微機課程設(shè)計-16x16led點陣設(shè)計

廣東藥學(xué)院微機原理課程設(shè)計2023級電子信息工程題目16x16點陣電子廣告牌小組第二組組員吳耀龍·劉昌·潘搌鵬時間2023年6月18日小組成員分工：組長：吳耀龍負(fù)責(zé)Protues畫圖與鍵盤代碼，8255控制，閃爍顯示組員：潘搌鵬：負(fù)責(zé)Protues圖改良，流水顯示廣告與文字編碼劉昌：課題選擇與功能實現(xiàn)負(fù)責(zé)程序調(diào)試與改良成果：根本實現(xiàn)預(yù)期功能，但是復(fù)位功能未能實現(xiàn)，還有按鍵檢測時序上的一點小缺陷摘要LED顯示屏分為圖文顯示屏和視頻顯示屏，均由LED矩陣塊組成。LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比較的優(yōu)點。LED之所以受到廣泛重視而得到迅速開展，是與它本身所具有的優(yōu)點分不開的。這些優(yōu)點概括起來是：亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的開展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向開展?，F(xiàn)代LED的開展很快，很多研究領(lǐng)域非常已經(jīng)深刻，所以想利用自己學(xué)的微機知識簡單的研究一下用微機驅(qū)動的LED顯示漢字，以到達(dá)學(xué)以致用和實踐相結(jié)合的目的，同時穩(wěn)固加深自己的微機知識。用點陣方式構(gòu)成圖形或文字，是非常靈活的，可以根據(jù)需要任意組合和變化，只要設(shè)計好適宜的數(shù)據(jù)文件，就可以得到滿意的顯示效果。因而采用點陣式圖文顯示屏顯示經(jīng)常需要變化的信息，是非常有效的。點陣大小可以有16×16、24×24、32×32、48×48等不同規(guī)格，也有單色、雙色、和多色幾種，最常用的是單色圖文屏。單色屏多使用紅色或橘紅色或橙色LED點陣單元。雙色圖文屏和多色圖文屏，在LED點陣的每一個“點〞上布置有兩個或多個不同顏色的LED發(fā)光器件。換句話說，對應(yīng)于每種顏色都有自己的顯示矩陣。顯示的時候，各顏色的顯示點陣是分開控制的。事先設(shè)計好各種顏色的顯示數(shù)據(jù)，顯示時分別送到各自的顯示點陣，即可實現(xiàn)預(yù)期效果。每一種顏色的控制方法和單色的完全相同，因此掌握了單色圖文顯示屏的原理，雙色屏和多色屏就不難理解了。關(guān)鍵詞：LED,微機,點陣,驅(qū)動,矩陣1.設(shè)計方案1．1、系統(tǒng)構(gòu)成該設(shè)計大體可以分為CPU控制、LED驅(qū)動、16x16LED點陣顯示幾按鍵控制四局部組成，控制電路局部包括一個8086和構(gòu)成其最小系統(tǒng)的外圍電路。其信號傳輸規(guī)那么如下圖8086CPU1616×16LED顯示8255并行接口74LS138驅(qū)動電路1.2、LED動態(tài)顯示原理LED點陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式：有靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡單、控制方便，但硬件接線復(fù)雜，在實際應(yīng)用中一般采用動態(tài)顯示方式，動態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅(qū)動，從上到下逐次不斷地對顯示屏的各行進(jìn)行選通，同時又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號，反復(fù)循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。點陣式LED漢字廣告屏絕大局部是采用動態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來就是一個完整的，相對靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機。在電子領(lǐng)域中，因為這種動態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號線數(shù)量，因此在LED顯示技術(shù)中被廣泛使用。該設(shè)計采用8086微機做主控制芯片，使用74HC373作為地址鎖存器，8255A提供I/O口選通地址，使用8255A進(jìn)行I/O口的擴展，并使其分別16x16點陣上，點陣采用列為高電平，行為低電平點亮方式。設(shè)計目的為按下按鍵1顯示字符“老師IloveU！〞，并使其從右至左滾屏顯示，按下按鍵2閃爍顯示“老師IloveU！〞，可隨意切換，按下按鍵3為復(fù)位〔該功能未能實現(xiàn)〕2.硬件電路設(shè)計2.1、硬件原理圖〔見附錄〕2.2、8086模塊8086有16根數(shù)據(jù)線和20根地址線，它既能處理16位數(shù)據(jù)，也能處理8位數(shù)據(jù)?？蓪ぶ返膬?nèi)存空間為1MB。 2.3、8255A模塊8255A是8086系列配套微處理機并行接口芯片，它可以為CPU與外設(shè)之間提供并行I/O的通道。8255A有3個8位的并行I/O口，它可以通過設(shè)置多種工作方式，通常不需要附加外部電路，在中小型系統(tǒng)有著廣泛的應(yīng)用。8086通過鎖存器74HC373和74LS138為8255A提供地址及方式選擇，U3的Q1，Q2輸出分別接兩片8255A的A0、A1端口，其八位并行輸入口接8086的AD0~AD7，兩片的8255A的PA,PB口接到點陣，具體如下圖： 2.4、16x16顯示模塊LED16x16X顯示模塊在網(wǎng)上找的庫，Protues中并沒有16x16的點陣，該點陣在列線給高電平，行線給低電平就點亮。用第一片8255A，U5的PA,PB接列線，用第二片8255A，U1的PA,PB接行線實現(xiàn)控制2.5、鍵盤模塊這里使用3個可回彈按鍵開關(guān)，分別接到U5，即第一片8255A的PC0~PC2，使用低電平為檢測電平。如下圖3.軟件程序設(shè)計3.1、程序流程圖主模塊程序流程圖：開始開始初始化數(shù)據(jù)段，堆棧段初始化8255A地址、初始化字模區(qū)域 初始化數(shù)據(jù)段，堆棧段初始化8255A地址、初始化字模區(qū)域程序復(fù)位模塊滾屏顯示模塊〔顯示期間不斷調(diào)用鍵盤掃描〕字符閃爍顯示模塊〔顯示期間不斷調(diào)用鍵盤掃描〕不斷調(diào)用鍵盤掃描模塊初始化兩片8255A的A,B,C端口工作方式為輸出程序復(fù)位模塊滾屏顯示模塊〔顯示期間不斷調(diào)用鍵盤掃描〕字符閃爍顯示模塊〔顯示期間不斷調(diào)用鍵盤掃描〕不斷調(diào)用鍵盤掃描模塊初始化兩片8255A的A,B,C端口工作方式為輸出Button3Button3Button1Button2Button1Button2Button1Button3Button2Button3Button3Button1Button2Button1Button2Button1Button3Button23.2、源程序清單代碼：3.2、程序運行結(jié)果分析與預(yù)測點擊按鈕1(流水燈模式)，顯示效果如下列圖所示：系統(tǒng)改良〔升級〕建議整個電路中，鍵盤模塊的復(fù)位功能暫時沒有完全實現(xiàn)，仍需要考慮，8255并口還有一些端口，仍然可以進(jìn)行一些功能的擴展，比方顯示多個字符串，字符顯示停止功能等點擊按鈕2(依次閃爍顯示模式)，各個字符是以一定的頻率循環(huán)切換顯示，顯示效果如下列圖所示：總結(jié)經(jīng)過近多日的努力，終于將本次課程設(shè)計做完了，但由于水平有限，文中肯定有很多不恰當(dāng)?shù)牡胤?，請老師指出其中的錯誤和不當(dāng)之處，使我能做出改正，我會虛心接受。在本次課程設(shè)計過程中，我增強了自己的動手能力和分析能力。通過跟老師和同學(xué)的交流，也通過自己的努力，我按時完成了這次課程設(shè)計。在此過程中，我學(xué)會了