基于Proteus的LED顯示屏的設(shè)計(jì)與仿真

1、電子園51單片機(jī)學(xué)習(xí)網(wǎng)8IWve9%單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)課 題：基于Proteus的LED顯示屏的設(shè)計(jì)與仿真 姓 名： 班 級(jí)： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)老師： 日 期： 一、摘要LED點(diǎn)陣顯示屏作為一種新興的顯示器件,是由多個(gè)獨(dú)立的LED發(fā)光二極管封裝而成. LED點(diǎn)陣顯示屏可以顯示數(shù)字或符號(hào), 通常用來(lái)顯示時(shí)間、速度、系統(tǒng)狀態(tài)等。文章給出了一種基于MCS-51單片機(jī)的16×16 點(diǎn)陣LED顯示屏的設(shè)計(jì)方案。包括系統(tǒng)具體的硬件設(shè)計(jì)方案,軟件流程圖和部分匯編語(yǔ)言程序等方面。在負(fù)載范圍內(nèi), 只需通過(guò)簡(jiǎn)單的級(jí)聯(lián)就可以對(duì)顯示屏進(jìn)行擴(kuò)展,是一種成本低廉的圖文顯示方案。二、引言點(diǎn)陣式LED組成的漢字顯示屏

2、在公共場(chǎng)所應(yīng)用非常廣泛。例如，車站發(fā)車時(shí)間提示、股票大廳中的股票價(jià)格顯示板、商場(chǎng)的活動(dòng)廣告欄、候機(jī)廳的起飛時(shí)間表。點(diǎn)陣顯示器的特點(diǎn)是可以按照需要的大小、形狀和顏色進(jìn)行組合，用單片機(jī)控制實(shí)行各種文字或圖型的變化，達(dá)到廣告宣傳和提示的目的。Proteus是一款新穎的嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)，特別適用于單片機(jī)仿真，能夠在線、實(shí)時(shí)仿真多種類型的單片機(jī)，諸如MCS-51系列單片機(jī)、PIC單片機(jī)、AVR單片機(jī)等，能夠像硬件仿真器一樣進(jìn)行軟硬件調(diào)試，而沒(méi)必要花錢(qián)去購(gòu)買和維護(hù)價(jià)格不菲的仿真器，對(duì)于初學(xué)單片機(jī)的人來(lái)說(shuō)，既減少了學(xué)習(xí)成本，又達(dá)到了良好的學(xué)習(xí)效果。三、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)本次課程設(shè)計(jì)達(dá)到如下目的：1、熟

3、悉單片機(jī)仿真軟件PROTEUS的使用方法。2、掌握發(fā)光二極管顯示屏的工作原理和軟硬件設(shè)計(jì)方法。3、學(xué)會(huì)編寫(xiě)16×16LED滾動(dòng)顯示屏的程序。四、功能要求設(shè)計(jì)一個(gè)舍內(nèi)用的16×16點(diǎn)陣LED圖文顯示屏，要求在目測(cè)條件下LED顯示屏個(gè)點(diǎn)亮度均勻，充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形或文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無(wú)串?dāng)_。圖形或文字顯示有禁止，移入等顯示方式。五、實(shí)驗(yàn)原理LED電子顯示屏是隨著計(jì)算機(jī)及相關(guān)的微電子光電子技術(shù)的迅猛發(fā)展而形成的一種新型信息顯示媒體。它利用發(fā)光二極管構(gòu)成的點(diǎn)陣模塊或像素單元組成可變面積的顯示屏幕，以可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、性能價(jià)格比高、使用成本低等特點(diǎn)，在

4、短短的十來(lái)年中，迅速成長(zhǎng)為平板顯示的主流產(chǎn)品，在信息顯示領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。從理論上說(shuō)，不論顯示圖形還是文字，只要控制與組成這些圖形或文字的各個(gè)點(diǎn)所在位置相對(duì)應(yīng)的LED器件發(fā)光，就可以得到我們想要的顯示結(jié)果，這種同時(shí)控制各個(gè)發(fā)光點(diǎn)亮滅的方法稱為靜態(tài)驅(qū)動(dòng)顯示方式。16×16的點(diǎn)陣共有256個(gè)發(fā)光二極管，顯然單片機(jī)沒(méi)有這么多端口，如果我們采用鎖存器來(lái)擴(kuò)展端口，按8位的鎖存器來(lái)計(jì)算，16×16的點(diǎn)陣需要256/8=32個(gè)鎖存器。這個(gè)數(shù)字很龐大，因?yàn)槲覀儍H僅是16×16的點(diǎn)陣，在實(shí)際應(yīng)用中的顯示屏往往要大的多，這樣在鎖存器上花費(fèi)的成本將是一個(gè)很龐大的數(shù)字。因此在實(shí)際應(yīng)用

5、中的顯示屏幾乎不采用這種設(shè)計(jì)，而采用另一種稱為動(dòng)態(tài)掃描的顯示方法。采用掃描方法進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)，各行的同名列共用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器。顯示數(shù)據(jù)通常存儲(chǔ)在單片機(jī)的存儲(chǔ)器中，按8位一個(gè)字節(jié)的形式順序排放。顯示時(shí)要把一行中各列的數(shù)據(jù)都傳送到相應(yīng)的列驅(qū)動(dòng)器上去，這就存在一個(gè)顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)膯?wèn)題。從控制電路到列驅(qū)動(dòng)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(shí)，從控制電路到列驅(qū)動(dòng)器的線路數(shù)量大，相應(yīng)的硬件數(shù)目增多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí)，并行傳輸方案是不可取的。 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(wú)疑十分經(jīng)濟(jì)。但是，串行傳輸過(guò)程較長(zhǎng)，數(shù)據(jù)按順序一

6、位一位地傳出給列驅(qū)動(dòng)器，只有當(dāng)一行的各列數(shù)據(jù)都已經(jīng)傳輸?shù)轿灰院?，這一行的各列才能并行地顯示。這樣，對(duì)于一行的顯示過(guò)程就可以分成列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示2個(gè)部分。對(duì)于串行傳輸方式來(lái)說(shuō)，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，以至影響LED的亮度。解決串行傳輸中數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和列數(shù)據(jù)顯示的時(shí)間矛盾問(wèn)題，可以采用重疊處理的方法。即在顯示本行個(gè)列數(shù)據(jù)的同時(shí)，傳輸下一行的列數(shù)據(jù)。為了達(dá)到重疊處理的目的，列數(shù)據(jù)的顯示就需要具有所存功能。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來(lái)說(shuō)，他應(yīng)該實(shí)現(xiàn)串入并出的移位功能；對(duì)于列數(shù)據(jù)的顯示來(lái)說(shuō)，應(yīng)具有并行鎖存的功能。這樣，本已經(jīng)準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器顯示時(shí)，串

7、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。六、硬件設(shè)計(jì)1硬件原理圖'J R1A60132仿真結(jié)果圖七、軟件設(shè)計(jì)1程序框圖： 單 片 機(jī)列驅(qū)動(dòng)器LED顯示點(diǎn)陣電 源2.流程圖：Yes結(jié)束顯示完畢？送顯示點(diǎn)陣數(shù)據(jù)送掃描脈沖讀取預(yù)顯示內(nèi)容設(shè)定顯示模塊系統(tǒng)初始化開(kāi)始no八、實(shí)驗(yàn)總結(jié)本次實(shí)驗(yàn)主要涉及了LED顯示、仿真軟件PROTEUS的使用等方面的知通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)，我熟悉了單片機(jī)仿真軟件PROTEUS的使用方法，掌握了發(fā)光二極管顯示屏的工作原理和軟硬件設(shè)計(jì)方法。21世紀(jì)是計(jì)算機(jī)全面應(yīng)用的時(shí)代，很多人不是在制造計(jì)算機(jī)而是在使用計(jì)算機(jī)。在使用計(jì)算機(jī)的人群中只有從事嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用的人才

8、真正地進(jìn)入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部軟硬件體系中，才能真正領(lǐng)會(huì)計(jì)算機(jī)的智能化本質(zhì)并掌握智能化設(shè)計(jì)的知識(shí)。通過(guò)這次難得的實(shí)踐機(jī)會(huì)給了我很大收獲，不僅鞏固了原有的知識(shí)，并增強(qiáng)了動(dòng)手能力，培養(yǎng)了面對(duì)問(wèn)題的分析能力以及遇到困難如何應(yīng)對(duì)。九、參考文獻(xiàn)(1) 何立民.MCS-51系列單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)配置與接口技術(shù) ，北京航空航天大學(xué)出版社，1990 (2) 任濤等.閃速存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)及應(yīng)用簡(jiǎn)明速查手冊(cè)，電子工業(yè)出版社，1997 (3) 何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編（8），北京航空航天大學(xué)出版社，2000 (4) 張毅剛等.MCS-51單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)，哈爾濱工業(yè)電子出版社，1996 (5) 鄔寬明.單片機(jī)外圍器件實(shí)用

9、手冊(cè)，北京航空航天大學(xué)出版社，1998 (6) 王幸之等.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)，北京航空航天大學(xué)出版社，2000 (7) 張凱等.MCS-51單片機(jī)綜合系統(tǒng)及其設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，科學(xué)出版社，1996 十、附錄（參考程序）#include <reg52.h>#define int8 unsigned char#define int16 unsigned int#define int32 unsigned longint8 flag;int8 n;int8 code table32= 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0

10、0,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/* " " */ 0x04,0x28,0x08,0x24,0x32,0x22,0xC2,0x21,0xC2,0x26,0x34,0x38,0x04,0x04,0x08,0x18,0x30,0xF0,0xC0,0x17,0x60,0x10,0x18,0x10,0x0C,0x14,0x06,0x18,0x04,0x10,0x00,0x00,/*"歡&quo

11、t;,0*/ 0x02,0x02,0x04,0x82,0xF8,0x73,0x04,0x20,0x02,0x00,0xE2,0x3F,0x42,0x20,0x82,0x40,0x02,0x40,0xFA,0x3F,0x02,0x20,0x42,0x20,0x22,0x20,0xC2,0x3F,0x02,0x00,0x00,0x00,/*"迎",1*/ 0x00,0x01,0x04,0x02,0x1C,0x0C,0xC0,0x3F,0x1C,0xC0,0x02,0x09,0x02,0x16,0x92,0x60,0x4A,0x20,0x82,0x2F,0x02,0x20,0x0

12、E,0x24,0x00,0x22,0x90,0x31,0x0C,0x20,0x00,0x00,/*"您",2*/ 0x44,0x10,0x44,0x14,0x88,0x54,0x88,0x54,0xD0,0x5F,0x30,0x50,0x60,0x50,0xFE,0x7F,0x40,0x50,0x20,0x90,0xB0,0x9F,0x98,0x92,0x8C,0x94,0x88,0x34,0x80,0x11,0x00,0x00,/*"乘",3*/ 0x82,0x00,0x02,0x01,0x22,0x06,0x22,0x38,0x22,0x04,0x2

13、2,0x03,0x22,0x00,0xFE,0xFF,0xA2,0x00,0x22,0x01,0x22,0x02,0x22,0x3C,0x22,0x02,0x02,0x01,0x02,0x00,0x00,0x00,/*"坐",4*/ 0x02,0x00,0x0C,0x00,0xF0,0x3F,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0xA0,0x00,0x60,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00,/*"廣&quo

14、t;,5*/ 0x80,0x00,0x01,0x07,0x06,0x00,0x18,0x00,0xE0,0xFF,0x00,0x04,0x00,0x03,0x00,0x00,0xFE,0x7F,0x00,0x08,0x00,0x06,0x80,0x01,0x00,0x00,0xFF,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"州",6*/ 0x00,0x00,0x04,0x20,0x04,0x21,0x04,0x21,0x04,0x21,0x04,0x21,0x04,0x21,0x04,0x21,0x04,0x21,0x04,0x21,0x04,0x21,0x0

15、4,0x21,0x04,0x21,0x04,0x20,0x04,0x00,0x00,0x00,/*"三",7*/ 0x20,0x08,0x20,0x86,0x7F,0x60,0x80,0x0F,0x00,0x04,0x00,0x1A,0x00,0xEA,0x00,0x2A,0x00,0x2A,0x00,0x2A,0x00,0x2A,0xF0,0x2B,0x0C,0x28,0x02,0x20,0x0F,0x00,0x00,0x00,/*"汽",8*/ 0x00,0x00,0x80,0x00,0x04,0x01,0x0E,0x02,0x14,0x0C,0x2

16、4,0x70,0xC4,0x21,0x8C,0x00,0x08,0x00,0x08,0x70,0x28,0x08,0x1E,0x06,0x0C,0x03,0x80,0x01,0x00,0x01,0x00,0x00,/*"公",9*/ 0x00,0x00,0x00,0x08,0xF8,0x49,0x20,0x49,0x20,0x49,0x20,0x49,0x20,0x49,0x20,0x49,0x20,0x49,0xF0,0x49,0x00,0x48,0x04,0x40,0x02,0x40,0xFC,0x7F,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"司&quo

17、t;,10*/ 0x00,0x00,0x80,0x00,0x04,0x01,0x0E,0x02,0x14,0x0C,0x24,0x70,0xC4,0x21,0x8C,0x00,0x08,0x00,0x08,0x70,0x28,0x08,0x1E,0x06,0x0C,0x03,0x80,0x01,0x00,0x01,0x00,0x00,/*"公",11*/ 0x40,0x00,0x40,0x08,0x41,0x08,0x42,0x08,0x4C,0x08,0xF8,0x7F,0x50,0x08,0x40,0x08,0x40,0x08,0x60,0x08,0xD0,0x7F,0

18、x4C,0x08,0x47,0x08,0x42,0x08,0x40,0x00,0x00,0x00,/*"共",12*/ 0x20,0x08,0x20,0x86,0x7F,0x60,0x80,0x0F,0x00,0x04,0x00,0x1A,0x00,0xEA,0x00,0x2A,0x00,0x2A,0x00,0x2A,0x00,0x2A,0xF0,0x2B,0x0C,0x28,0x02,0x20,0x0F,0x00,0x00,0x00,/*"汽",13*/ 0x20,0x00,0x20,0x20,0x20,0x21,0x20,0x23,0x20,0x25

19、,0x20,0x39,0x20,0xE1,0x20,0x21,0xFF,0x2F,0x20,0x21,0x20,0x21,0x20,0x21,0x20,0x21,0x20,0x21,0x20,0x00,0x00,0x00,/*"車",14*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x1A,0x00,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"

20、，",15*/ 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xFA,0x0F,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*"！" 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00/* " " */ ;void delay(void);int