課程設計--led1616點陣顯示設計

1、<p>　　課程設計IV </p><p><b>　　設計說明書</b></p><p><b>　　課程設計任務書</b></p><p>　　專業(yè)： 學號： 姓名： </p><

2、p>　　課程設計名稱： 課程設計IV﹙10171010﹚ </p><p>　　設計題目： LED16*16點陣顯示設計 </p><p>　　完成期限：自 2013 年 9 月 2 日至 2013 年 9 月 14 日共 2 周</p><p>　　設計依據(jù)要求及主要內(nèi)容</p><p

3、><b>　　一、目的任務：</b></p><p>　　依據(jù)實驗器材提供的功能，利用并行接口芯片8255A和LED點陣模塊顯示字符，用取模軟件建立標準字庫，并編制程序實現(xiàn)點陣循環(huán)左移顯示漢字。</p><p><b>　　二、設計內(nèi)容：</b></p><p>　　1. 復習相關課程內(nèi)容：微機原理及應用課程相關內(nèi)容

4、；匯編語言程序設計的相關內(nèi)容；熟悉模擬電路、數(shù)字電路的相關知識；</p><p>　　2. 熟悉實驗相關器材的主要功能。</p><p>　　3. 在上述基礎上，根據(jù)課程設計的基本要求，完成以下各項任務(反映在設計說明書中)：</p><p>　　（1）題目要求涉及的硬件電路圖及摘要說明。</p><p>　?。?）題目的工作原理及相應描述。

5、</p><p>　?。?）程序流程框圖。</p><p><b>　　三、設計要求：</b></p><p>　　1.軟件程序文檔（）；2.硬件電路圖（用專業(yè)軟件）；3.完成實驗；4.完成設計說明書。</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　利用微

6、機接口芯片8255，并行控制LED點陣顯示；其次就是掌握8088微機系統(tǒng)與LED點陣顯示模塊之間接口電路設計及編程，了解LED點陣顯示的基本原理和如何來實現(xiàn)漢字的的循環(huán)左移顯示。在控制板MC1上以并行通信的方式控制LED點陣顯示。要求自建字庫，編制程序實現(xiàn)點陣循環(huán)左移顯示漢字；</p><p>　　關鍵詞：芯片； 并行；循環(huán)</p><p><b>　　目 錄</b

7、></p><p>　　1. 設計目的.................................................................................................................................................1</p><p>　　2. 設計內(nèi)容..........

8、.......................................................................................................................................2</p><p>　　3. 硬件電路設計....................................................

9、.....................................................................................3</p><p>　　3.1 8255.......................................................................................................

10、...........................................3</p><p>　　3.2 138譯碼器.......................................................................................................................................3</p&

11、gt;<p>　　3.3 371鎖存器.......................................................................................................................................3</p><p>　　3.4 LED動態(tài)顯示原理......................

12、...................................................................................................3</p><p>　　3.5 整個系統(tǒng)的仿真電路圖...................................................................................

13、..............................6</p><p>　　4. 字模生成.................................................................................................................................................7</p>&

14、lt;p>　　5. 程序設計.................................................................................................................................................8</p><p>　　5.1 程序設計整體思路......................

15、...................................................................................................8</p><p>　　5.2 程序流程圖........................................................................................

16、.............................................8</p><p>　　5.3 源程序...........................................................................................................................................10<

17、;/p><p>　　6. 系統(tǒng)功能測試.......................................................................................................................................13</p><p>　　6.1 實物測試.......................

18、................................................................................................................13</p><p>　　6.2 仿真測試...........................................................................

19、............................................................13</p><p>　　7. 總結..................................................................................................................................

20、.....................14</p><p>　　參考文獻....................................................................................................................................................15</p><p>

21、;<b>　　1. 設計目的</b></p><p>　　本次課程設計目的剖析試驗箱，利用微機接口芯片8255，并行控制LED點陣顯示；其次就是掌握8088微機系統(tǒng)與LED點陣顯示模塊之間接口電路設計及編程，了解LED點陣顯示的基本原理和如何來實現(xiàn)漢字的的循環(huán)左移顯示。</p><p><b>　　2. 設計內(nèi)容</b></p>&

22、lt;p>　　利用598H試驗系統(tǒng)擴展接口CZ7座，在控制板MC1上以并行通信的方式控制LED點陣顯示。要求自建字庫，編制程序實現(xiàn)點陣循環(huán)左移顯示漢字，并要求通過protues仿真軟件畫出電路圖，運行程序。</p><p><b>　　3. 硬件電路設計</b></p><p>　　整個電路由8088CPU，兩片8255，1個74ls373，1個74LS138,

23、1個16×16的LED,5個7407。該電路可靜態(tài)顯示1個16*16位的漢字，也可循環(huán)顯示。</p><p><b>　　3.1 8255</b></p><p>　　Intel8255A是一種通用的可編程序并行I/O接口芯片，又稱“可編程外設接口芯片”，是為Intel8080/8085系列微處理據(jù)設計的，也可用于其它系列的微機系統(tǒng)。可由程序來改變其功能，通

24、用性強、使用靈活。通過8255A，CPU可直接同外設相連接，是應用最廣的并行I/O接口芯片。其中含3個獨立的8位并行輸入/輸出端口，各端口均具有數(shù)據(jù)的控制和鎖存能力?？赏ㄟ^編程設置各端口的工作方式和數(shù)據(jù)傳送方向(入/出/雙向)。</p><p>　　3.2 138譯碼器</p><p>　　譯碼器是組合邏輯電路的一個重要的器件，74LS138的輸出是低電平有效，故實現(xiàn)邏輯功能時，輸出端不可

25、接或門及或非門，74LS138與前面不同，其有使能端，故使能端必須加以處理，否則無法實現(xiàn)需要的邏輯功能。發(fā)光二極管點亮只須使其正向導通即可，根據(jù)LED的公共極是陽極還是陰極分為兩類譯碼器，即針對共陽極的低電平有效的譯碼器；針對共陰極LED的高電平輸出有效的譯碼器。</p><p>　　3.3 373鎖存器</p><p>　　74LS373是低功耗肖特基TTL8D鎖存器，內(nèi)有8個相同的D型

26、(三態(tài)同相)鎖存器，由兩個控制端(11腳G或EN；1腳OUT、CONT、OE)控制。當OE接地時，若G為高電平，74LS373接收由PPU輸出的地址信號；如果G為低電平，則將地址信號鎖存。工作原理：74LS373的輸出端O0—O7可直接與總線相連。當三態(tài)允許控制端OE為低電平時，O0—O7為正常邏輯狀態(tài)，可用來驅動負載或總線。當OE為高電平時，O0—O7呈高阻態(tài)，即不驅動總線，也不為總線的負載，但鎖存器內(nèi)部的邏輯操作不受影響。 當鎖存允

27、許端LE為高電平時，O隨數(shù)據(jù)D而變。當LE為低電平時，O被鎖存在已建立的數(shù)據(jù)電平。</p><p>　　3.4 LED 動態(tài)顯示原理</p><p>　　LED點陣顯示系統(tǒng)中各模塊的顯示方式： 有靜態(tài)和動態(tài)顯示兩種。靜態(tài)顯示原理簡單、控制方便，但硬件接線復雜，在實際應用中一般采用動態(tài)顯示方式，動態(tài)顯示采用掃描的方式工作，由峰值較大的窄脈沖電壓驅動，從上到下逐次不斷地對顯示屏的各行進行選通，

28、同時又向各列送出表示圖形或文字信息的列數(shù)據(jù)信號，反復循環(huán)以上操作，就可顯示各種圖形或文字信息。</p><p>　　點陣式LED絕大部分是采用動態(tài)掃描顯示方式，這種顯示方式巧妙地利用了人眼的視覺暫留特性。將連續(xù)的幾幀畫面高速的循環(huán)顯示，只要幀速率高于24幀/秒，人眼看起來就是一個完整的，相對靜止的畫面。最典型的例子就是電影放映機。在電子領域中，因為這種動態(tài)掃描顯示方式極大的縮減了發(fā)光單元的信號線數(shù)量，因此在LED

29、顯示技術中被廣泛使用。</p><p>　　以8×8點陣模塊為例，說明一下其使用方法及控制過程。圖2.1中，紅色水平線Y0、Y1……Y7叫做行線，接內(nèi)部發(fā)光二極管的陽極，每一行8個LED的陽極都接在本行的行線上。相鄰兩行線間絕緣。同樣，藍色豎直線X0、X1……X7叫做列線，接內(nèi)部每列8個LED的陰極，相鄰兩列線間絕緣。</p><p>　　在這種形式的LED點陣模塊中，若在某行線

30、上施加高電平（用“1”表示），在某列線上施加低電平（用“0”表示）。則行線和列線的交叉點處的LED就會有電流流過而發(fā)光。比如，Y7為1，X0為0,則右下角的LED點亮。再如Y0為1，X0到X7均為0，則最上面一行8個LED全點亮。</p><p>　　現(xiàn)描述一下用動態(tài)掃描顯示的方式，顯示字符“B”的過程。其過程如圖3.1</p><p>　　圖3.1 用動態(tài)掃描顯示字符“B”的過程<

31、/p><p>　　Proteus中只有5×7和8×8等LED點陣，并沒有16×16LED點陣，而在實際應用中，要良好地顯示一個漢字，則至少需要16×16點陣。下面我們就首先介紹使用8×8點陣構建16×16點陣的方法，并構建一塊16×16LED點陣，用于本次設計。</p><p>　　首先，從Proteus7.5的元件庫中找到

32、“MATRIX-8X8-RED”元器件，并將四塊該元器件放入Proteus文檔區(qū)編輯窗口中。此時需要注意,如果該元器件保持初始的位置（沒有轉動方向），我們要首先將其左轉90°，使其水平放置，那么此時它的左面8個引腳是其行線，右邊8個引腳是其列線（當然，如果你是將右轉，則右邊8個引腳是行線）。然后我們將四個元器件對應的行線和列線分別進行連接，使每一條行線引腳接一行16個LED，列線也相同。并注意要將行線和列線引出一定長度的引腳，

33、以便下面我們使用。連接好的16×16點陣如圖3.2所示。</p><p>　　成如上圖的16×16點陣只是第一步，這樣分開的數(shù)塊并不能達到好的顯示效果,下面我們要將其進一步組合。組合實際上很簡單，首先選中如上圖中右側的兩塊8×8點陣，然后拖動并使其與左側的兩塊相并攏，如圖3.3所示。</p><p><b>　　圖3.3</b></

34、p><p>　　可以看到原來的連線已經(jīng)自動隱藏了，至于線上的交點，我們不要去動。然后，我們再來最后一步，選中下側的兩塊點陣，并拖動使其與上側的兩塊并攏,最后的效果如圖3.4所示?？吹?原來雜亂的連線現(xiàn)在已經(jīng)幾乎全部隱藏了，一塊16×16的LED點陣做成了。需要注意，做成的LED點陣的行線為左側的16個引腳，下側的16個引腳為其列線，而且其行線為高電平有效，列線為低電平有效。然后，我們將其保存，以便以后使用。

35、</p><p><b>　　圖3.4</b></p><p>　　3.5 整個系統(tǒng)的仿真電路圖</p><p><b>　　圖3.5</b></p><p><b>　　4. 字模生成</b></p><p>　　文字的字模是一組數(shù)字，但它的意義卻與數(shù)

36、字的意義有著根本的變化，它是用數(shù)字的各位信息來記載英文或漢字的形狀[1。</p><p>　　在電腦硬件中，根本沒有漢字這個概念，也沒有英文的概念，其認識的概念只有——內(nèi)碼(將ASCII表的高128個很少用到的數(shù)值以兩個為一組來表示漢字，即漢字的內(nèi)碼。而剩下的低128位則留給英文字符使用，即英文的內(nèi)碼)。如果你用啟動盤啟動系統(tǒng)后用DIR命令可能得到一串串莫名其妙的字符，但那確確實實是漢字，如果你啟動UCDOS或其

37、他的漢字系統(tǒng)后，就會看到那是一個個熟悉的漢字。在硬件系統(tǒng)內(nèi)，英文的字模信息一般固化在ROM里，即使在沒有進入系統(tǒng)的CMOS里，也可以讓你看到英文字符。而在DOS下，中文的字模信息一般記錄在漢字庫文件里(將制作好的字模放到一個個標準的庫中，這就是點陣字庫文件)。</p><p>　　在通過軟件實現(xiàn)的技術中，目前有許多字模生成軟件，軟件打開后輸入漢字，點“檢取”，十六進制數(shù)據(jù)的漢字代碼即可自動生成，把我們所需要的豎排

38、數(shù)據(jù)復制到我們的程序中即可。在通過硬件實現(xiàn)字模提取的技術中，有在系統(tǒng)中增加硬漢字庫的方法，主控器發(fā)送的漢字是其機內(nèi)碼，用兩個字節(jié)來表示一個漢字。根據(jù)機內(nèi)碼，顯示單元控制模塊從漢字庫中查取顯示字模，實現(xiàn)漢字顯示。由于帶有硬漢字庫，進行動態(tài)文字顯示時，通用智能顯示單元僅接受漢字的機內(nèi)碼即可，這樣數(shù)據(jù)通訊量大大減少。因此，“動態(tài)文字顯示速度快”。</p><p><b>　　5. 程序設計</b>

39、</p><p>　　5.1 程序設計總體思路</p><p>　　用簡短的匯編程序設計，實現(xiàn)LED點陣顯示內(nèi)容，并使顯示的內(nèi)容在屏幕上從左到右的滾動顯示。系統(tǒng)采用模塊化結構，包括主程序、顯示子程序和循環(huán)掃描顯示子程序。</p><p>　　用8088、74LS373、74LS138、7407芯片和1個16×16LED點陣顯示器構成一個完整的16位點陣LE

40、D顯示系統(tǒng)。</p><p><b>　　5.2 程序流程圖</b></p><p>　　程序主要由開始、初始化、主程序、子程序、字庫組成（源程序詳見附錄）。其中主程序和子程序的流程圖為：</p><p>　　圖5.1循環(huán)掃描顯示子程序流程圖</p><p><b>　　字庫為： </b><

41、/p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 01H,0

42、0H,00H,80H,00H,60H,0FFH,0F8H,00H,07H,00H,00H,00H,04H,79H,24H ;信</p><p>　　DB 49H,24H,49H,25H,49H,26H,49H, 24H,49H,24H,79H,24H,00H,04H,00H,00H</p><p>　　DB 40H,00H,30H,00H,00H,00H,03H,0FCH,39

43、H,54H,41H,54H,41H,56H,45H,55H ;息</p><p>　　DB 59H,54H,41H,54H,41H,54H,73H,0FCH,00H,00H,08H,00H,30H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 20H,00H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,3FH,0FCH

44、 ;工</p><p>　　DB 20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 08H,24H,06H,24H,01H,0A4H,0FFH,0FEH,01H,23H,06H,22H,40H,00H,49H,3EH ;程</p><p>　　

45、DB 49H,22H,49H,22H,7FH,22H,49H,22H,49H,22H,49H,3EH,41H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 04H,40H,04H,30H,04H,11H,04H,96H,04H,90H,44H,90H,84H,91H,7EH,96H ;學</p><p>　　DB 06H,90H,05H,90H,04H,98H,0

46、4H,14H,04H,13H,04H,50H,04H,30H,00H,00H</p><p>　　DB 00H,00H,0FFH,0FEH,04H,22H,08H,5AH,07H,86H,80H,10H,41H,0CH,31H,24H ;院</p><p>　　DB 0FH,24H,01H,25H,01H,26H,3FH,24H,41H,24H,41H,14H,71H,0CH

47、,00H,00H</p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H</p><p><

48、;b>　　5.3 源程序</b></p><p>　　PA EQU 0040H ;行代碼1</p><p>　　PB EQU 0042H ;行代碼2</p><p>　　PCTL EQU 0046H ;行8255控制口地址</p><p>　　XP

49、A EQU 0048H ;列掃描1</p><p>　　XPB EQU 004AH ;列掃描2</p><p>　　XPCTL EQU 004EH ;列8255控制口地址</p><p>　　DATA SEGMENT AT 0</p><p>　　

50、ORG 2DB0H</p><p>　　FL DB ? ;選擇列掃描</p><p>　　R0 DW ? ;數(shù)據(jù)地址偏移量</p><p>　　R6 DW ? ;掃描存儲單元</p><p>　　R1 DB

51、? ;列掃描通道選擇</p><p>　　DATA ENDS</p><p>　　CODE SEGMENT</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA</p><p>　　ORG 2DC0H</p><p><b>　　START:</b&

52、gt;</p><p>　　MOV DX,XPCTL</p><p>　　MOV AL,80H</p><p>　　OUT DX,AL ;選擇8255個端口工作方式</p><p>　　MOV DX,PCTL</p><p>　　OUT DX,AL

53、</p><p>　　CALL OFFLED</p><p>　　MOV AL,00H ;數(shù)據(jù)初始化</p><p>　　MOV FL,AL</p><p>　　MOV R6,0048H</p><p>　　X0: MOV R0,0000H</

54、p><p>　　X1: CALL DEL1</p><p>　　INC R0</p><p>　　INC R0 ;R0+2</p><p>　　CMP R0,00E0H ;304</p><p>　　JNZ X1</p>&l

55、t;p>　　JMP X0</p><p><b>　　DISPW:</b></p><p>　　PUSH R0 ;LED點陣顯示</p><p>　　MOV R1,01H</p><p><b>　　DISP1:</b></p>

56、<p>　　MOV AX,R0</p><p>　　MOV BX,OFFSET TAB</p><p>　　ADD BX,AX</p><p>　　MOV AL,CS:[BX]</p><p>　　MOV DX,PB</p><p>　　OUT

57、 DX,AL ;行代碼1輸入</p><p>　　INC R0</p><p>　　MOV AX,R0</p><p>　　MOV BX,OFFSET TAB</p><p>　　ADD BX,AX</p><p>　　MOV AL,CS:

58、[BX]</p><p>　　MOV DX,PA</p><p>　　OUT DX,AL ;行代碼2輸入</p><p>　　MOV DX,R6</p><p>　　MOV AL,R1</p><p>　　NOT AL</p><

59、;p>　　OUT DX,AL ;列掃描</p><p>　　MOV CX,0010H ;循環(huán)128次</p><p>　　LOOP $</p><p>　　CALL OFFLED</p><p>　　INC R0</p><p>　　RCL

60、 R1,1 ;掃描信號左移8次</p><p>　　JNC DISP1</p><p>　　CMP FL,00H</p><p>　　JNZ EXIT</p><p>　　INC FL</p><p>　　CLC

61、 ;標志位CF清零</p><p>　　MOV R1,01H</p><p>　　MOV R6,004AH ;切換到列掃描2</p><p>　　JMP DISP1</p><p>　　EXIT: MOV R6,0048H ;切換到列掃描1</p><p>

62、;　　MOV FL,00H</p><p>　　POP R0</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　OFFLED: MOV DX,XPA ;滅燈</p><p>　　MOV AL,0FFH</p><p>　　O

63、UT DX,AL</p><p>　　MOV DX,XPB</p><p>　　OUT DX,AL</p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DEL1: MOV CX,0020H ;計數(shù)32次</p><p>　　CON

64、1: PUSH CX</p><p>　　CALL DISPW</p><p>　　POP CX</p><p>　　LOOP CON1</p><p><b>　　RET</b></p><p><b>　　TAB: </b>&

65、lt;/p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 01H

66、,00H,00H,80H,00H,60H,0FFH,0F8H,00H,07H,00H,00H,00H,04H,79H,24H ;信</p><p>　　DB 49H,24H,49H,25H,49H,26H,49H,24H,49H,24H,79H,24H,00H,04H,00H,00H</p><p>　　DB 40H,00H,30H,00H,00H,00H,03H,0FCH,39

67、H,54H,41H,54H,41H,56H,45H,55H ;息</p><p>　　DB 59H,54H,41H,54H,41H,54H,73H,0FCH,00H,00H,08H,00H,30H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 20H,00H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,3FH,0FCH

68、 ;工</p><p>　　DB 20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 08H,24H,06H,24H,01H,0A4H,0FFH,0FEH,01H,23H,06H,22H,40H,00H,49H,3EH ;程</p><p>　　DB

69、49H,22H,49H,22H,7FH,22H,49H,22H,49H,22H,49H,3EH,41H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 04H,40H,04H,30H,04H,11H,04H,96H,04H,90H,44H,90H,84H,91H,7EH,96H ;學</p><p>　　DB 06H,90H,05H,90H,04H,98H,04H,14H,

70、04H,13H,04H,50H,04H,30H,00H,00H</p><p>　　DB 00H,00H,0FFH,0FEH,04H,22H,08H,5AH,07H,86H,80H,10H,41H,0CH,31H,24H ;院</p><p>　　DB 0FH,24H,01H,25H,01H,26H,3FH,24H,41H,24H,41H,14H,71H,0CH,00H,00H&

71、lt;/p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H</p><p>　　DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H</p><p>　　CODE ENDS

72、</p><p>　　END START</p><p><b>　　六、系統(tǒng)功能測試</b></p><p><b>　　6.1 實物測試</b></p><p>　　通過分析程序，了解LED點陣漢字循環(huán)循環(huán)左移的顯示方法，自建字庫，很成功的完成了實物測試，達到了預期的要求。</

73、p><p><b>　　6.2 仿真測試</b></p><p>　　在仿真軟件proteus中運行測試系統(tǒng)整體功能，一切正常。實現(xiàn)了漢字的左移滾動顯示，循環(huán)顯示出了“信息工程學院”浮動漢字。</p><p><b>　　圖6.1仿真測試圖</b></p><p><b>　　7. 總結<

74、;/b></p><p>　　通過本次(16×16位點陣LED)的設計，理論知識學習和實際設計的結合鍛煉了我的綜合運用所學的專業(yè)基礎知識解決實際工程問題的能力，同時也提高我查閱文獻資料、設計手冊、設計規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過對整體的掌控，對局部的取舍，以及對細節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗得到了豐富。為后繼的學習奠定的基礎。</p><p>

75、<b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 張義和，王敏男，許宏昌，余長春.例說51單片機.北京：人民郵電出版社，2008</p><p>　　[2] 王讓定，朱瑩，葉富樂，史旭華.匯編語言與接口技術.北京：清華大學出版社，2005</p><p>　　[3] 康華光.電子技術基礎數(shù)字部分(第五版).北京：高等教育出版社，2006