过而发光。比如,Y7为1 , X0为0,则右下角的LED点亮。再如Y0为1 , X0到X7均为0,则最上面 一行8个LED全点亮。图3.1用动态扫描显示字符“B”的过程现描述一下用动态扫描显示的方式,显示字符“B”的过程。其过程如图 3.1t ou ou i 11JOG 00 L11第*吠0-Q -0 -第6页共 11 页Proteus中只有5X7和8X8等LED点阵,并没有16 X16LED点阵,而在实际应用中, 要良好地显示一个汉字,则至少需要16 X16点阵。下面我们就首先介绍使用8 X8
8、点阵构建16X16 点阵的方法,并构建一块 16X16LED 点阵,用于本次设计。首先,从 Proteus7.5 的元件库中找到“ MATRIX-8X8-RED ”元器件,并将四块该元器件 放入 Proteus 文档区编辑窗口中。此时需要注意 ,如果该元器件保持初始的位置(没有转动 方向),我们要首先将其左转 90 ,使其水平放置,那么此时它的左面 8 个引脚是其行线, 右边 8 个引脚是其列线(当然,如果你是将右转,则右边 8 个引脚是行线)。然后我们将四个元器件对应的行线和列线分别进行连接,使每一条行线引脚接一行16个LED,列线也相同。并注意要将行线和列线引出一定长度的引脚,以便下面我们
9、使用。连接好的16X16点阵如图 3.2 所示。成如上图的 16X16 点阵只是第一步, 这样分开的数块并不能达到好的显示效果 ,下面我 们要将其进一步组合。组合实际上很简单,首先选中如上图中右侧的两块8X8 点阵,然后拖动并使其与左侧的两块相并拢,如图 3.3 所示。图 3.3可以看到原来的连线已经自动隐藏了,至于线上的交点,我们不要去动。然后,我们再来最后一步,选中下侧的两块点阵,并拖动使其与上侧的两块并拢,最后的效果如图 3.4 所示。看到 ,原来杂乱的连线现在已经几乎全部隐藏了,一块16X16 的 LED 点阵做成了。需要注意,做成的 LED 点阵的行线为左侧的 16 个引脚,下侧的
10、16 个引脚为其列线,而且其 行线为高电平有效,列线为低电平有效。然后,我们将其保存,以便以后使用。图 3.4第7页共11页 Si n *5、整个系统的仿真电路图四、字模生成文字的字模是一组数字,但它的意义却与数字的意义有着根本的变化,它是用数字的各位信息来记载英文或汉字的形状 1。在电脑硬件中,根本没有汉字这个概念,也没有英文的概念,其认识的概念只有一一 内码(将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字,即汉字的内码。而 剩下的低128位则留给英文字符使用,即英文的内码)。如果你用启动盘启动系统后用DIR命令可能得到一串串莫名其妙的字符,但那确确实实是汉字,如果你启动UC
11、DOS或其他的汉字系统后,就会看到那是一个个熟悉的汉字。在硬件系统内,英文的字模信息一般固化在ROM里,即使在没有进入系统的CMOS里,也可以让你看到英文字符。而在DOS下,中文的字模信息一般记录在汉字库文件里(将制作好的字模放到一个个标准的库中,这就是点阵字库文件)。在通过软件实现的技术中,目前有许多字模生成软件,软件打开后输入汉字,点“检取”,十六进制数据的汉字代码即可自动生成,把我们所需要的竖排数据复制到我们的程序中即可。在通过硬件实现字模提取的技术中,有在系统中增加硬汉字库的方法,主控器发送的汉ad&odoodMOcocdd第8页共11页字是其机内码,用两个字节来表示一个汉字。 根据机
12、内码,显示单元控制模块从汉字库中查 取显示字模,实现汉字显示。由于带有硬汉字库,进行动态文字显示时,通用智能显示单元仅接受汉字的机内码即可,这样数据通讯量大大减少。因此,“动态文字显示速度快”。五、程序设计1、程序设计总体思路用简短的汇编程序设计,实现LED点阵显示内容,并使显示的内容在屏幕上从左到右的滚动显示。系统采用模块化结构,包括主程序、显示子程序和循环扫描显示子程序。用8088、74LS373、74LS138、7407芯片和1个16 X16LED点阵显示器构成一个完整的 16位点阵LED显示系统。2、程序流程图程序主要由开始、初始化、主程序、子程序、字库组成(源程序详见附录)。其中主程
13、 序和子程序的流程图为:兰电3眞世茧第9页共11页沿睛扫搐宿耳&号左褂一憧怎主应CF=CFL+1FLJO.M .1P协撫型育甘益h1CFffiTFL ST.皓柬循环扫描显示子程序流程图第11页共11页字库为:DB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HDB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HDB01H,00H,00H,80H,00H,60H,0FFH,0F8H,00H,07H,00H,00H,00H,04
14、H,79H,24H;信DB 49H,24H,49H,25H,49H,26H,49H,24H,49H,24H,79H,24H,00H,04H,00H,00HDB40H,00H,30H,00H,00H,00H,03H,0FCH,39H,54H,41H,54H,41H,56H,45H,55H;息DB 59H,54H,41H,54H,41H,54H,73H,0FCH,00H,00H,08H,00H,30H,00H,00H,00HDB20H,00H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,3FH,0FCH;工DB 20H,04H,20H,04H,2
15、0H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,00H,00H,00HDB08H,24H,06H,24H,01H,0A4H,0FFH,0FEH,01H,23H,06H,22H,40H,00H,49H,3EH;程DB 49H,22H,49H,22H,7FH,22H,49H,22H,49H,22H,49H,3EH,41H,00H,00H,00HDB04H,40H,04H,30H,04H,11H,04H,96H,04H,90H,44H,90H,84H,91H,7EH,96H;学DB 06H,90H,05H,90H,04H,98H,04H,14H,04H,13H,04H,50H,
16、04H,30H,00H,00HDB00H,00H,0FFH,0FEH,04H,22H,08H,5AH,07H,86H,80H,10H,41H,0CH,31H,24H;院DB 0FH,24H,01H,25H,01H,26H,3FH,24H,41H,24H,41H,14H,71H,0CH,00H,00H第8页共 11 页DB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HDB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H六、系
17、统功能测试1、实物测试通过分析程序,了解 LED点阵汉字循环循环左移的显示方法,自建字库,很成功的完成了 实物测试,达到了预期的要求。2、仿真测试在仿真软件proteus 中运行测试系统整体功能,一切正常。实现了汉字的左移滚动显 示,循环显示出了“信息工程学院”浮动汉字。七、总结通过本次(16 X16位点阵LED)的设计,理论知识学习和实际设计的结合锻炼了我的综合 运用所学的专业基础知识解决实际工程问题的能力,同时也提高我查阅文献资料、设计手册、 -MT TraseiR_TTi.TSIT FT:LMHWHU*.0C6? !SS .第13页共 11 页设计规范以及电脑制图等其他专业能力水平, 而
18、且通过对整体的掌控, 对局部的取舍, 以及 对细节的斟酌处理, 都使我的能力得到了锻炼, 经验得到了丰富。 为后继的学习奠定的基础。参考文献1 张义和王敏男许宏昌余长春编著 .例说 51 单片机 .北京:人民邮电出版社, 20082 王让定朱莹叶富乐史旭华编著 .汇编语言与接口技术 .北京:清华大学出版社, 20053 康华光编著 .电子技术基础数字部分 (第五版 ).北京:高等教育出版社, 2006附录:1、 源程序PAEQU0040H;行代码 1PBEQU0042H;行代码 2PCTLEQU0046H;行 8255 控制口地址XPAEQU0048H;列扫描 1XPBEQU004AH;列扫描
19、 2XPCTL EQU004EH;列 8255 控制口地址DATASEGMENTAT0ORG2DB0HFLDB?; 选择列扫描R0DW?;数据地址偏移量第14页共 11 页R6 DW ?;扫描存储单元R1 DB ?;列扫描通道选择DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATAORG2DC0HSTART:MOVDX,XPCTLMOVAL,80HOUTDX,ALMOVDX,PCTLOUTDX,ALCALLOFFLEDMOVAL,00HMOVFL,ALMOVR6,0048HX0:MOVR0,0000HX1:CALLDEL1INCR0INCR0CMPR0,00E
20、0HJNZX1;R0+2;304;选择 8255 个端口工作方式;数据初始化第15页共 11 页第16页共 11 页JMP X0DISPW:PUSHMOVR0R1,01H;LED 点阵显示MOVAX,R0MOVBX,OFFSET TABADDBX,AXMOVAL,CS:BXMOVDX,PBOUTDX,AL;行代码 1 输入INCR0MOVAX,R0MOVBX,OFFSET TABADDBX,AXMOVAL,CS:BXMOVDX,PAOUTDX,AL;行代码 2 输入MOVDX,R6MOVAL,R1NOTALOUTDX,AL;列扫描DISP1:第17页共 11 页MOVCX,0010H;循环 1
21、28 次LOOP$CALLOFFLEDINCR0RCLR1,1; 扫描信号左移 8JNCDISP1CMPFL,00HJNZEXITINCFLCLC;标志位 CF 清零MOVR1,01HMOVR6,004AH;切换到列扫描JMPDISP1EXIT:MOVR6,0048H;切换到列扫描MOVFL,00HPOPR0RETOFFLED:MOVDX,XPA;灭灯MOVAL,0FFHOUTDX,ALMOVDX,XPBOUTDX,AL次21第18页共 11 页DEL1: MOVCX,0020H;计数 32 次CON1: PUSHCXCALLDISPWPOPCXLOOPCON1;信;息;工RETRETTAB:
22、DB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HDB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HDB01H,00H,00H,80H,00H,60H,0FFH,0F8H,00H,07H,00H,00H,00H,04H,79H,24HDB 49H,24H,49H,25H,49H,26H,49H,24H,49H,24H,79H,24H,00H,04H,00H,00HDB40H,00H,30H,00H,00H,00H,03H,0FCH,39H,54H,41H,54H,41H,56H,45H,55HDB 59H,54H,41H,54H,41H,54H,73H,
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