LED乘6電子顯示器課程設(shè)計(jì)

1、目錄1.前言22.方案設(shè)計(jì)22.1.系統(tǒng)功能要求22.2.硬件設(shè)計(jì)22.2.1.8255A芯片32.3.設(shè)計(jì)框圖32.4.LED點(diǎn)陣介紹32.5.LED顯示方式33.測(cè)試與調(diào)試34.總結(jié)與體會(huì)35.程序清單36.參考文獻(xiàn)31. 前言LED 電子顯示屏是集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示屏系統(tǒng)。它發(fā)布信息靈活多變，易于控制。在現(xiàn)代工業(yè)控制和一些智能化儀器儀表中，越來越多的場(chǎng)所需要用點(diǎn)陣圖形顯示屏顯示信息。LED 電子顯示屏由單片機(jī)控制。單片機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是體積小、重量輕、抗干擾能力強(qiáng)，對(duì)環(huán)境要求不高，價(jià)格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易。正因?yàn)槿绱?，在我國，單片機(jī)已被廣泛地應(yīng)

2、用在工業(yè)自動(dòng)化控制、自動(dòng)檢測(cè)、智能儀表、家用電器等各個(gè)方面。隨著電子設(shè)備變成我們?nèi)粘Ｉ钍冀K必備之物，電子顯示產(chǎn)品也成為一個(gè)重要組件，提供快捷而方便的通訊發(fā)光二極管（LED）電子顯示屏也被廣泛應(yīng)用LED 電子顯示屏是集微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息處理技術(shù)于一體的大型顯示屏系統(tǒng)。它以其色彩鮮艷，動(dòng)態(tài)范圍廣，亮度高，壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定可靠等優(yōu)點(diǎn)而成為眾多顯示媒體以及戶外作業(yè)顯示的理想選擇。隨著市場(chǎng)的急速需求，在現(xiàn)有的市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)許多有關(guān)點(diǎn)陣顯示器有關(guān)的產(chǎn)品，如廣告活動(dòng)字幕機(jī)，股票顯示板，活動(dòng)廣告欄等。它們的優(yōu)點(diǎn)是可按需要的。2. 方案設(shè)計(jì)2.1. 系統(tǒng)功能要求設(shè)計(jì)裝調(diào)一個(gè)直流電機(jī)調(diào)速控制器。利用取

3、模軟件建立標(biāo)準(zhǔn)字庫，編制程序?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)陣循環(huán)左移顯示漢字：上海學(xué)院。2.2. 硬件設(shè)計(jì)（1）16X16 矩陣LED為共陰極顯示，由四個(gè)8X8 LED點(diǎn)陣塊組成，根據(jù)提供I/O地址、功能，由不同I/O口分別提供字形代碼送行，列掃描信號(hào)送列掃描行，凡字形代碼位"1"、列掃描信號(hào)"0"該點(diǎn)點(diǎn)亮，否則熄滅，通過逐列掃描，循環(huán)點(diǎn)亮字形或曲線。（2）用8255的PA、PB輸出接口提供掃描列信號(hào)；用8255的PC口和273輸出接口提供掃描行信號(hào)，輸出字形代碼，完成16×16的點(diǎn)陣顯示。2.2.1. 8255A芯片 1. 8255A的端口地址: 在片選信號(hào)CS0的

4、條件下：本實(shí)驗(yàn)我設(shè)計(jì)的端口地址為60H63H,端口地址如表2.1所示:表2.1 8255A端口地址信號(hào)線寄存器地址IOY3A口60HB口61HC口62H控制寄存器63H2. 8255A的工作方式有3種工作方式，本實(shí)驗(yàn)我主要采用方式0：基本型輸入輸出方式。A端口工作在方式0并作為輸出口，B端口工作方式0并作為輸出口.3. 8255A的控制字：設(shè)置控制字為10000000B=80H.4. 8255A輸入/輸出接口電路 255A片內(nèi)有A, B, C 3個(gè)8位并行端口，A口和B口分別有1個(gè)8位的數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和1個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入鎖存器，C口有1個(gè)8位數(shù)據(jù)輸出鎖存/緩沖器和1個(gè)8位數(shù)據(jù)輸入緩沖器，用

5、于存放CPU與外部設(shè)備交換的數(shù)據(jù)。5. 8255A的引腳8255A的引腳如圖2.1所示，分為數(shù)據(jù)線、地址線、讀/寫控制線、輸入/輸出端口線和電源線。圖2.2.1 8255A的引腳圖D7D0：三態(tài)、雙向數(shù)據(jù)線，與CPU數(shù)據(jù)總線連接，用來傳送數(shù)據(jù)。：片選信號(hào)線，低電平有效時(shí)，芯片被選中。A1, A0：地址線，用來選擇內(nèi)部端口。：讀出信號(hào)線，低電平有效時(shí)，允許數(shù)據(jù)讀出。：寫入信號(hào)線，低電平有效時(shí)，允許數(shù)據(jù)寫入。RESET：復(fù)位信號(hào)線，高電平有效時(shí)，將所有內(nèi)部寄存器（包括控制寄存器）清0。PA7PA0：A口輸入/輸出信號(hào)線。PB7PB0：B口輸入/輸出信號(hào)線。PC7PC0：C口輸入/輸出信號(hào)線。VCC

6、：5V電源。 GND：電源地線。2.3. 設(shè)計(jì)框圖LED點(diǎn)陣總體框圖如圖1.1所示，點(diǎn)陣電路大體上可以分成微機(jī)本身的硬件、顯示驅(qū)動(dòng)電路、控制信號(hào)電路三部分。控制電路部分包括一個(gè)51CUP和一些外圍電路。在整個(gè)電路當(dāng)中此控制電路部分相當(dāng)于一個(gè)上位機(jī)，它負(fù)責(zé)控制整個(gè)電路以及相應(yīng)的程序的運(yùn)行、與PC機(jī)的串行通訊、以及給屏體電路部分發(fā)送命令。點(diǎn)陣顯示屏體、以及它的行和列的各個(gè)驅(qū)動(dòng)電路。由于兩部分的電路在制板時(shí)可以放到一起，所以可以將其字庫放到控制電路部分使用串行通訊方式來與屏體電路部分進(jìn)行數(shù)據(jù)和命令的傳送。此顯示電路采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器。由行譯碼器給

7、出的行選通信號(hào)，從第一行開始，按順序依次對(duì)各行進(jìn)行掃描(把該行與電源的一端接通)。另一方而，根據(jù)各列鎖存的數(shù)據(jù)，確定相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器是否將該列與電源的另一端接通。接通的列，就在該行該列點(diǎn)燃相應(yīng)的LED；未接通的列所對(duì)應(yīng)的LED熄滅?？赏ㄟ^掃描輸出口的控制實(shí)現(xiàn)顏色的轉(zhuǎn)換。列驅(qū)動(dòng)器 單片機(jī)電源16X16LED顯示點(diǎn)陣 行驅(qū)動(dòng)器圖2.32.4. LED點(diǎn)陣介紹8×8單色點(diǎn)陣共需要64個(gè)發(fā)光二極管組成，且每個(gè)二極管是放置在行線與列線的叉點(diǎn)上。本設(shè)計(jì)是一種實(shí)用的漢字顯示屏的制作，制作的是雙色點(diǎn)陣?？紤]到元器件的易購性，沒有使用8×8的點(diǎn)陣發(fā)光二極管模塊，而是直接使用了256個(gè)高亮度發(fā)光

8、管，組成了16行16列的發(fā)光點(diǎn)陣。實(shí)際使用時(shí)可以根據(jù)這個(gè)原理自行擴(kuò)充顯示的字?jǐn)?shù)。對(duì)比下面的8×8單色點(diǎn)陣和8×8雙色點(diǎn)陣可以看出，其實(shí)8×8雙色點(diǎn)陣就是兩塊8×8單色點(diǎn)陣組合在一起的。要實(shí)現(xiàn)用兩種顏色顯示，只要在電路的設(shè)計(jì)中適當(dāng)?shù)倪B線就可以了。 8×8單色和雙色點(diǎn)陣LED結(jié)構(gòu)分別如下圖2.5和2.6所示。 圖2.4 8×8點(diǎn)陣外觀及引腳圖 圖2.5 8×8單色點(diǎn)陣內(nèi)部圖 圖2.6 8×8雙色點(diǎn)陣內(nèi)部圖2.5. LED顯示方式漢字顯示屏用于顯示漢字、字符及圖像信息，在公共汽車、銀行、醫(yī)院及戶外廣告等地方都有廣泛的應(yīng)用

9、。下面是簡(jiǎn)單的漢字顯示屏的制作，由單片機(jī)控制漢字的顯示內(nèi)容。為了降低成本，使用了四塊8×8的LED點(diǎn)陣發(fā)光管的模塊，組成了一個(gè)16×16的LED點(diǎn)陣顯示屏，如圖2.10所示。在這里僅做了四個(gè)漢字的顯示，在實(shí)際的使用中可以根據(jù)這個(gè)原理自行的擴(kuò)展顯示的漢字，下面是介紹漢字顯示的原理。 圖2.10 四塊8×8的LED點(diǎn)陣組成16×16的LED點(diǎn)陣LED驅(qū)動(dòng)顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方法，動(dòng)態(tài)掃描方式是逐行輪流點(diǎn)亮，這樣掃描驅(qū)動(dòng)電路就可以實(shí)現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅(qū)動(dòng)器。以16×16點(diǎn)陣為例，把所有同一行的發(fā)光管的陽極連在一起，把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起

10、（共陽的接法），先送出對(duì)應(yīng)第1行發(fā)光管亮滅的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第1行使其燃亮一定的時(shí)間，然后熄滅；再送出第2行的數(shù)據(jù)并鎖存，然后選通第2行使其燃亮相同的時(shí)間，然后熄滅；.第16行之后，又重新燃亮第1行，反復(fù)輪回。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒24次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形。該方法能驅(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。顯示數(shù)據(jù)傳輸采用串行傳輸?shù)姆椒?，控制電路可以只用一根信?hào)線，將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅(qū)動(dòng)器，在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟(jì)的。但串行傳輸過程較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿恢?，這一行的各列才能

11、并行地進(jìn)行顯示。對(duì)于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)，在行掃描周期確定的情況下，留給行顯示的時(shí)間就太少了，以致影響到LED的亮度。采用串行傳輸中列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間矛盾，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行各列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳送下一行的列數(shù)據(jù)。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要有鎖存功能。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來說，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并出的移位功能。這樣，本行已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進(jìn)行顯示時(shí)，串行移位寄存器就可以準(zhǔn)備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會(huì)影響本行的顯示。3. 測(cè)試與調(diào)試（1）在P.態(tài)下，按SCAL鍵。（2）將JHPC接JX16（PC），JX7JX17，CS2FF80H，JQJ

12、HQ，JLPA接JX9（PA），JLPB接JX15（PB）。（3）運(yùn)行程序,左移顯示“上海學(xué)院”字樣。 LED顯示的結(jié)果為為“上海學(xué)院”4. 總結(jié)與體會(huì)本文設(shè)計(jì)的1616的點(diǎn)陣LED圖文顯示屏，能夠在目測(cè)條件下LED顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示的圖形和文字較穩(wěn)定、清晰。圖形或文字向左滾動(dòng)顯示。本系統(tǒng)具有硬件少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點(diǎn)。  總結(jié)本次實(shí)訓(xùn)的過程，主要有以下方面的體會(huì)和感想： 一、為了能過順利完美的完成本次課程設(shè)計(jì)，我們小組的同學(xué)在網(wǎng)上查閱了大量的相關(guān)資料，詳細(xì)了解了LED的發(fā)光原理和LED顯示屏的原理，了解了LED的現(xiàn)

13、狀，清楚地了解了LED顯示屏與其它顯示屏相比較有那些優(yōu)點(diǎn)，明確了研究目標(biāo)。并且通過對(duì)單片機(jī)資料的查閱和應(yīng)用，更進(jìn)一步增加了對(duì)單片機(jī)知識(shí)的理解和運(yùn)用能力。并證實(shí)了自己的思路：“查資料思考總結(jié)運(yùn)用找出差錯(cuò)，再查資料和向別人詢問再次運(yùn)用”的正確性。 二、雖然在做實(shí)驗(yàn)之前小組成員都做了充分的準(zhǔn)備，但在實(shí)際動(dòng)手操作中還是碰到了很多問題，比如：我們?cè)趩纹瑱C(jī)上接線路的時(shí)候，有一塊芯片接錯(cuò)了，LED燈只顯示一半字符，在我們仔細(xì)檢查電路之后，發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)糾正后，終于在LED燈上顯示出了完整的字符。在能夠顯示字符之后，我們的重中之重就是要研究透程序設(shè)計(jì)中是如何顯示出字符的，并設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)要求輸出的字符，在經(jīng)過小組

14、成員激烈的討論之后，我們?cè)诎准埳袭嫼命c(diǎn)陣圖，并設(shè)計(jì)字符，算出每個(gè)需要點(diǎn)亮的LED燈的數(shù)據(jù)地址，并輸入電腦實(shí)踐，這次很成功，小組同學(xué)都覺得很欣慰，畢竟這是我們自己辛辛苦苦研究出來的。 三，本次實(shí)訓(xùn)報(bào)告列出了系統(tǒng)具體的硬件設(shè)計(jì)方案,硬件結(jié)構(gòu)電路圖，軟件流程圖和具體匯編語言程序設(shè)計(jì)與調(diào)試等方面。 四，通過這次實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)，重新復(fù)習(xí)并進(jìn)一步增強(qiáng)了動(dòng)手的能力，學(xué)以致用，把課本上的知識(shí)靈活運(yùn)用到了實(shí)踐當(dāng)中。5. 程序清單;LEDQD.ASM,USR-LED 16X16,TAB=ffff(2048x32);XPA=0D000HXPAEQU0FF28H;L-SAO-1XPBEQU0FF29H;L-SAO-2XPC

15、EQU0FF2AH;H-CODE-2XPCTLEQU0FF2BH;-POEQU0FF80H ;H-CODE-1DATASEGMENTAT0ORG1B90HFLDB?;BL SAO FLAGRHDW?;H-CODERLDB?;L-CODEPAGDW?;XPA/XPBDATAENDSCODESEGMENTASSUMECS:CODE,DS:DATAORG 2DC0HSTART:MOV DX,XPCTLMOV AL,80HOUT DX,ALCALL OFFLEDMOV AL,00HMOV FL,ALMOV PAG,XPA ;0FF28H ;8000H;XPA/XPBX0:MOV RH,0000H ;H

16、-CODEX1:CALL DEL1INC RH MOV AX,RH AND AX,000FH CMP AX,0000H JNZ X2 ADD RH,0010Hx2: CMP RH,0641h ;0ffe1H JZ X0 jmp x1DISPW: CLCPUSH RH;H-NUMMOV RL,01H;L-NUMDISP1: MOV SI,RHMOV BX,OFFSET TABMOV AL,CS:BX+SIMOV DX,XPC ;PA, CODE->SHANG BAN BUOUT DX,ALMOV AL,CS:BX+SI+10H;XPC,CODE->XIA BAN BUMOV DX,P

17、OOUT DX,ALMOV DX,PAGMOV AL,RLNOT ALOUT DX,ALMOV CX,0080HLOOP $CALL OFFLEDINC RH; AND RH,00FFH ;!;- MOV AX,RH AND AX,000FH CMP AX,0000H JNZ CON2 ADD RH,0010H; AND RH,00FFH ;! CON2:RCL RL,1JNC DISP1CMP FL,00HJNZ EXITINC FLCLCMOV RL,01HMOV PAG,XPB ;0FF29HJMP DISP1EXIT:MOV PAG,XPA ;0FF28HMOV FL,00HPOP R

18、HRETOFFLED:MOV DX,XPAMOV AL,0FFHOUT DX,ALMOV DX,XPBOUT DX,ALRETDEL1:MOV CX,0020HCON1:PUSH CXCALL DISPWPOP CXLOOP CON1RETTAB: ;- 文字: 上 -;- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,3FH,01H,01H,01H,00H,00H,00H,00H,00HDB 00H,04H,04H,04H,04H,04H,04H,0FCH,04H,04H,04H,04H,04H,04H,00H,00H;

19、- 文字: 海 -;- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -DB 00H,00H,21H,10H,08H,00H,10H,2FH,68H,2CH,2AH,28H,2FH,00H,00H,00HDB 00H,08H,04H,88H,10H,00H,80H,0F0H,90H,0D0H,0B4H,92H,0FEH,90H,00H,00H;- 文字: 學(xué) -;- 宋體12; 此字體下對(duì)應(yīng)的點(diǎn)陣為：寬x高=16x16 -DB 00H,00H,5CH,30H,10H,54H,34H,15H,16H,14H,30H,50H,10H,10H,1CH,00HDB 00H,00H,20H,20H,20H,28H,24H,0A2H,7DH,20H,20H,20H,