汉字点阵显示系统设计

1、 电子综合设计与制作（论文）题目：LED汉字点阵显示系统设计 院（系）：电子与信息工程学院任务和要求任务和要求：基本要求：1、采用8051单片和LED点阵显示模块设计实现组合点阵信息显示。2、设计驱动电路具备字符显示及点阵显示功能2、提高要求:具有显示内容自动更新的功能以完成对任意存储的信息内容进行完整的显示。指导教师评语及成绩摘 要本文主要了介绍LED汉字点阵显示系统原理。以51单片机作为控制部分的核心，分别论述了分区显示和整体逐行扫描显示的可行性及其理论依据。从分别从硬件构成和软件驱动的方面分析了LED汉字点阵显示系统的原理，并给出了可行的方案。同时，本文也用一定的篇幅简要介绍了较大规模的

2、LED汉字点着显示系统，即其在实际设计中应注意的问题和解决方法。本文所介绍的LED汉字点阵显示系统具有思路简答，易于实现的特点，所有设计参数均经过详尽的计算或查阅相关的资料，且已经在protues仿真平台上测试通过。关键词：单片机；点阵屏目 录第1章 绪论11.1 LED汉字点阵显示系统的应用前景11.2 本文研究内容1第2章 LED汉字点阵显示硬件设计22.1 字模的提取22.2 LED汉字点阵显示系统总体设计方案42.3 控制核心模块设计4第3章 LED汉字点阵显示系统软件设计63.1 基本软件功能综述63.2 复杂软件功能63.3 流程图设计73.4 程序清单7第4章 系统设计与分析11

3、4.1 系统扩展方案114.2 系统扩展框图11第5章 设计总结13参考文献14绪论LED汉字点阵显示系统的应用前景本文研究内容LED汉字点阵显示硬件设计字模的提取 LED汉字点阵显示系统总体设计方案汉字显示框图P0P1P2P3A区B区C区D区8051图3 控制核心模块设计 CPU的选择复位和时钟电路设计图4 复位和时钟电路LED汉字点阵显示控制核心模块原理图图5 硬件电路图设计基本软件功能综述复杂软件功能建立字模信息数组 zimo32定义数组指针 i=0给I/O口幅值P0=zimoi延时P1口逻辑位移I=i+2图6 以A区为例的程序流程图流程图设计程序清单#include<reg51.

4、h>#include<harry.h> /此为自定义函数集，定义了常用延时函数和简化语句等/int one8=0x00,0x20,0x13,0x00,0x00,0x30,0x50,0x10; /辽Aint zimo32=0x00,0x00,0x67,0xFC,0x37,0xFC,0x10,0x18,0x00,0x70,0x00,0x60,0xF0,0x60,0xF0,0x60,0x30,0x60,0x30,0x60,0x31,0xE0,0x30,0xC0,0x78,0x00,0xCF,0xFE,0x47,0xFE,0x00,0x00;int i=0;char status;

5、/存储A,B,C,D用于指示4个区域的显示状态void showA(void);void showB(void);void showC(void);void showD(void);void showA(void) P0=0; P1=0; P2=0XFF; P3=0;P1=0X7f; for(i=0;i<16;i=i+2) P0=zimoi; delay_n40us(3); P1=P1>>1; P1=P1+0x80; status='B'void showB(void) P0=0; P1=0; P2=0XFF; P3=0;P1=0X7f; for(i=0;i&

6、lt;16;i=i+2) P3 =zimoi+1; delay_n40us(3); P1=P1>>1; P1=P1+0x80; status='C'void showC(void) P0=0; P1=0XFF; P2=0; P3=0;P2=0X7f; for(i=16;i<32;i=i+2) P0=zimoi; delay_n40us(3); P2=P2>>1; P2=P2+0x80; status='D'void showD(void) P0=0; P1=0XFF; P2=0; P3=0;P2=0X7f; for(i=16;i&l

7、t;32;i=i+2) P3=zimoi+1; delay_n40us(3); P2=P2>>1; P2=P2+0x80; status='A'void main()status='A'while(1) if(status='A') showA(); if(status='B') showB(); if(status='C') showC(); if(status='D') showD();仿真结果对3.4中C语言程序进行编译，并在protues仿真平台上运行测试，结果如图3-5所示。由

8、于仿真软件与实际尚有出入，所以在C,D上少显示了一行。图3-5 仿真结果图 系统设计与分析系统扩展方案单独汉字显示的系统搭建非常简单。使用四条8排线缆将单片机主控板的4组I/O口与4块16*16点阵屏的对应端口插接即可。但是，当需要显示多个汉字，即需要多组LED点阵屏来显示的时候，并不是简单的将系统级联起来那么简单。因为单片机的I/O口不足以满足同时传送很多数据的需要。这时就要使单片机输出串行信号，再通过串并转化电路将串行型号转化成并行信号。这里可以使用74HC595（三态8位D触发器）或类似的74HC164.同时，系统的总体结构也应做适当调整，即每一块LED点阵模块配一个73HC138译码器

9、和一片74HC595寄存器。所有的译码器采用并联连接，所有的寄存器采用级联连接。这种连接方法实际上比单独的汉字显示系统更节省单片机的输出端口。只是当串行数据的长度达到一定时，总的串并转换时间也会随之增加。假定8D触发器存入一位数据的时间是1ms，那么完成全部8位的串并转换就需要8ms，如果这样的系统级联10个（即构成可以同时显示5个最小汉字的系统）就要80ms，这样即使能够稳定地显示出汉字或图案，点阵屏的实际亮度也会大打折扣。因此，串并转化的速度是系统总体性能如何的关键。51单片机如果用12M左右的晶振，可以提供最小为40s的软件延时。而更新型的微控制器的时钟频率已经大大增加，所以实际上重点不

10、在于CPU的选择，而是串并转化的精度。基本所有的微控制器都具有串行输出的能力，但是这里对数据分配的要求较多，所以与其用这个功能，倒不如重新编写这部分串并转化的软件，这样也更有针对性。系统扩展框图LED汉字显示系统在扩展以后，不在需要逐区地进行扫描显示，因为字数增多有，子区的数目也会随之增加。取而代之的是由单片机输出串行数据，再有串并转化电路转换成并行电路，再由对应的地址译码器进行片选。如图7所示。图7 系统扩展框图CLKDATA805174HC13874HC13874HC138LEDLEDLED74HC59574HC59574HC595设计总结本文所设计的LED汉字点阵显示系统以51单片机为主

11、要的控制元器件，从硬件和软件两个方面依次分析了LED汉字点阵显示系统的功能和实现方法。并且在protues仿真软件中通过了测试。在设计过程中，首要的问题是字模的提取，和市场上的很多同类产品一样，这里是通过专门的软件来实现的。需要解释的是，和通常我们所说的汉字代码不同，不是说把所有汉字的代码存入一个存储器的问题。LED汉字显示系统显示的汉字是将其按字体，大小，移动方式等进行特定的编码，和汉字代码完全是两个概念。其次就是软件部分的算法，即实际的显示方式。本文着重介绍了以A,B,C.,D四个子区为基础的依次显示的方法。同时也简要介绍了在级联情况下（即实际的解决方法）的编程思路。参考文献1 张毅刚.单片机原理及应用.北京：高等教育出版社，2004 2 胡汉才.单片机原理及其接口技术.北京：清华大学出版社，1996 3 刘午平等.数字电子技术从入门到精