单片机课程设计报告.docx
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单片机课程设计报告
单片机原理与应用课程设计
题目:
16×16点阵显示实验
专业班级电气化0902
学号:
姓名:
2012年03月10日
目录
一.系统设计3
二.总体方案设计:
3
1.控制模块:
3
2.点阵显示模块:
3
三.系统框图、流程图及程序原理图2
四、模块方案设计:
5
1.控制模块:
5
2.点阵显示模块:
6
驱动芯片介绍:
7
五.设计总结8
参考文献9
附录:
10
摘要:
本次课程设计我们组主要设计了一个16×16点阵显示实验,其显示汉字可自动循环,本系统是由51单片机为控制核心,控制16×16点阵电子显示屏显示的设计。
利用单片机的I/O或以扩展锁存器的方式控制。
设计单片机与16×16点阵块之间的接口电路,以及编写程序,就可以使单片机发出控制信号去控制点阵的显示。
关键词:
单片机16×16点阵I/O扩展锁存器
一、系统设计
本系统以51单片机为控制核心,LED点阵显示屏及74LS273驱动电路为系统中心,通过软件编程与调试,实现所要求的各种功能。
二、总体方案设计
运用所学的单片机知识,结合数码管,发光二极管,点阵,步进电机等,制作一个多功能的系统简易16×16点阵显示的LED电子显示屏
1.控制模块使用MCS-51单片机
2.点阵显示模块自动点亮“青岛农业大学机电工程学院”
三、系统框图、流程图及程序原理图
(整体系统图)
(系统流程图)
扫描显示程序原理图
四、各个模块
1.控制模块
采用MCS-51单片机,基本有8部分组成,即中央处理器(CPU)、片内程序存储器(ROM)、片内数据存储器(RAM)、输入输出接口、可编程串行口、定时/计数器、中断系统及特殊功能寄存器(SFR)。
2.点阵显示模块
点阵数据串行输入,器件为TTL、CMOS或DMOS的移位寄存器273,门控和扫描信号常以16点阵为一行进行并行处理。
在点阵显示中以16×16个LED点阵构成一个LED显示单元,采用行共阳列共阴的编排方式。
其驱动分为行列两部分,分别来自于行、列移位寄存器,行数据是扫描数据,16行中每次只有一行被驱动,采用逐行扫描方式,列数据则为汉字的点阵码。
显示原理:
关闭两个行扫描寄存器,将第一组16位的列点阵码在16个时钟脉冲的作用下通过两个寄存器送到列线上,再将16位行扫描码在16个时钟的作用下送到两个寄存器中,开启第一行,完成第一组数据的显示,然后关闭第一行扫描;将第二组的列点阵码在16个行时钟的作用下,送到两个行寄存器中,关闭第二行,完成第二行扫描,如此反复16个周期直到16个字节的点阵码全部送完,就完成了一个汉字的一次扫描显示。
对于字符和图形显示也可以用点阵处理,其显示原理和方法相同。
74LS138译码器
74LS138为3线-8线译码器,共有54/74S138和54/74LS138两种线路结构型式,其74LS138工作原理如下:
当一个选通端(G1)为高电平,另两个选通端(/(G2A)和/(G2B))为
低电平时,可将地址端(A、B、C)的二进制编码在一个对应的输出端以低电平译出。
74LS138的作用:
利用G1、/(G2A)和/(G2B)可级联扩展成24线译码器;若外接一个反相器还可级联扩展成32线译码器。
若将选通端中的一个作为数据输入端时,74LS138还可作数据分配器
74LS273锁存器
74LS273是8位数据/地址锁存器
74LS273是一种带清除功能的8D触发器,1D~8D为数据输入端,1Q~8Q为数据输出端,正脉冲触发,低电平清除,常用作8位地址锁存器。
D0~D7:
出入;Q0~Q7:
输出;第一脚WR:
主清除端,低电平触发,即当为低电平时,芯片被清除,输出全为0(低电平);CP(CLK):
触发端,上升沿触发,即当CP从低到高电平时,D0~D7的数据通过芯片,为0时将数据锁存,D0~D7的数据不变。
下图为74LS273的管脚图:
五.设计总结:
在系统设计的全过程中我们遵循了以下设计原则,使我们的方案系统化、清晰易懂、可靠性高、可维护性好。
总结如下:
(1)正确性和完备性原则:
我们在每“级”的设计完成后,都进行反复的过细检查,确保指标所要求的各项功能全部实现并留有必要的余地,以便最后对设计进行适当的优化。
(2)模块化、结构化原则:
每个模块均有明确的可独立完成的功能,而且对某个模块内部进行修改时不应影响其他的模块。
这样方便系统的调试和查错。
(3)直观性、清晰性原则:
我们不采用使人难以理解的诀窍和技巧,而选用最合适最清晰易懂的设计方案,这使得系统的可维护性非常好。
参考文献
[1]关积珍.LED.显示屏发展状况及趋势[J].世界电子元器件,2000,(02):
277-301.
[2]关积珍,陆家和.我国LED显示屏技术和产业发展及展望.现代显示,2004,(02):
34-37.
[3]JeyamkondanS,JayasDS,HollyRA.16x16dotmatrixLEDhas4mmprofile.ElectronicsWeekly,11/26/2003Issue2125,36-36,1/9p,1c;(AN11842012).
[4]缪思恩.LED大屏幕显示电路设计[J].电子技术应用,1996,(08):
56-77.
[5]DaveJackson.关于DSP芯片的问与答.今日电子,1998,(12):
1-7.
[6]卢弥坚.主从分布式LED大屏幕显示系统[J].电脑与信息技术,1997,(04):
6-13.
[7]高胜东,梁采,张宏富.一种LED大屏幕显示系统[J].成都气象学院学报,1998,(03):
108-120.
[8]张全福.汇编语言程序设计实验教学改革与探索.教学研究,2005,(06):
3-5.
[9]文哲雄.用单片机控制LED显示屏[D].佛山:
佛山科学技术学院,1995.
[10]彭宁,只佩华.单片机对LED大屏幕显示的控制系统[J].河北大学学报(自然科学版),1993,13(3):
86-89.
附录:
设计程序:
;16x16点阵显示实验
LED16CSEQU8A00H
HROWEQULED16CS+3;列代码高段(字形)高八位接口地址273(4)
LROWEQULED16CS+0;列代码低段(字形)低八位接口地址273
(1)
HLINEEQULED16CS+2;行扫描高段(字位)高八位接口地址273(3)
LLINEEQULED16CS+1;行扫描低段(字位)低八位接口地址273
(2)
ORG0
LJMPXB13
;点阵扫描子程序
X01A:
CLRA;清列值
MOV0EH,A;指向零列
X023:
MOVA,0EH;取列值
CLRC
SUBBA,#16;减16(十进制数)
JCX0D2;末满16列继续扫描下一列
RET;本次扫描完毕返回主程序
X0D2:
MOV0F0H,#2
MOVA,0EH
MULAB;当前列值与“2”进行十进制调正
MOV82H,A;调正结果送数据指针DPTR
MOV83H,0F0H
LCALLXB1F;取与当前列对应的扫描代码
MOV20H,A
LCALLXB4E;扫描代码送高八位锁存
MOVA,0EH;取列值
MOV0F0H,#2;当前列值与“2”进行十进制调正
MULAB
ADDA,#1;调正结果加1送数据指针DPTR
MOVR7,A
CLRA
ADDCA,0F0H
MOV82H,R7
MOV83H,A
LCALLXB1F;取与当前列对应的扫描代码
PUSHDPH;扫描代码送低八位锁存器
PUSHDPL
MOVDPTR,#LROW
MOVX@DPTR,A
MOVA,#1;代码扫描从第一行开始
MOVR6,#0
MOVR0,0EH;取与当前代码扫描对应的列值
INCR0;列指针加1
SJMPX083
X07E:
CLRC;当前代码扫描对应行的查找
RLCA;行高八位左移一位
XCHA,R6
RLCA;行低八位带进位左移一位
XCHA,R6
X083:
DJNZR0,X07E;不为当前代码扫描对应行返上继续调正
MOVDPTR,#HLINE;当前行码送高八位锁存器
MOVX@DPTR,A
MOVDPTR,#LLINE;当前行码送低八位锁存器
MOVA,R6
MOVX@DPTR,A
MOVR6,#80H;当前行锁定显示250u秒
DJNZR6,$
CLRA;关闭显示
MOVDPTR,#LLINE
MOVX@DPTR,A;行高八位锁存器清零
INCDPTR
MOVX@DPTR,A;行低八位锁存器清零
POPDPL
POPDPH
INC0EH;列指针加1
AJMPX023;继续下1行
X097:
CLRA
MOVDPTR,#LLINE
MOVX@DPTR,A
INCDPTR
MOVX@DPTR,A
X0A0:
CLRA;清扫描个数寄存器
MOVR5,A;从第一个开始扫描
X0A2:
MOVA,R5;取当前扫描个数
CLRC
;确定要显示的汉字个数
SUBBA,#21;共扫描25个汉字
JNCX0A0;扫描个数满83个返回从第一个开始
MOVA,R5
;确定显示为循环方式(用户可自定义为移位循环方式)
MOVDPTR,#STLS;指向汉字表首址
MOV0F0H,#20H;设定以完整的一个汉字为最小循环单位
MULAB
ADDA,dpl
MOV0ah,A
MOVA,dph
ADDCA,0F0H
MOV09H,A
CLRA
MOVR4,A
X0BD:
MOVA,R4
CLRC
SUBBA,#64H;每个汉字扫描64次
JNCX0CF;当前汉字扫描次数满64次转
MOVR2,09H
MOVR1,0AH
ACALLX01A
INCR4;扫描次数加1
SJMPX0BD
X0CF:
INCR5;扫描个数加1指向下一个汉字
SJMPX0A2
;汉字代码表
STLS
DB0001H,0000H,0001H,00E0H,000FH,0000H,0001H,00C0H;
DB0007H,0000H,0001H,00FCH,00FEH,0000H,0001H,00E0H;
DB0006H,0020H,0007H,00A0H,0004H,0020H,0007H,00A0H;
DB0004H,0020H,0004H,0020H,0004H,0060H,0000H,0000H;"青",0
DB0001H,0000H,0002H,0000H,0007H,00C0H,0008H,0040H;
DB000AH,0040H,0009H,0080H,0008H,0000H,0008H,00F8H;
DB000FH,0008H,0004H,0088H,0024H,0088H,0027H,0088H;
DB0038H,0088H,0000H,0028H,0000H,0010H,0000H,0000H;"岛",1
DB0002H,0000H,0002H,0000H,0002H,0000H,0003H,00F0H;
DB003CH,0020H,0026H,0000H,0025H,0020H,0009H,0040H;
DB000CH,0080H,0014H,0040H,0024H,0020H,00C5H,0018H;
DB0006H,000EH,0004H,0000H,0004H,0000H,0000H,0000H;"农",2
DB0000H,0000H,0000H,0080H,0004H,0080H,0004H,0080H;
DB0004H,0080H,0004H,0088H,0024H,0098H,0014H,00A0H;
DB0014H,00C0H,0004H,0080H,0004H,0080H,0007H,00FCH;
DB007CH,0000H,0000H,0000H,0000H,0000H,0000H,0000H;"业",3
DB0002H,0000H,0002H,0000H,0002H,0000H,0002H,0000H;
DB0002H,0000H,0003H,00F0H,003EH,0000H,0002H,0000H;
DB0005H,0000H,0004H,0080H,0008H,0040H,0010H,0020H;
DB0020H,0018H,0040H,000EH,0000H,0000H,0000H,0000H;"大",4
DB0000H,0020H,0012H,0020H,0009H,0020H,0000H,0040H;
DB0023H,00FCH,003CH,0008H,0063H,00C0H,0044H,0080H;
DB0001H,0000H,0001H,00F8H,007EH,0080H,0000H,0080H;
DB0000H,0080H,0002H,0080H,0001H,0000H,0000H,0000H;"学",5
DB0010H,0000H,0010H,0000H,0010H,0000H,0010H,0070H;
DB001CH,0090H,0070H,00A0H,0010H,00A0H,0018H,00A0H;
DB0034H,00A0H,0051H,0022H,0091H,0022H,0012H,001EH;
DB0014H,0000H,0010H,0000H,0000H,0000H,0000H,0000H;"机",6
DB0002H,0000H,0002H,0000H,0002H,0000H,0003H,00E0H;
DB003EH,0020H,0022H,0020H,0023H,0020H,002EH,0020H;
DB0013H,00C0H,001EH,0000H,0002H,0004H,0002H,0004H;
DB0002H,0004H,0001H,00F8H,0000H,0000H,0000H,0000H;"电",7
DB0000H,0000H,0000H,0000H,0000H,0000H,0000H,00E0H;
DB000FH,0000H,0001H,0000H,0001H,0000H,0001H,0000H;
DB0001H,0000H,0001H,0000H,0001H,00FCH,007EH,0000H;
DB0000H,0000H,0000H,0000H,0000H,0000H,0000H,0000H;"工",8
DB0000H,0000H,0004H,0000H,000CH,0078H,0038H,0088H;
DB0008H,0098H,000EH,00E0H,00F8H,0018H,0008H,00E0H;
DB001CH,0038H,002AH,00E0H,0048H,0020H,0088H,003EH;
DB000BH,00E0H,0008H,0000H,0008H,0000H,0000H,0000H;"程",9
DB0000H,0020H,0012H,0020H,0009H,0020H,0000H,0040H;
DB0023H,00FCH,003CH,0008H,0063H,00C0H,0044H,0080H;
DB0001H,0000H,0001H,00F8H,007EH,0080H,0000H,0080H;
DB0000H,0080H,0002H,0080H,0001H,0000H,0000H,0000H;"学",10
DB0000H,0000H,0000H,0080H,0078H,0040H,004AH,00F8H;
DB0053H,0008H,0054H,0060H,0069H,0080H,0058H,0070H;
DB0043H,00C0H,0041H,0040H,0042H,0044H,0044H,0044H;
DB0048H,0044H,0050H,0038H,0000H,0000H,0000H,0000H;"院",11
XB13:
MOV81H,#20H
JMPX097
;查找与当前列对应的汉字代码子程序
XB1F:
MOVA,82H;本次扫描首址与当前列值相加
ADDA,R1;低八位相加
MOV82H,A;送DPL
MOVA,83H;高八位相加
ADDCA,R2;再加低八位进位位CY
MOV83H,A;送DPH
CLRA
MOVCA,@A+DPTR;取汉字代码
RET;返回
XB4E:
PUSHDPH
PUSHDPL
MOVDPTR,#HROW
MOVX@DPTR,A
POPDPL
POPDPH
RET
END
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