可編程字符顯示課程設(shè)計

1、屯04元空女罟課程設(shè)計說明書課程設(shè)計題目：可編程顯示器目錄目錄-0-摘要-1 -引言2第一章課程設(shè)計內(nèi)容介紹-3-1.1設(shè)計的目的-3-12功能說明-3-13單片機的應(yīng)用-4-1.4 at89c51 單片機概述-4-第二章結(jié)構(gòu)框圖及工作原理-52.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖-52.2 at89c51 結(jié)構(gòu)模塊-52. 3譯碼顯示模塊（控制電路）-62. 4整體電路設(shè)計：-72.5 pcb電路板實現(xiàn)圖-82.6最小系統(tǒng)-92.7濾波模塊-92.8字符顯示圖例-929字符的提取-10第三章 protues的仿真-123. 1仿真圖-12第四章編程-15總結(jié)-18參考文獻-18附錄一元件清單-19附件二實物圖

2、-20摘要本文介紹了一款以單片機at89c51為控制器的led點陣顯示屏系統(tǒng)的設(shè)計。 該系統(tǒng)可實現(xiàn)中英文字符的顯示和動態(tài)特效顯示。并且可以通過級連的方式來擴 大顯示屏幕的尺寸以達到增加顯示內(nèi)容的目的。at89c51單片機儲存并處理控制 命令以及顯示代碼，由顯示驅(qū)動模塊驅(qū)動一個16x16的led點陣顯示燈的掃描 顯示。所選用的at89c51單片機具有價格低廉程序?qū)懭敕奖愕奶攸c使得整個系統(tǒng) 方便維護和檢修。除此之外，該系統(tǒng)只占用了單片機少量的i /0 口和內(nèi)存，為 系統(tǒng)留下了功能擴展的空間。關(guān)鍵詞：at89c51； led點陣顯示引言隨著人們生活水平的不斷提高和電子科技的飛速發(fā)展，特別是近年來物質(zhì)

3、生 活水平的提高對信息接受速度也有了很大要求。而字符顯示器就能夠滿足這些需 求。如列車次數(shù)與時刻表顯示屏，商品廣告宣傳顯示屏，舞臺彩燈圖案的顯示等 等，都是將顯示的內(nèi)容預(yù)先編程，再由控制電路或者計算機使要顯示的內(nèi)容按照 一定的規(guī)律顯示出來。第一章課程設(shè)計內(nèi)容介紹1.1設(shè)計的目的了解16*1矩陣led的工作原理掌握單片機擴展16*16點陣led顯 示漢字的編程方法1. 2功能說明本電路用74ls154為控制電路，擴展了一片16*16行共陰列共陽led顯 示器，在本設(shè)計中給出了幾個漢字顯示的點陣圖，要求在led顯示器上顯示“南昌航空大學”字。1. 3單片機的應(yīng)用單片機是生活必不可缺的，顧名思義單片

4、機的應(yīng)用是很廣泛的，導彈的導航 裝置、飛機上 各種儀表的控制、計算機的網(wǎng)絡(luò)通訊和數(shù)據(jù)傳輸、工業(yè)自動化過 程和實吋控制數(shù)據(jù)處理、廣泛使用的智能tc卡、民用豪華轎車的安全保障 系統(tǒng)、錄像機和攝像機、全自動洗衣機的控 制、以及程控玩具、電子寵物等等。 單片機廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航 空航天、專用設(shè)備的智 能化管理及過程控制等領(lǐng)域。1.4 at89c51單片機概述at89c51是一種帶2kb閃爍可編程可擦除只讀存儲器的低電壓、高性 能cmos型8位微處理器，俗稱單片機。該器件采用atmel高密度非易 失存儲器制造技術(shù)制造，與工業(yè) 標準的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。 由于將多功

5、能8位cpu和閃爍存儲器組合在單個芯片中，能夠進 行1000次寫/擦循環(huán)，數(shù)據(jù)保留時間為10年。他是一種高效微控制 器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價廉的方案。因此，在 智能化電子設(shè)計與制作 過程屮經(jīng)常用到at89c51芯片。第二章結(jié)構(gòu)框圖及工作原理2. 1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方框圖行選線產(chǎn)生電路*發(fā)光二級容乩示地址記教券圖2.1整體方案結(jié)構(gòu)方框圖2. 2 at89c51結(jié)構(gòu)模塊gnd |10kswc3-十clouf20191817161512111023456781* gnd91011121314151617182020x1provccpiai(adorofpit(adi 甲 0tpl3(a

6、d2jp0tp1f(ad3 馮 itspp5(mosi)(ad4jp0fpip(miso)(ad5 馮 ct5pk7(sck)(ad6fopriset(aim 妙嚴7p3qrxd)ea/vppp3t(txd)aleprogp3°2(into)psenp33int1)(a152r7p3(to)(a14jp2%p3ft1)(a13 陽 2。5p3%(wr)p3frd)(al 12*3xtal2(a10jp2txtal1(a9>21gnd(a8jp2p39383736at5?s51 c41ih110592ii30pft.1vcc104/p>

7、8192020x1圖2.2單片機結(jié)構(gòu)模塊23譯碼顯示模塊（控制電路）這種單片4線一16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(diào)功能的辦法是：用4個輸入線寫岀輸出線的地址，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, 所有輸出都為低。0 10-3456789010-345y y y y y y y y y yy1y1y1y1y1y14 1-34567 prim.10-3456788x圖2. 3譯碼顯示模塊gnd圖2.4控制電路與16*16led鏈接圖1 o8xpl

8、24整體電路設(shè)計:ikezftmhi*bi l. -j圖2.5整體電路設(shè)計我們把行列總線接在單片機的pl 口，然后把上而分析到的掃描代碼送入總 線，就可以得到顯示的漢字了。在這個例子里，由于一共用到16行，16列， 如果將其全部接入89c51單片機，一共使用32條i/o 口，這樣造成了 i/o資 源的耗盡，系統(tǒng)也再無擴充的余地。實際應(yīng)用中我們使用4-16線譯碼器74ls154 來完成行方向的顯示。而列方向16條線則接在p0 口和p2 口。電路中行方向由416譯碼器74ls154完成掃描，由于po 口沒有上拉電阻, 因此接一個4.7k*8的排阻上拉。如沒有排阻，也可用8個普通的4.7k l/8w

9、電 阻。為提供負載能力，接16個9013的npn三極管驅(qū)動。列方向則由po 口和p2 口完成掃描，它由89c51的p1.0p1.3控制。同樣, 驅(qū)動部分則是16個9015的三極管完成的。2.5 pcb電路板實現(xiàn)圖p)p2cl ms m g zcll lc l3 l叫 lo l產(chǎn) l3 l3 lio lil liz ljj lm l16 o 鶴窗廚幽風1鉉窗倉畫函性3隸站廚兩餅囲圍觀函軽廚購夠 曾閔咳細會冒宙畫函窟嗣虧宓心雷辭 魁麗陽細恕翱錢g昭廟冷q閱；m：m剛期翻sbosmsaosmmk空報呻紐瞬宓訓溫 q fci q io c'*o <>(>c, |*o <

10、 bo c p q jo uqq(a cfo o|日甲巧甲甲甲甲甲mid ctqt7fkj£zoctf> xtqft7#l電6°円丈盒貉0 at fit飾前to箕0tod|o<>oooqodij?i"試圖2.6可編程字符顯示硬件電路pcb圖2. 6最小系統(tǒng)ooilpia pi 1 ri»p1u ni 4pt*picr 17qndpgri"3pmr*"axp37 ono la n l> cndmosimi&osckim toihjt-l00rxotxdtottwrro1ohlouf圖2.7o o o oo

11、 o o ohuir09pd5orgocc?/r-4p»02.7濾波模塊p3vcc-l.i o.iuf 0 luf 1 o iuffc4 o.lufgni)圖2. 8濾波電路2.8字符顯示圖例2. 9字符的提取在字符的編譯方面需要在編稈方面的點陣字符，可以利用“字模提取v2.2”軟件來提取漢字對應(yīng)的點陣字符如圖:圖2.10該軟件界面圖2. 11取模的參數(shù)設(shè)置口叵區(qū)c51梧式弘菱本操作+取棋方式a51格式；!:：!:：!: ：! : :：!: : :;：:mil:!：1xx：x：z：；'niiiuuiinsiinuiiiiiiitiii:n:i:;:麗:;:n:：!:in:一

12、：2:2:2!2sh*? ;:;:?5;:;:;!: in;:;:!:;:!：!uzztzz lllzzll ：!： !：»： !：!：! !：!：! !：! !：! !：!：! lllzzll!：llil:!：! ：!：! zizzzll ：!：!： !：!：-:：!：!：!：! !：!：!： !：!：!：!:s! : :!：!:：z：h uni :n在取模的參數(shù)設(shè)置里而設(shè)置取模的方式和字節(jié)倒敘，根據(jù)電路的連接進行修 改，如果出現(xiàn)鏡像漢字可以用字節(jié)倒敘進行字符修改，橫向、縱向取模只是顯示 的方向而已 r 字揆捉取 *2 2 copyleft by norse2000文宇輸入?yún)^(qū)i點降

13、生成區(qū)i簡介i南昌航空大學i*退出程序2015-1-9 下午 07:07:1是示 結(jié)束文字輸入話按ctrl+entera合鍵圖2. 12漢字輸入現(xiàn)在基本操作中定義該取模大小是16*16,然后在漢字輸入?yún)^(qū)輸入“南昌航 空大學”字樣再點擊a51格式轉(zhuǎn)換成字符。口回岡by horse2000:hi：:：:：:文字輸入?yún)^(qū)點陣生成區(qū)|簡介|2jii!：:ohr：h:h：r 字模提取 v2. 2 copylefta51格式式子基本操作取模方式數(shù)據(jù)壓縮iilillffl:h: :魁-: ii 窗 iii；文字：1w 一:一 宋體12：此宇體下對應(yīng)的點陣為：寬次商二1x18*修改國像 申根擬動畫 申參數(shù)設(shè)查

14、退岀程序db 080mz oooh, 080hz 020比 off比 07fh, 080比 oooh, 040mz oooh, ofch, 03fh, 024比 024比 o44hz 022比 db 0f4h, 02fh, 084比 020比 ofch, 03fh, 084比 020h, 084比 020比 084比 028比 084比 010h, 000比 000h, 文字 s ；一 宋體12:此字體下對應(yīng)的點陣為：寬x高-16x16db 000比 000比 0f8比 00fh, 008比 008比 0f8比 00fh, 008比 008比 008比 008比 0f8比 00f比 000比

15、000比2015t9 下午 07:07圖2.13漢字的顯示和點陣字符的生成如圖2. 13可以看到，漢字已經(jīng)顯示在點陣內(nèi)，然后再點陣生成區(qū)內(nèi)可以看到已經(jīng)生成出字符，把生成的字符復制到已經(jīng)編好的程序上就可以實現(xiàn)。第三章protues的仿真3. 1仿真圖rmrirxrd'add »0 vap1?03*ap3roxa&*pq&aoa pqz/aotfzdasf7 va» 2zmd p23*.11 rz4m12 p2jm13 pzaxu ft.tmifxii7f；xqxurs:x：只fka'urrik -nariitif3whjrjyrirjttwfp

16、armfayiz.13圖2. 14仿真圖1xtal1xtalzji3zal9w albgapzit*2f2.1ms f22fata 973*11 n.4m，nf2s*a13 f2atau r2.?/al5f1dfrynxp*1.1ecd 2plitvri.*f3<tuf15p3st13/w.f1.t3.tdqt eg *pz2i pozp itzz,9b>cik圖2. 15仿真圖23. 2掃描驅(qū)動1.行掃描驅(qū)動由于16x64點陣顯示器有16行，為充分利用單片機的接口，本電路中加入 了一個4-16線譯碼器74ls154,其輸入是一個16進制碼，解碼輸岀為低態(tài)掃描 信號，它們的管腳示意

17、圖如圖4所示。把74ls154的g1和g2引腳接地，然后以 a、b、c、d四腳為輸入端。就會形成16種不同的輸入狀態(tài)，分別為00001111, 然后使每種狀態(tài)只控制一路輸出，即會有16路輸出。如果一行64點全部點亮， 則通過74ls154的電流將達640 ma,而實際上，74ls154譯碼器提供不了足夠的 吸收電流來同時驅(qū)動64個led同時點亮，因此，應(yīng)在74ls154每一路輸岀端與 16x64點陣顯示器對應(yīng)的每一行z間用一個三極管來將電流信號放大，本文選用 的是達林頓三極管ttp127o這樣，74ls154某一輸出腳為低電平吋，對應(yīng)的三極 管發(fā)射極為高電平，從而使點陣顯示器的對應(yīng)行也為高電平

18、。2洌掃描驅(qū)動本系統(tǒng)場掃描驅(qū)動電路的設(shè)計可用審入并岀的通用集成電路74hc595來作 為數(shù)據(jù)鎖存。74i1c595是一個八位串行輸入三態(tài)并行輸出的移位寄存器，其管腳 見圖4所示，其中si是串行數(shù)據(jù)的輸入端，rck是存儲寄存器的輸入?yún)肩?，sck 是移位寄存器的輸入時鐘，q'h是串人數(shù)據(jù)的輸出，g是對輸人數(shù)據(jù)的輸出使能 控制，qaqh為串入數(shù)據(jù)的并行輸出。從si 口輸入的數(shù)據(jù)可在移位寄存器的sck 腳上升沿的作用下輸入到74hc595中。并在rck腳的上升沿作用下將輸入的數(shù)據(jù) 鎖存在74iic595屮，這樣，當g為低電平時，數(shù)據(jù)便可并行輸出。為了避免與 pc機串口輸入的數(shù)據(jù)相互干擾，也可使

19、用模擬串口 pl. fp1.7來分別輸出串行 數(shù)據(jù)、移位時鐘sck、存儲信號rck和并行輸出的使能信號g。為了消除電源電壓的波動及行掃描管壓降（第一行點亮的點數(shù)不同，將引起 管壓降的變化，從而影響通過led管的電流）的變化對led顯示屏亮度的影響， 設(shè)計時可采用列恒流驅(qū)動電路，可選用三極管8550和外圍元件構(gòu)成列恒流驅(qū)動 電路，并通過調(diào)整100 kq可調(diào)電阻使三極管處于放大狀態(tài)，同吋將集電極電流 調(diào)整為10 ma,從而使點亮對應(yīng)點陣時通過led的電流不變。3.掃描顯示工作過程將8片74hc595進行級連，可共用一個移位時鐘sck及數(shù)據(jù)鎖存信號rck。 這樣，當?shù)谝恍行枰@示的數(shù)據(jù)經(jīng)過8x8=6

20、4個sck時鐘后便可將其全部移入 74i1c595屮，此時還將產(chǎn)生一個數(shù)據(jù)鎖存信號rck將數(shù)據(jù)鎖存在7411c595中，并 在使能信號g的作用下，使串入數(shù)據(jù)并行輸出，從而使與各輸出位對應(yīng)的場驅(qū)動 管處于放大或截止狀態(tài)；同時由行掃描控制電路產(chǎn)牛信號使第一行掃描管導通， 相當于第一行l(wèi)ed的正端都接高，顯然，第一行l(wèi)ed管的亮滅就取決于74hc595 中的鎖存信號；此外，在第一行l(wèi)ed管點亮的同時，再在74hc595中移入第二行 需要顯示的數(shù)據(jù)，隨后將其鎖存，同時由行掃描控制電路將第一行掃描管關(guān)閉而 接通第二行，使第二行l(wèi)ed管點亮，以此類推，當?shù)谑袙呙柽^后再回到第一 行，這樣，只要掃描速度足

21、夠高，就可形成一幅完整的文字或圖像。第四章編程用匯編語言或c語言都能實現(xiàn)電路的編程，我們用的是匯編語言:org 0000hajmp mainorg 0030hmain: mov dptr,#tab ;字碼表初址賦值movr1,#ooh?？刂拼amov r4,#96 ;移動” ”及'南昌航空大學”6個字符，共96列cm: mov r5,#5 ;每屏反復顯示5次mov r3,#16;列數(shù)cl: mov r2,#0 ;取碼指針c16: mov p0,#00hmov p2,#00h ;關(guān)顯示clr p3.0mov a,r2movc a,a+dptr ;取當前列顯示字碼的第一個字節(jié)mov p0,a

22、 ;送18行控制口inc r2mov ar2movc a,a+dptr ;取當前列的顯示字碼的第二個字節(jié)mov p2,a ;送 915 行控制口inc r2movp1,r1 ;送列控制碼incr1acalld1ms ;顯示 2msacalld1msdjnz r3,c16 ;一屏16列是否顯示完mov r3,#16djnz r5,c1 ;未顯示5次，繼續(xù)inc dptr ;一屏反復顯示5次完，字碼表初值加2inc dptrdjnz r4,cm ;96列未移動完，繼續(xù)ajmp main ;96列移動完，返回，重新從”開始顯示dims: mov r6,#2mov r7,#248djnz r7,$dj

23、nz r6,$-4rettab:db 000h, 000h, 000h, 000h, 000h, 000h, 000h, 000h;db 000h, 000h, 000h, 000h, 000h, 000h, 000h, 000h;ndb 080h,000h,080h,020h,0ffh,07fh,080h,000hdb 040h,000h,0fch,03fh,024h,024h,044h,022hdb 0f4h,02fh,084h,020h,0fch,03fh,084h,020hdb 084h,020h,084h,028h,084h,010h,000h,0()0h;-db 000h,000h

24、,0f8h,00fh,008h,008h,0f8h,00fhdb 008h,008h,008h,008h,0f8h,00fh,000h,000hdb 0fch,01 fh,004h,010h,0fch,01 fh,004h,010hdb 004h,010h,0fch,01 fh,004h,010h,000h,000h;-db 010h,002h,008h,004h,03ch,000h,0a4h,03fhdb 02ch,000h,034h,00fh,024h,009h,03fh,009hdb 024h,009h,02ch,009h,034h,009h,024h,009hdb 024h,049h,0a2h,048h,0aah,070h,051 h,000h;-db 040h,000h,080h,000h,0feh,07fh,002h,040hdb 021 h,022h,010h,004h,008h,008h,004h,01 ohdb 0f8h,00fh,080h,000h,080h,000h,080h,000hdb 080h,000h,080h,000h,0feh,03fh,000h,000h;-db 080h,000h,080h,000h,080h,000h,080h,000h文字：南-文字：昌文字：航文字：空db 080h,000h,0ffh,07fh,080h,000h,040