1616點(diǎn)陣漢字顯示設(shè)計(jì)說(shuō)明

./單片機(jī)原理及接口技術(shù)設(shè)計(jì)報(bào)告設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)1.1重點(diǎn)和難點(diǎn)一、單片機(jī)I/O口或以擴(kuò)展鎖存器的方式控制點(diǎn)陣顯示。單片機(jī)I/O口和擴(kuò)展鎖存器相結(jié)合的方式控制16×16點(diǎn)陣顯示漢字。I/O口分別提供字形代碼〔列碼、掃描信號(hào)〔行碼,凡字形代碼位為"1"、行掃描信號(hào)為"1"點(diǎn)亮該點(diǎn),否則熄滅；通過逐行掃描循環(huán)點(diǎn)亮字形或曲線。二、單片機(jī)與16×16點(diǎn)陣塊之間接口電路設(shè)計(jì)及編程。16×16點(diǎn)陣塊共陽(yáng)的接法：把所有同一行的發(fā)光管的陽(yáng)極連在一起,把所有同一列的發(fā)光管的陰極連在一起。點(diǎn)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(shí),其值為16位。編寫查表程序時(shí),首先把字模的首址送入DPTR中,再將要查找的數(shù)據(jù)序號(hào)送入A中,然后就可以使用該指令進(jìn)行查表操作,并將結(jié)果送累加器A中。使點(diǎn)陣顯示器顯示"學(xué)院"四個(gè)字。三、LED點(diǎn)陣顯示系統(tǒng)顯示漢字的取模。一個(gè)字需要拆分為2個(gè)部分。一般我們把它拆分為上部和下部,上部由8×16點(diǎn)陣組成,下部也由8×16點(diǎn)陣組成。首先顯示的是左上角的第一列的上半部分,亮的點(diǎn)為"1",不亮的點(diǎn)為"0"由上往下排列組成了8位二進(jìn)制數(shù),將其轉(zhuǎn)換為16進(jìn)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(shè)計(jì)成由上往下掃描。然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部第二列。這一列完成后繼續(xù)進(jìn)行下半部分的掃描。依照這個(gè)方法,繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描,一共掃描32個(gè)8位,可以得出32個(gè)16進(jìn)制數(shù)就是漢字字模。2.設(shè)計(jì)工作原理2.116×16點(diǎn)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(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,這樣在鎖存器上花的成本將是一個(gè)很龐大的數(shù)字。而且靜態(tài)顯示功耗大,顯示一個(gè)16×16的字的功耗為：16×16×10×5=12800mW=12.8W,普通電池根本無(wú)法驅(qū)動(dòng),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(shí)際應(yīng)用中的顯示屏幾乎都不采用這種設(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(yáng)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(yáng)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。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。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)膯栴}。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)目多。當(dāng)列數(shù)很多時(shí),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(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?這一行的各列才能并行地進(jìn)行顯示。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(lái)說(shuō),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。一個(gè)16×16的LED點(diǎn)陣屏選用四塊8×8點(diǎn)陣模塊。圖18×8LED點(diǎn)陣原理圖圖28×8LED點(diǎn)陣實(shí)物圖2.2系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)硬件電路大致上可以分成單片機(jī)系統(tǒng)及外圍電路、列驅(qū)動(dòng)電路和行驅(qū)動(dòng)電路三部分。本電路使用AT89C51實(shí)現(xiàn)行驅(qū)動(dòng),對(duì)顯示模塊從上至下的掃描,用74HC154實(shí)現(xiàn)列驅(qū)動(dòng),對(duì)顯示模塊從左至右的掃描,然后顯示字符。硬件的設(shè)計(jì)采用模塊化設(shè)計(jì),既要滿足模塊本身功能又要能夠和整個(gè)系統(tǒng)兼容。圖3系統(tǒng)硬件組成框圖單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)是由AT89C51單片機(jī)、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路組成。二、行驅(qū)動(dòng)電路單片機(jī)P1口低4位輸出的行號(hào)經(jīng)4/16線譯碼器74HC154譯碼后生成16條行選通信號(hào)線,再經(jīng)過驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的行線。一條行線上要帶動(dòng)16列的LED進(jìn)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(jìn)制地址輸入,并提供16個(gè)互斥的低電平有效輸出。74HC154的兩個(gè)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(hào)",也可用于譯碼器擴(kuò)展。該使能門電路包含兩個(gè)"邏輯與"輸入,必須置為低以便使能輸出端。任選一個(gè)使能輸入端作為數(shù)據(jù)輸入,74HC154可充當(dāng)一個(gè)1-16的多路分配器。當(dāng)其余的使能輸入端置低時(shí),地址輸出將會(huì)跟隨應(yīng)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(chǔ)器的譯碼器。當(dāng)兩個(gè)選通輸入G1

和G2

為低時(shí),它可將4

個(gè)二進(jìn)制編碼的輸入譯成16

個(gè)互相獨(dú)立的輸出之一。實(shí)現(xiàn)解調(diào)功能的辦法是：用4

個(gè)輸入線寫出輸出線的地址,使得在一個(gè)選通輸入為低時(shí)數(shù)據(jù)通過另一個(gè)選通輸入。當(dāng)任何一個(gè)選通輸入是高時(shí),所有輸出都為高。下圖為74HC154的引腳圖和實(shí)物圖。引腳說(shuō)明：1-11、13-17：輸出端。〔outputs<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(shí)物圖只要控制端G1、G2任意一個(gè)為高電平,A、B、C、D任意電平輸入都無(wú)效。G1、G2必須都為低電平才能操作芯片。三、列驅(qū)動(dòng)電路列驅(qū)動(dòng)電路為單片機(jī)P2、P3口接列點(diǎn)陣管腳〔圖7圖7列驅(qū)動(dòng)電路2.3系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)軟件程序是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部分。顯示部分采用動(dòng)態(tài)掃描的方式,實(shí)現(xiàn)對(duì)顯示屏要顯示的漢字、圖像、字符等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行傳輸控制以及顯示等功能。程序中將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器分為三個(gè)區(qū)：顯示緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)和接收緩沖區(qū)。單片機(jī)通過串口中斷接收PC機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù),暫時(shí)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(chǔ)區(qū)保存起來(lái),然后再根據(jù)顯示方式依次從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(kù)組成。主程序中,同一幀的反復(fù)掃描次數(shù)的設(shè)定,決定了顯示移動(dòng)的速度延時(shí)程序至關(guān)重要,如設(shè)置不當(dāng),就會(huì)有閃爍感。3.設(shè)計(jì)電路原理圖4.設(shè)計(jì)源程序：ORG0000HLJMPMAINORG0030HMAIN:MOVR2,#32//控制每一個(gè)字的顯示時(shí)間 MOVDPTR,#SUI//取"綏"的字模首址 LCALLDISP//調(diào)用顯示子程序顯示 MOVDPTR,#HUA//取"化"的字模首址 LCALLDISP//調(diào)用顯示子程序顯示 MOVDPTR,#XUE//取"學(xué)"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(yīng)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(yīng)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(gè)段碼 INCR1//指向下一列的位碼 MOVA,R0 SUBBA,#31//看一個(gè)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(shí)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(xué)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(shè)計(jì)論文部分評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)學(xué)生：總分：評(píng)價(jià)項(xiàng)目分值具體要求評(píng)分參考得分ABCDE選題10題目具有實(shí)用性、新穎性；10987≤6設(shè)計(jì)題目合理、難度適當(dāng),符合要求。工作態(tài)度10按期完成規(guī)定的任務(wù)；10987≤6工作努力,嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實(shí)。論證能力15立論新穎、論點(diǎn)鮮明、論據(jù)確鑿；1513119≤7數(shù)據(jù)、材料翔實(shí)可靠,有說(shuō)服力；有較強(qiáng)的分析能力和概括能力。撰寫規(guī)15語(yǔ)句通