点阵式汉字电子显示屏毕业设计

1、-. z点阵式汉字电子显示屏 毕业设计(论文) 毕业设计(论文)任务书题目: 题目: 任务与要求: 任务与要求: MCS- 系单片机为核心器件,组成点阵式汉字电子显示屏. 以 MCS-51 系单片机为核心器件,组成点阵式汉字电子显示屏. 点阵显示器组成, 个汉字. 显示屏由 16*16LED 点阵显示器组成,可以以此显示 4 个汉字.通过编 编译可以对汉字修改. 编译可以对汉字修改. 时间: 时间: 所属系部: 所属系部: 学生: 学生: 专业: 专业: 指导单位或教研室: 指导单位或教研室: 指导教师: 指导教师: 电子技术教研室 职称: 职称: 学 号: 点阵式汉字电子显示屏的设计 202

2、1 年 4 月 15 日 点阵式汉字电子显示屏 毕业设计(论文) 毕业设计(论文)进度方案表日 期 工 作 容 执 行 情 况指导教师 签 字 教师对进 度方案实 施情况总 评 签名 年 月 日 本表作评定学生平时成绩的依据之一. 点阵式汉字电子显示屏 目 录 第 1 章 设计容及设计方案 .41.1 设计要求 . 5 1.2 总体设计方案和论证 . 5 LED 显示屏控制系统设计. 5 1.2.2 系统模块化设计. 6 第 2 章系统的功能概述 . 6 2.1 电路的根本概述 . 6 2.1.1 电路的根本组成. 6 2.1.2 电路的特点及功能. 7 2.2 主要设计容及技术指标 . 7

3、2.2.1 主要设计容. 7 2.2.2 主要技术指标. 8 2.3 LED 显示屏控制系统设计 . 8 第 3 章 系统硬件设计 . 8 3.1 硬件电路组成及工作原理 . 8 3.3 AT89C51 单片机的构造 . 10 3.3.1 AT89C5 根本构造. 10 3.3.2 单片机引脚图及封装. 12 3.4 74 LS154 译码器芯片介绍 . 15 3.5 88 LED 点阵显示模块的硬件设计及工作原理 . 17 第 4 章 系统的软件设计 . 19 4.1 软件流程 . 19 4.2 汉字的表示及编码原理 . 20 4.3 提取汉字的软件的设计及实现 . 21 4.3.1 汉字的

4、实现. 22 第 5 章 系统调试与测试结果分析 . 24 5.1 元器件清单和使用的仪器仪表 . 24 5.1.1 电子设计元件清单. 24 5.1.2 使用的仪器仪表. 25 5.2 系统调试 . 25 5.2.1 硬件调试. 25 5.2.2 软件调试. 25 5.2.3 硬件软件联调. 27 5.3 测试结果 . 27 总 错误!未定义书签. 结 . 错误!未定义书签. 辞 . 错误!未定义书签. 错误! 未定义书签. 参 考 文 献 . 29 . 附录 1 电路设计总原理图 . 31 附录 2 程 序 清 单 . 32 . 点阵式汉字电子显示屏 摘 要 随着电子技术和信息技术的迅速开

5、展, 计算机技术正在日益渗透到人们日常 生活的方方面面,在这一进程中,单片机起到了重要作用. 单片微型计算机是微型计算机的一个重要分支, 也是一种非常活泼且颇具生 命力的机种.单片微型计算机简称单片机,特别适用于控制领域,故又称微控制 器( MicroController Unit, MCU),单片机由单块集成电路芯片构成,部包含有 计算机的根本功能部件:中央处理器(CPU) ,存储器(MEM) ,输入/输出接口 (I/O)等.因此,单片机只需要有适当的软件和外部设备,便可组成为一个单 片机控制系统.自 20 世纪 70 年代问世以来,已经对人类社会的各个方面产生了 巨大的影响. 单片机技术开

6、发和应用水平已经成为一个国家工业化开展水平的重 要标志.近年来,由于单片机在国防,工业,医疗,交通,通信,机器人等高精 尖技术领域的广泛应用,促进了单片机技术的迅猛开展.为了适应广泛要求,各 种新型的速度快,体积小,功能全,功耗低的单片机不断涌现出来.比拟有代表 性的主要有 Intel 公司的 MCS-51 系列以及其他公司的基于 51 核的兼容机, PIC 公司的 PIC 系列单片机,Atmel 公司的 AVR 系列单片机以及 32 位 ARM 单片机 等等. 关键字:控制,微控制器,单片机 关键字 点阵式汉字电子显示屏第 1 章,设计容及设计方案 1.1, 1.1,设计要求 以 MCS-5

7、1 系单片机为核心器件,组成电阵式汉字电子显示屏.显示屏游 16*16LED 点阵显示器组成,可依次显示 4 个汉字.通过编程可以对汉字修改. 1.2 ,总体设计方案和论证 , 1.2.1, LED 显示屏控制系统设计 LED 显示屏控制系统实现显示信息的刷新技术有动态扫描和静态锁存两种 方式. 方案一:动态扫描,即一行发光二极管共用一行驱动存放器,根据共用一行 驱动存放器的发光二极管像素数目,分为 1/4,1/16 扫描等; 方案二:静态锁存,即每一个发光一极管都对应有一个驱动存放器,从而保 证了每一个发光一极管的亮度占空比为 100%; 动态扫描法可以大大减少控制器的 I/O 口,不但符合

8、本设计的要,求而且应 用较广,因此选用方案一. LED 显示屏的数据传输方式主要有串行和并行两种.日前普遍采用串行控 制技术,显示屏每个单元部的不同驱动电路和各级联单元之间,每个时钟仅传 送一位数据.采用这种方式的驱动 IC 种类较多,不同显示单元之间的联线较少, 可减少显示单元的数据传输驱动元件,从而提高整个系统的可靠性和性价比,具 体工程实现也较为容易.因此本设计采用串行控制技术. 点阵式汉字电子显示屏 1.2.2, 1.2.2,系统模块化设计 本系统采用单片机 AT89C51 为 LED 显示屏的控制核心,系统主要包括 LED88 点阵显示模块,74ls154 译码器等. 图 1-1 总

9、体硬件组成框图 系统框图如图 1-1 所示,系统主要由三大模块组成即 74ls154 译码器, AT89C51 单片机, 88 LED 点阵显示模块. 第 2 章,系统的功能概述 2.1, 2.1,电路的根本概述 2.1.1 ,电路的根本组成 由 AT89C51, 片 74LS273 及 LED 显示屏为核心组成的点阵式 LED 汉字显 4 点阵式汉字电子显示屏 示屏是主要由时钟电路,复位电路,51 单片机,点阵阳极驱动电路,点阵阴极 驱动电路,1616 显示屏 6 局部组成. 该电路采用 AT89C51 单片机最小化应用设计,P0 口作为 I/O 口,输出行数 据和控制信号.P2 口作为 I

10、/O 口,与写控制信号配合,输出列控制信号.LED 显示采用动态扫描方式实现. 控制电路局部由 4 片 74LS32 和 4 片 74LS273 传输 信号,传输出来的信号通过 74LS273 输出.通过编译依次显示汉字.该 LED 显 示屏用途广泛,一般用于各种公共场所,作为宣传和广告的工具1. 2.1.2, 2.1.2,电路的特点及功能 该装置通过点阵式 LED 汉字显示屏来显示输出汉字,通过编程能够随时对 汉字进展修改,调整.本次设计以单片机 AT89C51 为核心,1*,2*锁存器分别 控制上 8 行和下 8 行,3*,4*锁存器分别控制左 8 列和右 8 列.通过软件编译, 从而到达

11、汉字显示的目的. 通过此次设计让我们能更深一层的了解 LED 汉字显示屏的工作原理,各部 分电路的功能作用以及整个电路的用途.该课题,要综合应用数字电路,模拟电 路,单片机等方面的知识,并且还要学习 protel,prosys,VW 软件和新的器件, 使我能进一步稳固加深所学的根本理论,根本技能和专业知识,使之系统化,综 合化.并且培养我收集加工各种信息与获取新知识的能力以及动手制作的能力. 该 LED 显示屏用途广泛,一般用于各种公共场所,作为宣传和广告的工具.对 于公共设施效劳有着极为重要的意义. 2.2 ,主要设计容及技术指标 2.2.1 ,主要设计容 1,用单片机 AT89C51 及

12、LED 点阵显示器为核心器件,制作一个点阵式汉 点阵式汉字电子显示屏 字电子显示屏. 2,完成电路原理图,印制电路板设计,元器件采购,装配及调试工作. 3,完成该课题的程序设计,提交程序设计框图及程序设计清单. 4,完成硬件与软件的综合调试,能实现预定的功能和主要技术指标. 2.2.2 ,主要技术指标 (1)点阵式显示器能依次显示 4 个汉字. (2)通过编程能够随时对汉字进展修改,调整. 2.3,LED 2.3,LED 显示屏控制系统设计 动态扫描,即一行发光二极管共用一行驱动存放器,根据共用一行驱动存放 器的发光二极管像素数目,分为 1/4,1/16 扫描等,动态扫描法可以大大减少控制 器

13、的 I/O 口,不但符合本设计的要,求而且应用较广,因此选用此方案. LED 显示屏的数据传输方式主要有串行和并行两种.日前普遍采用串行控 制技术,显示屏每个单元部的不同驱动电路和各级联单元之间,每个时钟仅传 送一位数据.采用这种方式的驱动 IC 种类较多,不同显示单元之间的联线较少, 可减少显示单元的数据传输驱动元件,从而提高整个系统的可靠性和性价比,具 体工程实现也较为容易.因此本设计采用串行控制技术. 第 3 章,系统硬件设计 3.1 ,硬件电路组成及工作原理 点阵式汉字电子显示屏 本产品采用以 AT89C51 单片机为核心芯片的电路来实现, 主要由 AT89C51 芯片,时钟电路,复位

14、电路,列扫描驱动电路(74HCl54),1616LED 点阵 5 局部 组成,如图 1 所示.其中,AT89C51 是一种带 4kB 闪烁可编程可擦除只读存储 器(Falsh Programmable and Erasable Read OnlyMemory,FPEROM)的低电压,高 性能 CMOS 型 8 位微处理器,俗称单片机.该器件采用 ATMEL 高密度非易失 存储器制造技术制造,工业标准的 MCS 一 5l 指令集和输出管脚相兼容.由于将 多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中,能够进展 1 000 次写/擦循 环,数据保存时间为 10 年.他是一种高效微控制器,为很

15、多嵌人式控制系统提 供了一种灵活性高且价廉的方案.因此,在智能化电子设计与制作过程中经常用 到 AT89C51 芯片. 时钟电路由 AT89C5l 的 18, 脚的时钟端(*TAI l 及 *TAL2) 19 以及 12 MHz 晶振 *,电容 C2,C3 组成,采用片振荡方式.复位电路采用简 R2, 开关 K 组成, 分别接至 AT89C51 易的上电复位电路, 主要由电阻 R, 电容 C, 的 RST 复位输入端.LED 点阵显示屏采用 1616 共 256 个象素的点阵,可通过 万用表检测发光二极管的方法测试判断出该点阵的引脚分布. 我们把行列总线接在单片机的 I/0 口,然后把上面分析

16、到的扫描代码送入 总线,就可以得到显示的汉字了.但是假设将 LED 点阵的行列端口全部直接接入 89S5 1 单片机,则需要使用 32 条 I/0 口,这样会造成 I/0 口资源的耗尽,系 统也再无扩大的余地.因此,我们在实际应用中只是将 LED 点阵的 16 条行线直 接接在 P0 口和 P2 口,至于列选扫描信号则是由 416 线译码器 74HCl54 来选 择控制,这样一来列选控制只使用了单片机的 4 个 I/O 口,节约了很多 I/O 口资源,为单片机系统扩大使用功能提供了条件.考虑到 P0 口必需设置上拉电 阻, 我们采用 4. k 排电阻作为上拉电阻. 7 汉字扫描显示的根本过程是

17、这样的: 通电后由于电阻 R,电容 c1 的作用,使单片机的 RST 复位脚电平先高后低,从 而到达复位;之后,在 C,C3,* 以及单片机部时钟电路的作用下,单片机 89C51 按照设定的程序在 P0 和 P2 接口输出与部汉字对应的代码电平送至 LED 点阵的行选线(高电平驱动),同时在 P1.1,P1.2,P1.3,P1.4 接口输出列 选扫描信号(低电平驱动),从而选中相应的象素 LED 发光,并利用人眼的视觉 暂留特性合成整个汉字的显示.再改变取表地址实现汉字的滚动显示. 点阵式汉字电子显示屏 VCC VCC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1

18、6 17 18 19 20 P1.0 VCC P1.1 P0.0 P1.2 P0.1 P1.3 P0.2 P1.4 P0.3 P1.5 P0.4 P1.6 P0.5 P1.7 P0.6 RST P0.7 P3.0 /EA P3.1 ALE P3.2 /PSEN P3.3 P2.7 P3.4 P2.6 P3.5 P2.5 P3.6 P2.4 P3.7 P2.3 *TAL2 P2.2 *TAL1 P2.1 VSS P2.0 AT89C51 2N5401*16 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 4.7K*16 1

19、2 3 4 5 6 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1 2 3 4 5 6 5 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 C3 LED16*16 1K C2 22pF 1 2 C1 22pF VCC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 13 14 15 16 17 23 22 21 20 18 19 12 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 A Y5 B Y6 C Y7 D Y8 Y9 Y10 Y11 OE1 Y12 OE2 Y13 Y14 GND Y15 U1 74LS154 图 3-1 硬件电路组成 3.3, 3.3, AT89C51 单片机的构

20、造 3.3.1, 3.3.1, AT89C5 根本构造 AT89C51 是一种带 4K 字节闪烁可编程可擦除只读存储器 (FPEROMFalsh Programmable and Erasable Read Only Memory)的低电压,高性能 CMOS8 位微 处理器,俗称单片机.AT89C2051 是一种带 2K 字节闪烁可编程可擦除只读存储 器的单片机.单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除 100 次.该器件采用 ATMEL 高密度非易失存储器制造技术制造,与工业标准的 MCS-51 指令集和输 出管脚相兼容. 由于将多功能 8 位 CPU 和闪烁存储器组合在单个芯片中, ATMEL

21、 的 AT89C51 是一种高效微控制器,AT89C2051 是它的一种精简版本.AT89C 单 片机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案. 外形及引脚排列 如图 3-2 所示 VCC 24 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 12MHz Y 2N5551*16 S1 220 4.7K*16 点阵式汉字电子显示屏 图 3-2 外形及引脚 1 2 部构造:只读存储器即 ROM(READ ONLY MEMORY) . 外部构造:1

22、,电源:单片机使用的是 5V 电源,其中正极接 40 引脚, 负极(地)接 20 引脚. 2,振蒎电路:单片机是一种时序电路,必须提供脉冲 信号才能正常工作,在单片机部已集成了振荡器,使用晶体振荡器,接 18, 19 脚.3,复位引脚 3 4,EA 引脚:EA 引脚接到正电源端. 引脚功能说明: 单片机的 40 个引脚大致可分为 4 类:电源,时钟,控制 和 I/O 引脚. 电源: VCC 芯片电源,接+5V; VSS -接地端; 4 时钟:*TAL1,*TAL2-晶体振荡电路反相输入端和输出端. 5 控制线:控制线共有 4 根, 点阵式汉字电子显示屏 ALE/PROG:地址锁存允许/片 EP

23、ROM 编程脉冲. ALE 功能:用来锁存 P0 口送出的低 8 位地址. PROG 功能:片有 EPROM 的芯片,在 EPROM 编程期间,此引 脚输入编程脉冲. (2) PSEN:外 ROM 读选通信号. (3)RST/VPD:复位/备用电源. RST(Reset)功能:复位信号输入端. VPD 功能:在 Vcc 掉电情况下,接备用电源. (4)EA/Vpp:外 ROM 选择/片 EPROM 编程电源. EA 功能:外 ROM 选择端,管脚接到正电源端. Vpp 功能:片有 EPROM 的芯片,在 EPROM 编程期间,施 加编程电源 Vpp. 6 I/O 线 89C51 共有 4 个

24、8 位并行 I/O 端口:P0,P1,P2,P3 口,共 32 个引脚.P3 口还具有第二功能,用于特殊信号输入输出和控制信号(属控制总线). 3.3.2, 单片机引脚图及封装 3.3.2, 单片机引脚图及封装 点阵式汉字电子显示屏 图 3-3 总线型引脚封装 主要特性: 与 MCS-51 兼容 4K 字节可编程闪烁存储器 寿命:1000 写/擦循环 数据保存时间:10 年 全静态工作:0Hz-24MHz 三级程序存储器锁定 1288 位部 RAM 32 可编程 I/O 线 两个 16 位定时器/计数器 5 个中断源 可编程串行通道 低功耗的闲置和掉电模式 片振荡器和时钟电路 管脚说明: 点阵

25、式汉字电子显示屏 VCC:供电电压. GND:接地. P0 口:P0 口为一个 8 位漏级开路双向 I/O 口,每脚可吸收 8TTL 门电流. 当 P1 口的管脚第一次写 1 时,被定义为高阻输入.P0 能够用于外部程序数据存 储器,它可以被定义为数据/地址的第八位.在 FIASH 编程时,P0 口作为原码 输入口,当 FIASH 进展校验时,P0 输出原码,此时 P0 外部必须被拉高. P1 口:P1 口是一个部提供上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P1 口缓冲器能接 收输出 4TTL 门电流.P1 口管脚写入 1 后,被部上拉为高,可用作输入,P1 口被外部下拉为低电平时,将输出电流,这

26、是由于部上拉的缘故.在 FLASH 编程和校验时,P1 口作为第八位地址接收. P2 口:P2 口为一个部上拉电阻的 8 位双向 I/O 口,P2 口缓冲器可接收, 输出 4 个 TTL 门电流,当 P2 口被写1时,其管脚被部上拉电阻拉高,且作 为输入.并因此作为输入时,P2 口的管脚被外部拉低,将输出电流.这是由于 部上拉的缘故.P2 口当用于外部程序存储器或 16 位地址外部数据存储器进展 存取时,P2 口输出地址的高八位.在给出地址1时,它利用部上拉优势,当 对外部八位地址数据存储器进展读写时,P2 口输出其特殊功能存放器的容. P2 口在 FLASH 编程和校验时接收高八位地址信号和

27、控制信号. P3 口: 口管脚是 8 个带部上拉电阻的双向 I/O 口, P3 可接收输出 4 个 TTL 门电流. P3 口写入1后, 当 它们被部上拉为高电平, 并用作输入. 作为输入, 由于外部下拉为低电平,P3 口将输出电流(ILL)这是由于上拉的缘故. P3 口也可作为 AT89C51 的一些特殊功能口,如下表所示: 口管脚 备选功能 P3.0 R*D(串行输入口) P3.1 T*D(串行输出口) P3.2 /INT0(外部中断 0) P3.3 /INT1(外部中断 1) P3.4 T0(记时器 0 外部输入) P3.5 T1(记时器 1 外部输入) P3.6 /WR(外部数据存储器

28、写选通) 点阵式汉字电子显示屏 P3.7 /RD(外部数据存储器读选通) P3 口同时为闪烁编程和编程校验接收一些控制信号. RST:复位输入.当振荡器复位器件时,要保持 RST 脚两个机器周期的高 电平时间. ALE/PROG:当外部存储器时,地址锁存允许的输出电平用于锁存地址 的地位字节.在 FLASH 编程期间,此引脚用于输入编程脉冲.在平时,ALE 端 以不变的频率周期输出正脉冲信号,此频率为振荡器频率的 1/6.因此它可用作 对外部输出的脉冲或用于定时目的.然而要注意的是:每当用作外部数据存储器 时,将跳过一个 ALE 脉冲.如想制止 ALE 的输出可在 SFR8EH 地址上置 0.

29、此 时, ALE 只有在执行 MOV*,MOVC 指令是 ALE 才起作用.另外,该引脚被 略微拉高.如果微处理器在外部执行状态 ALE 制止,置位无效. /PSEN:外部程序存储器的选通信号.在由外部程序存储器取指期间,每个 机器周期两次/PSEN 有效.但在外部数据存储器时,这两次有效的/PSEN 信 号将不出现. /EA/VPP : 当 /EA 保 持 低 电 平 时 , 则 在 此 期 间 外 部 程 序 存 储 器 (0000H-FFFFH) ,不管是否有部程序存储器.注意加密方式 1 时,/EA 将 部锁定为 RESET;当/EA 端保持高电平时,此间部程序存储器.在 FLASH

30、编 程期间,此引脚也用于施加 12V 编程电源(VPP) . *TAL1:反向振荡放大器的输入及部时钟工作电路的输入. *TAL2:来自反向振荡器的输出. 振荡器特性: *TAL1 和 *TAL2 分别为反向放大器的输入和输出. 该反向放大器可以配置 为片振荡器.石晶振荡和瓷振荡均可采用.如采用外部时钟源驱动器件, *TAL2 应不接.有余输入至部时钟信号要通过一个二分频触发器,因此对外 部时钟信号的脉宽无任何要求,但必须保证脉冲的上下电平要求的宽度. 3.4, 3.4,74 LS154 译码器芯片介绍 点阵式汉字电子显示屏 74LS154 是一个 416 译码器,4-线至 16 线解码器/解

31、复用器,上述每 4 行至 16 线解码器采用的 TTL 电路破解四个二进制编码的输入, 其中有 16互 相排斥的输出时,双方频闪输入,G1 和 G2,是低的.解复用功能,是由使 用 4 输入线路, 以解决输出线, 通过数据从一台的频闪输入与其他频闪输入偏低. 当频闪输入高,所有产出都很高.这些解多工器,都是一个完美适合实施高效 能记忆体解码器.所有投入都缓冲和输入钳位二极管提供,以减少传输线的影 响,从而简化了系统设计. 表 3-1 74LS154 的真值表 4-16 线译码器, 其管脚如 2-1 表所示, A,B,C,D 为译码的输入端,值 的区间从 0000 到 1111,Y1Y15 是对

32、应 A,B,C,D 四个输入引脚的输出脚, 其中选中的线用输出低电平,没有选中的输出高电平, 1 G , 2 G 是使能端, 只有输入相应 D 低电平才能使译码器正常工作. 74LS154 与 AT89C51 的连接: 点阵式汉字电子显示屏 A【23 脚】 ,B【22 脚】 ,C【21 脚】 ,D【20 脚】分别接到 AT89C51 的 P1.0 【1 脚】 ,P1.1【2 脚】 ,P1.2【3 脚】和 P1.3【4 脚】上. 其他脚连接:G1 【18 脚】 ,G2【19 脚】接地,使芯片工作;Y1【1 脚】Y15【17 脚】连接到 16*16 点阵 LED 显示屏上;其中 GND【12 脚】

33、 ,VCC【24 脚】 . 图 3-4 74LS154 管脚图 3.5 ,88 LED 点阵显示模块的硬件设计及工作原理 88 LED 点阵显示模块是 LED 显示屏设计的关键局部,共阴和共阳接法设 计的好坏直接关系到 LED 显示屏的亮度,稳定度等重要指标.给出 88 点阵 LED 的工作原理.图 3-5 为 88 点阵 LED 外观及引脚图,其等效电路如图 3-6 所示,只要其对应的 *,Y 轴顺向偏压,即可使 LED 发亮.例如如果想使左上 角 LED 点亮,则 Y0=1,*0=0 即可.应用时限流电阻可以放在 * 轴或 Y 轴. 点阵式汉字电子显示屏 图 3-5 88 点阵 LED 外

34、观及引脚图 图 3-6 88 点阵 LED 等效电路 由 88 点阵 LED 的工作原理图以及 88 点阵 LED 外观及引脚图和其等效 电路,可得出 1616 点阵 LED 显示汉字的工作原理:1616 点阵 LED 显示器有 两种接线形式,即共阴接法和共阳接法.共阳接法的原理图如图 3-6 所示,图中 每一行发光二极管的阳极接在一起, 有一个引出端 只画出了 88 点阵的二极管. 点阵式汉字电子显示屏 * ,每一列发光二极管的阴极接在一起,有一个引出端 Y.当给发光二极管阳 极引出端*0 加高电平,阴极引出端 Y0 加低电平时,左上角的二极管点亮.因 此,对行和列的电平进展扫描控制时,可以

35、实现显示不同汉字的目的. 第 4 章,系统的软件设计软件是该 LED 显示屏控制系统的重要组成局部,在系统的软件设计中我们 也才用了模块化设计,将系统的各局部功能编写成子模块的形式,这样增强了系 统软件的可读性和可移植性. 4.1, 4.1,软件流程本系统中(单片机 89C51)的主要功能就是实现 LED 显示屏上字样的移位, 显示,数据的读取等功能.其主程序流程如图 3-1 所示. 开机 系统初始化 读取 AT89C51 的 ROM 中的标志 等待 是 判断是否处于通状态? 否 读取显示容 移位显示 是 判断是否有中断标志? 否 图 4-1 主程序流程图 点阵式汉字电子显示屏 4.2 ,汉字

36、的表示及编码原理 UCDOS 软件中的文件 HZK16 和文件 ASC16 分别为 1616 的国标汉字点阵 文件和 816 的 ASCII 码点阵文件,以二进制格式存储.在文件 HZK16 中,按汉字 区位码从小到大依次存有国标区位码表中的所有汉字,每个汉字占用 32 个字节, 每个区为 94 个汉字.在文件 ASC16 中按 ASCII 码从小到大依次存有 816 的 ASCII 码点阵,每个 ASCII 码占用 16 个字节 在 PC 机的文本文件中,汉字是以机码的形式存储的,每个汉字占用两个字 节:第一个字节为区码,为了与 ASCII 码区别,围从十六进制的 0A1H 开场(小于 80

37、H 的为 ASCII 码字符),对应区位码中区码的第一区;第二个字节为位码,围也 是从 0A1H 开场,对应*区中的第一个位码.这样,将汉字机码减去 0A0AH 就 得该汉字的区位码. 例如汉字房的机码为十六进制的B7BF,其中B7表示区码,BF表示 位码. 所以房的区位码为 0B7BFH-0A0A0H=171FH. 将区码和位码分别转换为 十进制得汉字房的区位码为2331,即房的点阵位于第 23 区的第 31 个字的位 置,相当于在文件 HZK16 中的位置为第 32(23-1) 94+(31-1)=67136B 以后的 32 个字节为房的显示点阵. 在本单片机系统中,起始地址的高 4 位为

38、页号,送 P1 口,低 15 位为数据区地址, 送指针 DPTR. 利用MOV*指令连续取 32 个字节送 LCD 的相应位置,就能实现 正确的汉字显示. ASCII 码的显示与汉字的显示根本原理一样.在文件 ASC16 中不存在机 码的问题,其显示点阵直接按 ASCII 码从小到大依次排列,只是每个 ASCII 码在文 本文件中只占 1 个字节且小于 80H,而且 ASCII 码为 816 点阵,所以在 ASCII16 文件中,每个 ASCII 码的点阵也只占 16 个字节. 首先提取 1616 的国标汉字点阵和 816 的 ASCII 码点阵(如 UCDOS 软件中 的 HZK16 和 A

39、SC16)并将其直接写入 29F040. 其中 HZK16(共 256KB)点 07 页. 其余剩下的空间用来存 为了便于编程,ASC16 虽然只有 4KB,也单独占用第 8 页. 点阵式汉字电子显示屏 储汉字语句的编码. 由于 240128 点阵的 LED 显示器每个只能显示 15 个汉字(1616 点阵汉字), 即 30 个字节.所以可将需要显示的语句按 30 个字节为 1 行进展编写,缺乏 30 个 字符的则补空格.在 PC 机上进展录入时,每行 30 个字符再加上回车键和换行符, 实占 32 个字符.所录入的语句以纯文本形式存盘,再将该文本文件以二进制的形 式写入 29F040 的第

40、9 页.则,以后根据需要显示的语句行号便可以进展正确的 显示.此,作者推出荐使用 DOS 版本的 WPS 软件的编辑非文收文件功能,它能 清楚地显示每行是否有 30 个字符. 4.3, 提取汉字 汉字的软件的设计及实现 4.3, 提取汉字的软件的设计及实现 我们以 UCDOS 中文宋体字库为例,每一个字由 16 行 16 列的点阵组成显 示.即国标汉字库中的每一个字均由 256 点阵来表示.我们可以把每一个点理 解为一个像素,而把每一个字的字形理解为一幅图像.事实上这个汉字屏不仅可 以显示汉字, 也可以显示在 256 像素围的任何图形. 图 4-2 点阵式汉字电子显示屏 用 8 位的 AT89

41、C51 单片机控制, 由于单片机的总线为 8 位,一个字需要拆 分为 2 个局部. 一般我们把它拆分为上部和下部,上部由 8*16 点阵组成, 下部也由 8*16 点阵组成. 在本例中单片机首先显示的是左上角的第一列的上半局部,即第 0 列的 p00-p07 口.方向为 p00 到 p07 ,显示汉字小时,p05 点亮,由上往下排列,为 p0.0 灭,p0.1 灭, p0.2 灭 p0.3 灭, p0.4 灭, p0.5 灭,p0.6 灭,p0.7 灭.即二进制 00000000,转换为 16 进制为 00h. 上半部第一列完成后,继续扫描下半部的第一列,为了接线的方便,我们仍 设计成由上往下

42、扫描, 即从 p27 向 p20 方向扫描, 从上图可以看到, p2.4 亮, 即 为 00000100,16 进制则为 04h. 然后单片机转向上半部第二列,全不亮,为 00000000,即 16 进制 00h. 这一列完成后继续进展下半局部的扫描,p2.5 点亮,为二进制 00000101, 即 16 进制 20h. 依照这个方法,继续进展下面的扫描,一共扫描 32 个 8 位, 可以得出汉字 小的扫描代码为: DB 00,00,00,10H,00,20H,00,40H DB 01,80H,06,02,00,01,0FFH,0FEH DB 00,00,04,00,02,00,01,00 D

43、B 00,80H,00,60H,00,00,00,00 由这个原理可以看出, 无论显示何种字体或图像, 都可以用这个方法来分 析出它的扫描代码从而显示在屏幕上. ;小 4.3.1 ,汉字的实现 本系统的取字模软件主要是编辑 LED 显示屏显示的容,在设计中采用汇 编语言写了 LED 显示屏控制系统的容下载软件.软件界面如图 4-3 所示. 该软件的主要是对输入的汉字取点阵数据如下: 点阵式汉字电子显示屏 软件翻开后输入汉字,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. 小:DB 00,00,00,10H,00,20H,00,40H DB 01,8

44、0H,06,02,00,01,0FFH,0FEH DB 00,00,04,00,02,00,01,00 DB 00,80H,00,60H,00,00,00,00 心:DB 00,20H,00,40H,03,80H,00,00 DB 0FH,0FCH,00,02,80H,02,40H,02 DB 38H,02,10H,02,00,02,00,0EH DB 02,00,01,00,00,0E0H,00,00 慢:DB 02,00,1CH,00,00,00,0FFH,0FFH DB 10H,00,0BH,0C1H,0FAH,51H,0AAH,5AH DB 0ABH,0D4H,0AAH,54H,0AB

45、H,0D4H,0AAH,5AH DB 0FAH,52H,07,0C1H,02,01,00,00 行: DB 00,40H,08,80H,11H,00,23H,0FFH DB 0C4H,00,02,00,42H,00,42H,00 点阵式汉字电子显示屏 DB 42H,00,42H,02,42H,01,43H,0FEH DB 0C2H,00,46H,00,02,00,00,00 END 第 5 章,系统调试与测试结果分析 5.1,元器件清单和使用的仪器仪表 .1, 5.1.1,电子设计元件清单 .1.1, 元 件 编 号 U1 LED U1 R1 R2 C3 K1 C2 C 1, C2 *1 规

46、格 参 数 AT89C51 16*16 LED 点阵 74LS154 200 1K 22UF 按键开关 20PF 12MHZ 作 用 简 介 核心控制芯片 组成汉字显示屏 4 线-16 线译码器 复位电路 按键开关 时钟电路 点阵式汉字电子显示屏 R 行 16*4.7K 列 16*4.7K 上拉电阻 2N5551 2N5401 16 16 小功率 NPN 三极管 小功率 PNP 三极管 5.1.2 ,使用的仪器仪表 数字万用表 DT9203 5.2 ,系统调试 根据系统设计方案,本系统的调试共分为三大局部:硬件调试,软件调试和 软硬件联调.由于在系统设计中采用模块设计法,所以方便对各电路模块功

47、能进 行逐级测试:LED 显示模块的调试等,最后将各模块组合后进展整体测试. 5.2.1, 5.2.1,硬件调试 对各个模块的功能进展调试,主要调试各模块能否实现指定的功能. 5.2.2,软件调试 .2.2, 软件调试采用 uVision3 集成开发环境及微机, 将编好的程序进展调试, 主要 是检查语法错误.Vision2IDE 基于 Windows 的开发平台,包含一个高效的编 点阵式汉字电子显示屏 辑器,一个工程管理和一 MAKE 工具.Vision2 支持所有的 keilc51 工具.Keil C51 是美国 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容单片机 C 语言软件开发

48、系统, 与汇编相比,C 语言在功能上,构造性,可读性,可维护性上有明显的优势,因 而易学易用.用过汇编语言后再使用 C 来开发,体会更加深刻.Keil C51 软件 提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具,全 Windows 界面.另外重 要的一点,只要看一下编译后生成的汇编代码,就能体会到 Keil C51 生成的目 标代码效率非常之高,多数语句生成的汇编代码很紧凑,容易理解.在开发大型 软件时更能表达高级语言的优势,包括 C 编辑器.宏汇编器,连接/定位器,目 标代码到 HE* 的转换器. 点阵式汉字电子显示屏 图 5-1 Vision2 界面 5.2.3,硬件软件联调 .2.3,

49、将调试好的硬件和软件进展联调,主要调试系统的实现功能. 5.3 ,测试结果 此次系统设计结果较好,LED 显示屏能很好的显示信息.LED 显示屏由 4 块 8*8 的 LED 小模块组成,整个显示屏可以显示一个 16*16 的汉字,汉字从右 到左移动显示,显示亮度也正好. 点阵式汉字电子显示屏 图 5-2 结 束 语 在 LED 点阵汉字显示屏的设计过程中,学到了很多东西,根本了解了整个 嵌入式开发的流程.例如,在进展整个设计之前,应该先根据需求分析,对单片 机进展选型,然后对各个硬件模块在面包板进展搭试时候,要注意根本的布板原 则.在焊接电路板的时候,应该从最根本的最小系统开场, 分模块,

50、逐个进展 焊接测试. 在对各个硬件模块进展测试时, 要保证软件正确的情况下去测试硬件, 要不然发生错误时,不知道到底是哪一方出错了.在进展搭试点阵块的时候,因 为电压过高,导致点阵模块损坏.这次设计开发,本人受益非浅,在以后的开发 过程中一定吸取教训. 点阵式汉字电子显示屏 参 考 文 献 1 毅刚.单片机原理与应用M.:高等教育,2003. 2 大明,旭昀,尚静基.单片微机控制应用技术M.:机械工业出版 社,2006. 点阵式汉字电子显示屏 3 付家才.单片机控制工程实践技术M.:化学工业,2004. 4 .proteus.:Proteus,2021,3. 5 戴佳,戴卫恒.51 单片机 C

51、 语言应用程序设计实例精讲M.:电子 工业,2006. 6 为,黄科,雷道仲.单片机典型系统设计实例精讲M.:电子工业 ,2006. 7 将新, 华军, 东骏.单片机程序设计及应用从根底到实践M.: 电子业工,2006. 8 亮,侯国锐.51 单片机 C 语言编程与实例M. :人民邮电出版 社.2003. 9 志军,晋源. 单片机应用系统设计M.:机械工业出社,2003. 10 睢丙东,泽鼎.单片机应用与实例M.:电子业工,2004. 11 玉梅.基于 MCS-51 系列单片机原理的应用设计M. : 国防工 业,2006. 12 阎石.数字电子技术根底M.:高等教育,2000. 13 永雄.新编单片机原理与应用M.:电子科技大学, 2007. 14 戴胜华,大明,世武.单片机原理与应用M.:清华大学出版 社,2005. VCC VCC 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 P1.0 VCC P1.1 P0.0 P1.2 P0.1 P1.3 P0.2 P1.4 P0.3 P1.5 P0.4 P1.6 P0.5 P1.7 P0.6 RST P0.7 P3.0 /EA P3.1 ALE P3.2 /PSEN P3.3 P2.7 P3.4 P2.6 P3.5 P2.5