課程設(shè)計(jì)（論文）點(diǎn)陣顯示屏設(shè)計(jì)

1、一. 摘要本次課程設(shè)計(jì)是基于51單片機(jī)利用led實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣顯示漢字，字母，數(shù)字，滾動(dòng)顯示漢字等功能。首弄清了各種元件的功能及工作原理，然后對(duì)照實(shí)現(xiàn)點(diǎn)陣原理在keil原件下編寫實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)顯示漢字的程序，要實(shí)現(xiàn)滾動(dòng)顯示效果，顯示是用到了查表的原理，我們利用片內(nèi)rom20h到5fh單元作為緩沖區(qū)，在顯示時(shí)，始終顯示20h到3fh單元的內(nèi)容，40h到5fh單元存儲(chǔ)下一次要顯示的內(nèi)容，然后在20h到5fh之間內(nèi)容循環(huán)左移，從而實(shí)現(xiàn)了滾動(dòng)顯示效果，通過中斷定時(shí)器來控制滾動(dòng)的速度。再對(duì)編寫的程序進(jìn)行單步調(diào)試，然后連接電路圖，用仿真器進(jìn)行仿真led顯示。二. 關(guān)鍵詞led 點(diǎn)陣 左移 鎖存正文三原件功能及原理介紹

2、3.1 88點(diǎn)陣原理 88點(diǎn)陣由八行八列總共64個(gè)雙色led組成。每一條行線是這一行l(wèi)ed的共陽(yáng)極端點(diǎn)，列線根據(jù)所連接的針腳的不同分為紅色共陰極端點(diǎn)和綠色共陰極端點(diǎn)。當(dāng)連接紅色共陰極時(shí)led顯示紅色，連接綠色共陰極時(shí)顯示綠色。當(dāng)兩者同時(shí)連通時(shí)則顯示黃色。對(duì)于這樣矩陣式顯示的器件，采用掃描的方式。對(duì)于88點(diǎn)陣采用行掃描或者列掃描都可以。但為了使88點(diǎn)陣能具有根據(jù)輸入顯示紅、綠、黃三色功能。因此基于設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便的考慮，把列線(即共陰極點(diǎn)) 作為掃描線，而把行線作為數(shù)據(jù)輸入線。h-tab18是用來控制行顯示，l18控制列顯示而且選擇顯示顏色。3.2 發(fā)光二極管 發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為led。發(fā)光二極管與普通二

3、極管一樣是由一個(gè)pn結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從p區(qū)注入到n區(qū)的空穴和由n區(qū)注入到p區(qū)的電子，在pn結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與n區(qū)的電子和p區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短，當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從led陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。在8*8點(diǎn)陣中采用雙二極管共陽(yáng)極，當(dāng)陰極送來低電平是發(fā)光。具體圖形如下：3.3 74hc595功能原理74hc595是硅結(jié)構(gòu)的cmos器件， 兼容

4、低電壓ttl電路。 74hc595是具有8位移位寄存器和一個(gè)存儲(chǔ)器，三態(tài)輸出功能。 移位寄存器和存儲(chǔ)器是分別的時(shí)鐘。 數(shù)據(jù)在schcp的上升沿輸入，在stcp的上升沿進(jìn)入的存儲(chǔ)寄存器中去。如果兩個(gè)時(shí)鐘連在一起，則移位寄存器總是比存儲(chǔ)寄存器早一個(gè)脈沖。 移位寄存器有一個(gè)串行移位輸入（ds），和一個(gè)串行輸出（q7）,和一個(gè)異步的低電平復(fù)位，存儲(chǔ)寄存器有一個(gè)并行8位的，具備三態(tài)的總線輸出，當(dāng)使能oe時(shí)（為低電平），存儲(chǔ)寄存器的數(shù)據(jù)輸出到總線。 3.4 電子開關(guān) 主要是用來驅(qū)動(dòng)行控制顯示，由于在點(diǎn)陣中，一個(gè)引腳的電流有限，無法同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)引腳，電子開關(guān)就解決了這一問題，圖形如下，此開關(guān)只需要在基機(jī)發(fā)送

5、很小的信號(hào)就能 是開關(guān)接通， q的上下端接通電路 ，基極接驅(qū)動(dòng)信號(hào)。3.5 總體原理圖四程序介紹4.1主程序流程圖開始置左移次數(shù)將tab的內(nèi)容放入20h5fh發(fā)送一行數(shù)據(jù)發(fā)送行地址中斷初始化并開中斷將內(nèi)容放入40h5fh將20h5fh的內(nèi)容左移一位關(guān)中斷進(jìn)入中斷顯示一行的內(nèi)容開啟定時(shí)器中斷t0將定時(shí)器t0初始化軟件計(jì)數(shù)是否達(dá)到三次左移是否達(dá)到16次將20h5fh的內(nèi)容左移一位判斷r5的大小顯示20h3fh里的內(nèi)容中斷返回4.2程序模塊介紹4.2.1 led驅(qū)動(dòng)模塊 采用動(dòng)態(tài)掃描方式，通過三極管驅(qū)動(dòng)并聯(lián)在一起的led發(fā)光管的一端(共陰或共2端)，led發(fā)光管的另一腳接通用i/o口，控制其亮滅。該

6、方法能驅(qū)動(dòng)較多的led，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機(jī)的資源。4.2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊本次設(shè)計(jì)中我們采用片內(nèi)的20h到5fh單元作為存儲(chǔ)區(qū)，相當(dāng)于緩沖區(qū)，利用74hc595的鎖存功能，將要現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)鎖存住，當(dāng)來了脈沖是將所有數(shù)據(jù)同時(shí)發(fā)送出去從而實(shí)現(xiàn)了顯示。在顯示時(shí)始終調(diào)用20h到3fh單元的內(nèi)容，而在40h到5fh中不斷的送入數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)的是下一次要現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)，送入數(shù)據(jù)后，在20到5fh之間左移十六個(gè)字節(jié)（兩個(gè)字），從而實(shí)現(xiàn)了多字的滾動(dòng)顯示。4.2.3 顯示模塊 要顯示 8*8的矩陣，選用的是共陰極的led，要用它來顯示一個(gè)字符的時(shí)候，就必須有一組64位的二進(jìn)制數(shù)來作為這個(gè)字符的字符碼。根據(jù)掃描

7、的方式可以把它們分成8組8位二進(jìn)制數(shù)。譯碼電路的功能就是把4位二進(jìn)制的鍵碼譯成8*8位的二進(jìn)制數(shù)五仿真調(diào)試5.1仿真過程根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，調(diào)試共分為硬件調(diào)試，軟件調(diào)試和軟硬件聯(lián)調(diào)。由于在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用模塊設(shè)計(jì)法，所以方便對(duì)各電路模塊功能進(jìn)行逐級(jí)測(cè)試：led驅(qū)動(dòng)模塊的調(diào)試，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的調(diào)試，pc機(jī)通信模塊的調(diào)試等，最后將各模塊組合后進(jìn)行整體測(cè)試。 對(duì)編好的程序用keil軟件進(jìn)行單步運(yùn)行，并在相對(duì)的單元查看數(shù)據(jù)是否與預(yù)計(jì)的相符合，然后將調(diào)試好的硬件和軟件進(jìn)行聯(lián)調(diào)，主要調(diào)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)功能。5.2 仿真結(jié)果采用仿真器wave6000進(jìn)行仿真，led點(diǎn)陣能很好的顯示信息。由兩塊8*8的led小模塊組成

8、，整個(gè)顯示屏可以顯示兩三個(gè)漢字，漢字從右到左循環(huán)顯示，顯示亮度正好。速度通過定時(shí)器次數(shù)控制。六課程設(shè)計(jì)心得體會(huì) 在這次設(shè)計(jì)中我再次感覺到了知識(shí)的重要性。在本次設(shè)計(jì)中我們組有三人，課程設(shè)計(jì)本身就是一個(gè)對(duì)所學(xué)知識(shí)的再現(xiàn)過程，一開始我就一個(gè)感覺，腦袋里面的東西太少了，不知道從何做起，正所謂萬事開頭難，通過查閱圖書，搜索網(wǎng)絡(luò)資料，翻閱課本后，對(duì)本次設(shè)計(jì)的程序有初步的了解，在弄清電路的工作原理之后，理清思路開始編程。工功夫不負(fù)有心人，在第一天我晚上我們實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)陣的現(xiàn)實(shí)，但距離成果還很遙遠(yuǎn)呢！在設(shè)計(jì)過程中，讓我最頭痛的過程中就是實(shí)現(xiàn)文字的滾動(dòng)顯示，要顯示的什么字編碼就可以。在三天過去之后還是沒有實(shí)現(xiàn)文字的

9、滾動(dòng)顯示，看見其他組已經(jīng)做完了心理還是有些不自在的。終于在第四天的晚上我們做出來了，而且在第五天就要叫成果，我們完成了，心理感覺很有成就感。通過這次課程設(shè)計(jì)，我發(fā)現(xiàn)單片機(jī)是多么的重要，感覺在社會(huì)上到處都用得到，比如led顯示屏廣泛的應(yīng)用于公交汽車，碼頭，商店，學(xué)校和銀行等公共場(chǎng)合的信息發(fā)布和廣告宣傳等，用理論聯(lián)系實(shí)際并結(jié)合單片機(jī)原理課程和解決實(shí)際問題，鞏固和加深了有關(guān)單片機(jī)方面的知識(shí)。還有就是增強(qiáng)了自身的動(dòng)手能力，把以前書本上講的或是沒有講的，通過一次課程設(shè)計(jì)具體的實(shí)施，使自己真正得到鍛煉，對(duì)于以后我們的發(fā)展與學(xué)習(xí)來說，都可以看作一筆不小的財(cái)富，前面還有很多需要我們?nèi)L試，在以后的學(xué)習(xí)中，要理

10、論聯(lián)系實(shí)際，把我們所學(xué)的理論知識(shí)用到實(shí)際當(dāng)中，學(xué)習(xí)單機(jī)片機(jī)更是如此，程序只有在經(jīng)常的寫與讀的過程中才能提高，這就是我在這次課程設(shè)計(jì)中的最大收獲。附錄附錄1 程序代碼 din bit p2.0 clk bit p2.1 r_clk bit p2.2 org 0000h jmp main org 000bh ljmp ints_to ;定時(shí)中斷 org 0100hmain: mov r4,#16 ;中斷16次，左移16位 mov r5,#1 ;選擇table3 clr ea mov r2,#0 mov r1,#64 ;64個(gè)字符 mov r0,#20h mov dptr,#tabmovedata:

11、 ;把全部字符復(fù)制到20h5fh mov a,r2 movc a,a+dptr mov r0,a inc r2 inc r0 djnz r1,movedata mov tmod,#01h ;定時(shí)器0工作方式為1 mov tl0,#0afh ;置計(jì)數(shù)初值 mov th0,#03ch ;0ffffh-3cafh=50000，50ms mov r7,#3 ;軟件計(jì)數(shù)器，循環(huán)5次 setb et0 ;允許t0中斷 clr et1 ;禁止t1中斷 setb ea setb tr0 clr r_clk mov sp,#60h ;保護(hù)現(xiàn)場(chǎng) mov r3,#080h ;顯示第一行控制信號(hào)二進(jìn)制 1000 00

12、00a0: mov r2,#08h mov r0,#20hloop: mov r1,#4 mov a,r3 rr a ;行碼右移一位轉(zhuǎn)下一行 mov r3,a lcall outdataa1: mov a,r0 lcall outdata inc r0 djnz r1,a1 setb r_clk ;顯示一行 clr r_clk djnz r2,loop ;下一行 ljmp a0 ljmp mainoutdata: mov r6, #8 out1:rrc a mov din, c clr clk setb clk nop nop djnz r6,out1 retints_to: clr ea p

13、ush 0e0h ;保存acc push 00h push 01h push 02h djnz r7,back ;軟件計(jì)數(shù)，次數(shù)不到返回 mov r7,#3 mov r0,#20h mov r1,#8loop1:mov r0,#23h mov r1,#41h mov r2,#8 lp1:clr c ;將22h的最高位給cy mov a,r0 rlc a lp2:mov a,r1 ;將40h的最高位左移 rlc a mov r1,a lp3:inc r1 inc r1 mov a,r1 rlc a mov r1,a lp4:dec r0 dec r0 mov a,r0 rlc a mov r0,

14、a lp5:inc r0 inc r0 mov a,r0 rlc a mov r0,a inc r1 inc r1 inc r0 inc r0 inc r0 inc r0 djnz r2,lp1lp6: dec r4 cjne r4,#0,back ;控制中斷次數(shù)lp10: mov r2,#0 mov r1,#32 ;32個(gè)字符 mov r0,#40htable3:cjne r5,#1,table1 mov dptr,#tab3 inc r5 ajmp movedattable1:cjne r5,#2,table2 mov dptr,#tab1 inc r5 ajmp movedat tabl

15、e2:cjne r5,#3,table4 mov dptr,#tab2 inc r5 ajmp movedat table4:mov dptr,#tab4 mov r5,#1 movedat: ;把全部字符復(fù)制到20h mov a,r2 movc a,a+dptr mov r0,a inc r2 inc r0 djnz r1,movedat mov r4,#16 ;中斷16次back: pop 02h pop 01h pop 00h pop 0e0h mov tmod,#01h ;定時(shí)器0工作方式為1 mov tl0,#0afh mov th0,#03ch ;0ffffh-3cafh=5000

16、0，50ms setb et0 ;允許t0中斷 clr et1 ;禁止t1中斷 setb ea setb tr0 reti;右綠/右紅/左綠/左紅 ;低電平點(diǎn)亮 ;顯示中國(guó)山東tab: db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh db 0ffh, 0ffh,0

17、ffh,0ffh ;控制第2行 db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh ;控制第3行 db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh ;控制第4行 db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh ;控制第5行 db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh ;控制第6行 db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh ;控制第7行 db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh ;控制第8行 db 0ffh, 0ffh,0ffh,0ffh ;顯示lovetab3:db 0ffh,60h,0ffh,79h db 0ffh,67h,0ffh,76h db 0ffh,67h,0ffh,76h

18、 db 0ffh,60h,0ffh,76h db 0ffh,67h,0ffh,76h db 0ffh,67h,0ffh,76h db 0ffh,90h,0ffh,09h db 0ffh,0ffh,0ffh,0ffh ;顯示中國(guó)tab1: db 0ffh, 0a2h,0ffh,0f7h db 0ffh,0b6h,0ffh,80h db 0ffh,80h,0ffh,0b6h db 0ffh,0b2h,0ffh,80h db 0ffh,0b4h,0ffh,0f7h db 0ffh,080h,0ffh,0f7h db 0ffh,80h,0ffh,0f7h db 0ffh,80h,0ffh,0f7h;顯示山東tab2: db 0ffh,81h,0ffh,0f7h