点阵式汉字电子显示屏的设计

单片机原理及应用课程设计设计名称：基于51单片机的点阵式汉字电子显示屏的设计专业班级： *学生学号： * 学生姓名： * * 指导教师： * 实习时间： * 目录摘要3第一部分：设计要求3第二部分：硬件电路的设计3一 设计思路3二 硬件电路设计框图4三16*16点阵LED显示器汉字显示的工作原理5四点阵LED显示器与单片机的接口6第三部分：软件设计6第四部分：总结7第五部分：附录7一实验源程序7二材料清单14设计题目：基于51单片机的点阵式汉字电子显示屏的设计作者：李静 指导老师：包长春、张云摘要：由点阵LED组成的汉字显示屏在工工程所应用非常广泛。例如：车站的发出时间提示、股票大厅的股票价格显示板、商场的活动广告栏、候机厅的飞机起飞时间表等等。点阵式显示器的特点是可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，用单片机控制实现各种文字或图形的变化，达到广告宣传和提示的目的。关键字：LED，点阵式，显示屏，AT89C51第一部分：设计要求1 以MCS-51系列的单片机为核心器件，组成一个点阵式汉字显示屏。2 显示屏由一块16*16LED点阵显示器组成，可以依次显示四个汉字。3 通过编程能够随时对汉字进行修改、调整。第二部分：硬件电路的设计一 设计思路根据设计要求，初步确定设计方案如下：1 选择4片74LS273作为16*16点阵LED显示器的数据锁存器；2 1#、2#锁存器分别控制上八行和下八行，3#、4#锁存器分别控制左八列和右八列；3 P0口作为I/O口，输出行数据和控制信号；4 P2口作为I/O口，与“写”控制信号相配合，输出列控制信号；5 通过编程依次显示汉字“欢迎光临”。二 硬件电路设计框图根据设计要求与设计思路，硬件电路框图如图2.2.1所示。硬件电路结构有六个部分组成：时钟电路、复位电路、点阵显示器阳极驱动电路、阴极驱动电路和16*16点阵显示器电路。时钟电路复位电路单片机点阵显示器阳极驱动电路16*16点阵LED显示器点阵显示器阴极驱动电路图2.2.1图2.2.2为各部分硬件电路的原理图 （a）时钟电路 （b）复位电路（c）点阵显示器阳极驱动电路分别控制上八行和下八行LED显示（d）点阵显示器阴极驱动电路分别控制左八列和右八列LED显示图2.2.2三16*16点阵LED显示器汉字显示的工作原理16*16点阵LED显示器有两种接线形式，即共阴极接法和共阳极接法。共阳极接法的原理图如图2.2.3（a）所示，途中只画出了4*4点阵的二极管。每一行发光二极管的阳极接在一起，有一个引出端r，每一列发光二极管的阴极接在一起，有一个引出端c。当给发光二极管阳极引出端r1高电平时，阴极引出端c1加低电平时，左上角的二极管点亮。因此，对行和列的电平进行扫描控制时，可以实现显示不同汉字的目的。 （a） （b）图2.2.3 16*16点阵LED显示器原理图及引脚排列（a）16*16点阵LED原理图 （b）4个8*8点阵LED引脚排列四点阵LED显示器与单片机的接口16*16点阵LED显示器引脚排列如图2.2.3（b）所示。当采用单片机进行控制时，连接16*16点阵LED显示器需要接入四片74LS273锁存器，。在编程控制时，将16*16点阵LED显示器分成上下两部分，上半部分8行16列和下半部分8行16列。1#、2#锁存器分别控制上八行和下八行，3#、4#锁存器分别控制左八列和右八列。每一列由两个字节组成，数据分成两次送入扫描一列，显示一个字需要扫描16次。“欢迎光临”显示如图2.2.4，可以按照从左到右，先下后上的顺序写出编码。图2.2.4 “欢迎光临”显示字样图2.2.5 整体电路图第三部分：软件设计“欢迎光临”4个字的编码表如下：TAB1:DB 00H,00H,10H,00H,34H,08H,44H,04H ；“欢”字编码数据DB 04H,03H,7CH,04H,06H,28H,38H,10HDB 0FH,0CH,89H,03H,0F8H,03H,08H,0CHDB 28H,18H,1CH,30H,08H,20H,00H,00HTAB2:DB 00H,00H,40H,10H,40H,30H,06EH,1FH ；“迎”字编码数据DB 06CH,18H,00H,10H,00H,24H,0FEH,23HDB 02H,21H,82H,20H,0FFH,3FH,02H,21HDB 02H,23H,0FFH,21H,02H,20H,00H,00HTAB3:DB 00H,00H,40H,00H,44H,20H,48H,20H ；“光”字编码数据DB 50H,10H,0E0H,0FH,40H,00H,0FFH,1FHDB 60H,20H,50H,20H,48H,20H,46H,20HDB 60H,20H,40H,10H,00H,00H,00H,00HTAB4:DB 0F0H,03H,00H,40H,00H,20H,0FFH,1FH ；“临”字编码数据DB 00H,00H,00H,00H,40H,3FH,31H,21HDB 1FH,21H,14H,21H,24H,3FH,64H,21HDB 44H,21H,46H,21H,04H,3FH,00H,00H 电路的汇编语言间附件第四部分：总结本次单片机课程设计中遇到了好多问题，比如程序编写过程中的一些不起眼的细节错误，会让整个程序在编译过程中出现问题，导致整体程序的错误；还有绘制电路的过程中8*8LED灯组合成16*16的LED阵时引脚的串并联也是一大难题，这让我在这次设计中困难重重。不过在老师的悉心指导下我慢慢地克服了这些困难，最终完成了这次设计，虽然实验结果并没有达到最完美，但是我从中也学到了好多东西，在书本的基础上我更加深刻的了解了AT89C51单片机的结构及引脚功能，从中体会到了一个小小的单片机竟然会有如此大的功能，小到照明灯的控制，大到家用电器的功能，51单片机都起到了很大的作用，它反映了科学技术在生活中的用处相当广泛。这个点阵式汉字显示屏的设计以后会应用到更多的领域，与我们的生活密不可分。在以后的学习生活中我会更加深入的去研究这些知识，从中学到更多的内容。第五部分：附录（一）实验源程序一主程序ORG 0000HMAIN:MOV R6,#40H ;设置“欢”字显示的延时时间常数HUANZ:LCALL HSUB ；调“欢”字的子程序DJNZ R6,HUANZ ；判断显示延时时间到否MOV R7,#40H ；设置“迎”字显示的延时时间常数YINGZ:LCALL YSUB ；调“迎”字的子程序DJNZ R7,YINGZ ；判断显示延时时间到否AJMP MAIN ；程序循环执行MOV R6,#40H ；设置“光”字显示的延时时间常数GUANG:LCALL GSUB ；调“光”字的子程序DJNZ R6,GUANG ；判断显示延时时间到否MOV R7,#40H ；设置“临”字显示的延时时间常数LIN:LCALL LSUB ；调“临”字的子程序DJNZ R7,LIN ；判断显示延时时间到否AJMP MAIN ；程序循环执行二“欢”字显示子程序HSUB: MOV R5,#00H ；“欢”字显示子程序开始，显示数据计数器置初值MOV R1,#0FEH ；前八列数据显示，选中第一列HSUB0: MOV DPTR,#0DFFFH ；DFFFH为3#锁存器的地址MOV A,R1MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0EFFFH ；EFFFH为4#锁存器的地址MOV A,#0FFHMOVX DPTR,A ；将第一列的点阵数据的上半部分送入LEDMOV DPTR,#TAB1MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#7FFFH ；7FFFH为1#锁存器的地址MOVX DPTR,AINC R5MOV A,R5MOV DPTR,#TAB1 ；将第一列的点阵数据的下半部分送入LEDMOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0BFFFH ；BFFFH为2#锁存器的地址MOVX DPTR,ALCALL DY1MS ；调延时一秒子程序MOV A,R1 ；准备选中下一列RL AMOV R1,AINC R5CJNE R5,#10H,HSUB0 ；判断前8列显示完否，如果没有完继续显示MOV R1,#0FEH ；后八列数据显示HSUB1:MOV DPTR,#0EFFFHMOV A,R1MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0DFFFHMOV A,#0FFHMOVX DPTR,AMOV DPTR,#TAB1MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#7FFFHMOVX DPTR,AINC R5MOV A,R5MOV DPTR,#TAB1MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0BFFFHMOVX DPTR,ALCALL DY1MSMOV A,R1RL AMOV R1,AINC R5CJNE R5,#20H,HSUB1RET三“迎”字显示子程序YSUB:MOV R5,#00H ；“迎”字显示子程序MOV R1,#0FEHYSUB0: MOV DPTR,#0DFFFHMOV A,R1MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0EFFFHMOV A,#0FFHMOVX DPTR,AMOV DPTR,#TAB2MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#7FFFHMOVX DPTR,AINC R5MOV A,R5MOV DPTR,#TAB2MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0BFFFHMOVX DPTR,ALCALL DY1MSMOV A,R1RL AMOV R1,AINC R5CJNE R5,#10H,YSUB0MOV R1,#0FEHYSUB1:MOV DPTR,#0EFFFHMOV A,R1MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0DFFFHMOV A,#0FFHMOVX DPTR,AMOV DPTR,#TAB2MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#7FFFHMOVX DPTR,AINC R5MOV A,R5MOV DPTR ,#TAB2MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0BFFFHMOVX DPTR,ALCALL DY1MSMOV A,R1RL AMOV R1,AINC R5CJNE R5,#20H,YSUB1RET四“光”字显示子程序GSUB: MOV R5,#00H ；“光”字显示子程序开始，显示数据计数器置初值MOV R1,#0FEH ；前八列数据显示，选中第一列GSUB0: MOV DPTR,#0DFFFH ；DFFFH为3#锁存器的地址MOV A,R1MOVX DPTR,A ；EFFFH为4#锁存器的地址MOV DPTR,#0EFFFHMOV A,#0FFHMOVX DPTR,A ；将第一列的点阵数据的上半部分送入LEDMOV DPTR,#TAB3MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#7FFFH ；7FFFH为1#锁存器的地址MOVX DPTR,AINC R5MOV A,R5MOV DPTR,#TAB3 ；将第一列的点阵数据的下半部分送入LEDMOVC A,A+DPTR ；BFFFH为2#锁存器的地址MOV DPTR,#0BFFFHMOVX DPTR,ALCALL DY1MS ；调延时1ms子程序MOV A,R1 ；准备选中下一列RL AMOV R1,AINC R5CJNE R5,#10H,GSUB0 ；判断前八列显示完否，如果没完继续显示MOV R1,#0FEH ；后八列数据显示GSUB1:MOV DPTR,#0EFFFHMOV A,R1MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0DFFFHMOV A,#0FFHMOVX DPTR,AMOV DPTR,#TAB3MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#7FFFHMOVX DPTR,AINC R5MOV A,R5MOV DPTR ,#TAB3MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0BFFFHMOVX DPTR,ALCALL DY1MSMOV A,R1RL AMOV R1,AINC R5CJNE R5,#20H,GSUB1RET五“临”字显示子程序LSUB:MOV R5,#00HMOV R1,#0FEHLSUB0: MOV DPTR,#0DFFFHMOV A,R1MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0EFFFHMOV A,#0FFHMOVX DPTR,AMOV DPTR,#TAB4MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#7FFFHMOVX DPTR,AINC R5MOV A,R5MOV DPTR,#TAB4MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0BFFFHMOVX DPTR,ALCALL DY1MSMOV A,R1RL AMOV R1,AINC R5CJNE R5,#10H,LSUB0MOV R1,#0FEHLSUB1:MOV DPTR,#0EFFFHMOV A,R1MOVX DPTR,AMOV DPTR,#0DFFFHMOV A,#0FFHMOVX DPTR,AMOV DPTR,#TAB4MOV A,R5MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#7FFFHMOVX DPTR,AINC R5MOV A,R5MOV DPTR,#TAB4MOVC A,A+DPTRMOV DPTR,#0BFFFHMOVX DPTR,ALCALL DY1MSMOV A,R1RL AMOV R1,AINC R5CJNE R5,#20H,LSUB1RETDY1MS:MOV R3,#0AH ；延时1ms子程序LOOP:MOV R4,#0FAHDJNZ R4,$DJNZ R3,LOOPRETTAB1:DB 00H,00H,10H,00H,34H,08H,44H,04H ；“欢”字点阵数据DB 04H,03H,7CH,04H,06H,28H,38H,10HDB 0FH,0CH,89H,03H,0F8H,03H,08H,0CHDB 28H,18H,1CH,30H,08H,20H,00H,00HTAB2:DB 00H,00H,40H,10H,40H,30H,06EH,1FH ；“迎”字点阵数据DB 06CH,18H,00H,10H,00H,24H,0FEH,23HDB 02H,21H,82H,20H,0FFH,3FH,02H,21HDB 02H,23H,0FFH,21H,02H,20H,00H,00HTAB3:DB 00H,00H,40H,00H,44H,20H,48H,20H ；“光”字点阵数据DB 50H,10H,0E0H,0FH,40H,00H,0FFH,1FHDB 60H,20H,50H,20H,48H,20H,46H,20HDB 60H,20H,40H,10H,00H,00H,00H,00HTAB4:DB 0F0H,03H,00H,40H,00H,20H,0FFH,1FH ；“临”字点阵数据DB 00H,00H,00H,00H,40H,3FH,31H,21HDB 1FH,21H,14H,21H,24H,3FH,64H,21HDB 44H,21H,46H,21H,04H,3FH,00H,00HEND ；结束（二）材料清单序号符号名 称型 号数量单 价（元）合 计（元）备 注一、电阻 所有电阻功率均为1/4W，封装形式为axial0.41R电阻1K12R电阻30016二、电容1C独石电容0.1nF3三、集成电路1U集成电路74LS2734DIP40四、数码显示管1T18*8LED数码管4五、晶体振荡器1晶体振荡器12MHZ12六、单片机1AT89C51115