1616點陣漢字顯示設計說明

./單片機原理及接口技術設計報告設計的重點和難點1.1重點和難點一、單片機I/O口或以擴展鎖存器的方式控制點陣顯示。單片機I/O口和擴展鎖存器相結合的方式控制16×16點陣顯示漢字。I/O口分別提供字形代碼〔列碼、掃描信號〔行碼,凡字形代碼位為"1"、行掃描信號為"1"點亮該點,否則熄滅；通過逐行掃描循環(huán)點亮字形或曲線。二、單片機與16×16點陣塊之間接口電路設計及編程。16×16點陣塊共陽的接法：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。點陣顯示漢字的編程需要查表指令,也就是MOVC

A,A+DPTR指令,DPTR作為基址寄存器時,其值為16位。編寫查表程序時,首先把字模的首址送入DPTR中,再將要查找的數(shù)據(jù)序號送入A中,然后就可以使用該指令進行查表操作,并將結果送累加器A中。使點陣顯示器顯示"學院"四個字。三、LED點陣顯示系統(tǒng)顯示漢字的取模。一個字需要拆分為2個部分。一般我們把它拆分為上部和下部,上部由8×16點陣組成,下部也由8×16點陣組成。首先顯示的是左上角的第一列的上半部分,亮的點為"1",不亮的點為"0"由上往下排列組成了8位二進制數(shù),將其轉換為16進制。上半部第一列完成后,繼續(xù)掃描下半部的第一列,為了接線的方便,仍設計成由上往下掃描。然后單片機轉向上半部第二列。這一列完成后繼續(xù)進行下半部分的掃描。依照這個方法,繼續(xù)進行下面的掃描,一共掃描32個8位,可以得出32個16進制數(shù)就是漢字字模。2.設計工作原理2.116×16點陣顯示的工作原理要顯示文字或圖形,控制與組成這些文字或圖形的各個點所在位置相對應的LED器件發(fā)光,就可以得到我們想要的顯示結果,這種同時控制各個發(fā)光點亮滅的方法稱為靜態(tài)驅動顯示方式。16×16的點陣共有256個發(fā)光二極管,顯然單片機沒有這么多端口,如果我們采用鎖存器來擴展端口,按8位的鎖存器來計算,16×16的點陣需要256/8=32個鎖存器。這個數(shù)字很龐大,因為我們僅僅是16×16的點陣,在實際應用中的顯示屏往往要大的多,這樣在鎖存器上花的成本將是一個很龐大的數(shù)字。而且靜態(tài)顯示功耗大,顯示一個16×16的字的功耗為：16×16×10×5=12800mW=12.8W,普通電池根本無法驅動,要是組成大顯示屏那功耗將更驚人。因此雖然靜態(tài)顯示效果好,但是在實際應用中的顯示屏幾乎都不采用這種設計,而采用另一種稱為動態(tài)掃描的顯示方法動態(tài)掃描方式是逐行輪流點亮,這樣掃描驅動電路就可以實現(xiàn)多行的同名列共用一套列驅動器。以16×16點陣為例,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〔共陽的接法,先送出對應第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間,然后熄滅,第16行之后,又重新燃亮第1行,反復輪回。當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。該方法能驅動較多的LED,控制方式較靈活,而且節(jié)省單片機的資源。采用掃描方式進行顯示時,每行有一個行驅動器,各行的同名列共用一個列驅動器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲在單片機的存儲器中,按8位一個字節(jié)的形式順序排放。顯示時要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應的列驅動器上去,這就存在一個顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯栴}。從控制電路到列驅動器的數(shù)據(jù)傳輸可以采用并行方式或串行方式。顯然,采用并行方式時,從控制電路到列驅動器的線路數(shù)量大,相應的硬件數(shù)目多。當列數(shù)很多時,并行傳輸?shù)姆桨甘遣豢扇〉?。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號線,將列數(shù)據(jù)一位一位傳往列驅動器,在硬件方面無疑是十分經(jīng)濟的。但串行傳輸過程較長,數(shù)據(jù)按順序一位一位地輸出給列驅動器,只有當一行的各列數(shù)據(jù)都已傳輸?shù)轿恢?這一行的各列才能并行地進行顯示。對于串行傳輸方式來說,列數(shù)據(jù)準備時間可能相當長,在行掃描周期確定的情況下,留給行顯示的時間就太少了,以致影響到LED的亮度。采用串行傳輸中列數(shù)據(jù)準備和列數(shù)據(jù)顯示的時間矛盾,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,傳送下一行的列數(shù)據(jù)。為了達到重疊處理的目的,列數(shù)據(jù)的顯示就需要有鎖存功能。對于列數(shù)據(jù)準備來說,它應能實現(xiàn)串入并出的移位功能。這樣,本行已準備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進行顯示時,串行移位寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據(jù),而不會影響本行的顯示。一個16×16的LED點陣屏選用四塊8×8點陣模塊。圖18×8LED點陣原理圖圖28×8LED點陣實物圖2.2系統(tǒng)的硬件設計硬件電路大致上可以分成單片機系統(tǒng)及外圍電路、列驅動電路和行驅動電路三部分。本電路使用AT89C51實現(xiàn)行驅動,對顯示模塊從上至下的掃描,用74HC154實現(xiàn)列驅動,對顯示模塊從左至右的掃描,然后顯示字符。硬件的設計采用模塊化設計,既要滿足模塊本身功能又要能夠和整個系統(tǒng)兼容。圖3系統(tǒng)硬件組成框圖單片機系統(tǒng)單片機系統(tǒng)是由AT89C51單片機、時鐘電路、復位電路組成。二、行驅動電路單片機P1口低4位輸出的行號經(jīng)4/16線譯碼器74HC154譯碼后生成16條行選通信號線,再經(jīng)過驅動器驅動對應的行線。一條行線上要帶動16列的LED進行顯示。74HC154是一款高速CMOS器件,74HC154引腳兼容低功耗肖特基TTL〔LSTTL系列。

74HC154譯碼器可接受4位高電平有效二進制地址輸入,并提供16個互斥的低電平有效輸出。74HC154的兩個輸入使能門電路可用于譯碼器選通,以消除輸出端上的通常譯碼"假信號",也可用于譯碼器擴展。該使能門電路包含兩個"邏輯與"輸入,必須置為低以便使能輸出端。任選一個使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入,74HC154可充當一個1-16的多路分配器。當其余的使能輸入端置低時,地址輸出將會跟隨應用的狀態(tài)。這種單片4線—16線譯碼器非常適合用于高性能存儲器的譯碼器。當兩個選通輸入G1

和G2

為低時,它可將4

個二進制編碼的輸入譯成16

個互相獨立的輸出之一。實現(xiàn)解調功能的辦法是：用4

個輸入線寫出輸出線的地址,使得在一個選通輸入為低時數(shù)據(jù)通過另一個選通輸入。當任何一個選通輸入是高時,所有輸出都為高。下圖為74HC154的引腳圖和實物圖。引腳說明：1-11、13-17：輸出端?！瞣utputs<activeLOW>12：GND電源地〔ground<0V>18-19：使能輸入端、低電平有效<enableinputs<activeLOW>>20-23：地址輸入端<addressinputs>24：VCC電源正<positivesupplyvoltage>圖474HC154引腳圖圖574HC154實物圖只要控制端G1、G2任意一個為高電平,A、B、C、D任意電平輸入都無效。G1、G2必須都為低電平才能操作芯片。三、列驅動電路列驅動電路為單片機P2、P3口接列點陣管腳〔圖7圖7列驅動電路2.3系統(tǒng)的軟件設計軟件程序是整個控制系統(tǒng)的核心部分。顯示部分采用動態(tài)掃描的方式,實現(xiàn)對顯示屏要顯示的漢字、圖像、字符等數(shù)據(jù)信息進行傳輸控制以及顯示等功能。程序中將數(shù)據(jù)存儲器分為三個區(qū)：顯示緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)存儲區(qū)和接收緩沖區(qū)。單片機通過串口中斷接收PC機傳來的數(shù)據(jù),暫時存放在接收緩沖區(qū),經(jīng)分析處理后按一定的規(guī)律放入數(shù)據(jù)存儲區(qū)保存起來,然后再根據(jù)顯示方式依次從數(shù)據(jù)存儲器中取出數(shù)據(jù)放入顯示緩沖區(qū)中用于顯示。軟件程序主要由開始、初始化、主程序、字庫組成。主程序中,同一幀的反復掃描次數(shù)的設定,決定了顯示移動的速度延時程序至關重要,如設置不當,就會有閃爍感。3.設計電路原理圖4.設計源程序：ORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOVR2,#32//控制每一個字的顯示時間 MOVDPTR,#SUI//取"綏"的字模首址 LCALLDISP//調用顯示子程序顯示 MOVDPTR,#HUA//取"化"的字模首址 LCALLDISP//調用顯示子程序顯示 MOVDPTR,#XUE//取"學"的字模首址 LCALLDISP MOVDPTR,#YUAN//取"院"的字模首址 LCALLDISP LJMPMAINDISP://顯示子程序,字模首址放在DPTR中MOVR0,#0//段碼控制變量 MOVR1,#0//位碼控制變量DISP1:MOVP1,R1//從P1口輸出位碼MOVA,R0 MOVCA,A+DPTR//查表求字符相應位的上半段段碼 MOVP2,A//從P2口輸出上半段段碼 INCR0 MOVA,R0DISP2:MOVCA,A+DPTR//查表求字符相應位的下半段段碼MOVP3,A//從P3口輸出下半段段碼 LCALLDELAY INCR0//指向下一個段碼 INCR1//指向下一列的位碼 MOVA,R0 SUBBA,#31//看一個字的段碼是否全部顯示完 JZDISP3//顯示完,重新顯示 LJMPDISP1//未顯示完,繼續(xù)顯示下一位和下一段DISP3:DJNZR2,DISP//顯示循環(huán)到否 MOVR2,#32//到了,初始化控制變量 RET//返回DELAY:MOVR3,#15//延時子程序D1:MOVR4,#60DJNZR4,$ DJNZR3,D1RETSUI:DB04H,44H,0CH,0E4H,15H,44H,0E6H,48H,04H,48H,00H,01H,28H,91H,26H,0B2HDB20H,0D2H,31H,8CH,4CH,88H,40H,94H,0C4H,0E2H,58H,81H,00H,80H,00H,00H//綏HUA:DB00H,80H,01H,00H,06H,00H,0FH,0FFH,0F0H,00H,00H,20H,00H,40H,00H,80HDB0FFH,0FEH,02H,02H,04H,02H,08H,02H,10H,02H,20H,02H,00H,12H,00H,0EH//化XUE:DB02H,20H,0CH,20H,88H,20H,69H,20H,09H,20H,09H,22H,89H,21H,69H,7EHDB09H,60H,09H,0A0H,19H,20H,28H,20H,0C8H,20H,0AH,20H,0CH,20H,00H,00H//學YUAN:DB00H,00H,7FH,0FFH,44H,20H,4AH,10H,71H,0E0H,00H,00H,30H,82H,24H,84HDB24H,0F8H,0A4H,80H,64H,80H,24H,0FCH,24H,82H,28H,82H,30H,8EH,00H,00H//院END課程設計論文部分評分標準學生：總分：評價項目分值具體要求評分參考得分ABCDE選題10題目具有實用性、新穎性；10987≤6設計題目合理、難度適當,符合要求。工作態(tài)度10按期完成規(guī)定的任務；10987≤6工作努力,嚴謹務實。論證能力15立論新穎、論點鮮明、論據(jù)確鑿；1513119≤7數(shù)據(jù)、材料翔實可靠,有說服力；有較強的分析能力和概括能力。撰寫規(guī)15語句通