【正文】 V C C40U1A T 89 C 5 1V C CP 2. 7P 2. 6P 2. 5P 2. 4P 0. 1P 0. 2P 0. 3P 0. 4P 1. 4P 1. 5P 1. 6P 1. 7P 2. 0P 2. 1P 2. 2V C C4 .7 K *4 圖 單片機(jī)最小應(yīng)用系統(tǒng)原理圖 注 : 該最小系統(tǒng)由按鍵復(fù)位 RESET 電路 、 晶體振蕩電路以及 I/O 接口電路組成 。 復(fù)位的實(shí)現(xiàn)通常用 2 種方式 : 開(kāi)機(jī)上電復(fù)位 和 外部手動(dòng)復(fù)位 ，本設(shè)計(jì)用的是外部手動(dòng)復(fù)位。 電路圖 如 下 ： 江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 圖 單片機(jī)復(fù)位圖 AT89C51 工作電壓 VCC=5V,其 EA 引腳需接高電平 ,5V 電源 電路 如 圖 所 示 。 T1AC1V+ 2AC3V4D6C41 0 0 u /1 6 VC61 0 0 u /1 6 vV C CV in1GND3+ 5 V 2U27 8 0 5C51 0 4C71 0 4 圖 單片機(jī)電源原理圖 注 : 該電源電路主要模塊為 IC7805,它能輸出穩(wěn)定的 5V 電源 ,圖中整流橋是將市電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?,電容起到慮波作 用由 7805 的 OUT 引腳輸出 5V 電壓。 LED 點(diǎn)陣 介紹 8 8 單色 點(diǎn)陣共需要 64 個(gè)發(fā)光二極管組 成，且每個(gè)二極管是放置在行線與列線的叉點(diǎn)上。 本設(shè)計(jì) 是 一種實(shí)用的漢字顯示屏的制作， 制作的是雙色點(diǎn)陣。 考慮到元器件的易購(gòu)性，沒(méi)有使用 8 8 的點(diǎn)陣發(fā)光二極管模塊，而是直接使用了 256 個(gè)高亮度發(fā)光管，組成了 16 行 16 列的發(fā)光點(diǎn)陣。實(shí)際使用時(shí)可以根據(jù)這個(gè)原理自行擴(kuò)充顯示的字?jǐn)?shù)。 對(duì)比下面的 8 8 單色點(diǎn)陣和 8 8 雙色點(diǎn)陣可以看出，其實(shí) 8 8 雙色點(diǎn)陣就是兩塊8 8 單色點(diǎn)陣組合在一起的。要實(shí)現(xiàn)用兩種顏色顯示，只要在電路的 設(shè)計(jì)中 適當(dāng)?shù)倪B線就 可以 了 。 8 8 單色和雙色 點(diǎn)陣 LED 結(jié)構(gòu) 分別 如 下 圖 和 所示 。 圖 8 8 點(diǎn)陣外觀及引腳圖 江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 8 8 單色點(diǎn)陣內(nèi)部圖 圖 8 8 雙色點(diǎn)陣內(nèi)部圖 LED 顯示方式 漢字顯示屏用于顯示漢字 、 字符及 圖像 信息，在公共汽車(chē) 、 銀行 、 醫(yī)院及戶(hù)外廣告等地方都有廣泛的應(yīng)用。下面是簡(jiǎn)單的漢字顯示屏的制作，由單片機(jī)控制漢字的顯示內(nèi)容。為了降低成本，使用了 四 塊 8 8 的 LED 點(diǎn)陣發(fā)光管的模塊，組成了一個(gè) 16 16的 LED 點(diǎn)陣顯示屏， 如圖 所示。在這里 僅做 了 四 個(gè)漢字的顯示，在實(shí)際的使用中可以根據(jù)這個(gè)原理自行的擴(kuò)展顯示的漢字，下面是介紹漢字顯示的原理。 圖 四塊 8 8 的 LED 點(diǎn)陣組成 16 16 的 LED 點(diǎn)陣 LED 驅(qū)動(dòng)顯示采用動(dòng)態(tài)掃描方法，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(jué)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。 江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 顯示數(shù)據(jù)傳輸采用串行傳輸?shù)姆椒ǎ刂齐娐房梢灾挥靡桓盘?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(guò)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螅@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。 LED 點(diǎn)陣顯示模塊進(jìn)行的方法有兩種 ： （ 1）水平方向（ X 方向）掃描，即逐列掃描的方式（簡(jiǎn)稱(chēng)列掃描方式）：此時(shí)用一個(gè) P 口輸出列碼決定哪一列能亮（相當(dāng)于位碼），用另一個(gè) P 口輸出行碼（列數(shù)據(jù)），決定該行上那哪個(gè) LED 亮（相當(dāng)于段碼）。能亮的列從左到右掃描完 16 列（相當(dāng)于位碼循環(huán)移動(dòng) 16 次）即顯示出一個(gè) 完整的圖像。 （ 2）豎直方向（ Y 方向）掃描，即逐行掃描方式（簡(jiǎn)稱(chēng)行掃描方式）：此時(shí)用一個(gè)P 口輸出決定哪一行能亮（相當(dāng)于位碼），另一個(gè) P 口輸出列碼（行數(shù)據(jù)，行數(shù)據(jù)為將列數(shù)據(jù)的點(diǎn)陣旋轉(zhuǎn) 90 度的數(shù)據(jù)）決定該行上哪些 LED 燈亮（相當(dāng)于段碼）。能亮的行從上向下掃描完 16 行（相當(dāng)于位碼循環(huán)移位 16 次）即顯示一幀完整的圖像。 本設(shè)計(jì)應(yīng)用的是第一種的掃描方法，即 水平方向（ X 方向）掃描 。 每一個(gè)字由 16 行 16 列的點(diǎn)陣形成顯示，即每個(gè)字均由 256 個(gè)點(diǎn)陣來(lái)表示，我們可以把每一個(gè)點(diǎn)理解為一個(gè)像素。一般我們使用的 16 16 的點(diǎn)陣宋體 字庫(kù)，即所謂的 16 16，是每一個(gè)漢字在縱橫各 16 點(diǎn)的區(qū)域內(nèi)顯示的。漢字庫(kù)從該位置起的 32 字節(jié)信息記錄了該字的字模信息。事實(shí)上這個(gè)漢字屏不僅可以顯示漢字，也可以顯示在 256 像素范圍內(nèi)的任何圖形。 我們 以水平方向（ x 方向）掃描 顯示漢字的“ 江 ”為例來(lái)說(shuō)明其掃描 原理，每一個(gè)字由 16 行 16 列的點(diǎn)陣組成顯示，如圖下的，如果用 8 位的 AT89S51 的單片機(jī)來(lái)控制，由于單片機(jī)的總線為 8 位，一個(gè)字需要拆分成兩個(gè)部分。一般我們把它分解成上部分和下部分，上部分由 8*16 的點(diǎn)陣組成，下部分也由 8*16 的點(diǎn)陣組成。在本例中單片機(jī)首先 顯示的是左上角的第一列的部分，即第 0 列的 P00~P07 口。方向?yàn)?P00 到 P07，顯示漢字“ 江 ”的時(shí)候， P00 到 P04 都是滅的， P05 亮，即二進(jìn)制 00001000，轉(zhuǎn)換為 16 進(jìn)制為 08H， 如圖 所示。 上半部分第一列完成之后，繼續(xù)掃描下半部分的第一列，為了接線的方便，我們?nèi)栽O(shè)計(jì)成由上往下的掃描方式，即從 P27 向 P20 方向掃描，從上圖可以看到，這一列所有的都不亮，所以代碼為 00000000， 16 進(jìn)制為 00H，然后單片機(jī)轉(zhuǎn)向上半部的第二列，除了 P05 亮，其他的都不亮，即為 00000100， 16 進(jìn)制為 04H， 這一列掃描完成之后繼續(xù)進(jìn)江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 行下半部分的掃描，除了 P21 亮，其他的為不亮，為二進(jìn)制 00100000，即 16 進(jìn)制 20H。 按照這個(gè)方法，繼續(xù)進(jìn)行下面的掃描，一共掃描 32 個(gè) 8 位，可以得出漢字“ 江 ”的掃描代碼為 ： 08H,20H,06H,20H,80H,7EH,63H,80H 0CH,04H,00H,04H,20H,04H,20H,04H 20H,04H,3FH,FCH,20H,04H,20H,04H 20H,04H,20H,04H,00H,04H,00H,00H 圖 點(diǎn)陣顯示原理圖 由這個(gè)原理可以看到，無(wú)論顯示何種字體或 圖像 ，都可以用這種方法來(lái)分析出它的掃描代碼從而顯示在屏幕上。了解漢字的顯示原理之后，那如何得到漢字的字模信息呢？現(xiàn)在有一些現(xiàn)成的漢字字模生成軟件， 可從網(wǎng)上下載漢字字庫(kù)提取程序直接提取字庫(kù)，如 圖 所示 的為一種字模生成軟件，軟件打開(kāi)后輸入漢字，點(diǎn)擊“檢取”后，十六進(jìn)制數(shù)據(jù)漢字代碼即可以自動(dòng)生成，把我們需要的豎排數(shù)據(jù)復(fù)制到我們的程序即可。 江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 圖 漢字字模生成軟件 點(diǎn)陣 的移動(dòng) 以下以 16 16 點(diǎn)陣為例 介紹點(diǎn)陣的移動(dòng)。要 顯示一個(gè) 字符，該字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)可以列向（縱向） 16 點(diǎn)組字，又可以行向（橫向） 16 點(diǎn)組字。無(wú)論哪一種組字方法，都既可以顯示字符的水平方向的移動(dòng)，又可以顯示豎直方向的移動(dòng)。 1． 顯示字符的左右移動(dòng) (1)列 掃描方式左移動(dòng)：列向組字顯示字符水平方向的移動(dòng)（左滾動(dòng)） 在這里有兩個(gè)方法： 方法 1：延長(zhǎng)數(shù)組法。將原來(lái)字符點(diǎn)陣數(shù)組的 16 個(gè)數(shù)據(jù)重復(fù)一遍延長(zhǎng)，點(diǎn)陣數(shù)組的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)為 32 個(gè)。每掃描儀幀取 8 個(gè)數(shù)據(jù)顯示，下一幀取數(shù)要在數(shù)組中后移一個(gè)數(shù)取數(shù)。循環(huán)一遍掃 16 幀?？梢约傧胗袃蓧K 16 16 的點(diǎn)陣模塊（共 32 幀）水 平平行排列，用一個(gè)恰好能罩住 8 列點(diǎn)陣的中空方框去罩這個(gè)點(diǎn)陣，第 1（第 1 幀）罩住最左邊數(shù)起第一列開(kāi)始的 16 列 ，就掃描顯示這 16 列；第 2 次（第 2 幀）使方框右移一列，罩住做左邊數(shù)起第 2 列開(kāi)始的 16 列，就掃描顯示這 16 列；；這樣每掃描完一幀使方框右移一列，最后第 16 次（第 16 幀）時(shí)，罩住左邊數(shù)起的第 16 列開(kāi)始的 16 列，就掃描顯示這 16 列。如此完成 16 幀畫(huà)面的掃描顯示，也就完成了整個(gè)一次移動(dòng)循環(huán)掃描、之后反復(fù)循環(huán)，即可呈現(xiàn)顯示字符沿水平向左移動(dòng)的圖像，如 圖 所示 。 圖 方框圖法左右移動(dòng)示意圖 因?yàn)槭橇邢蚪M字（列掃描方式，點(diǎn)陣數(shù)據(jù)為行碼，上邊為地位下面為高位），希望顯示移動(dòng)的一個(gè)字符，第 1 次掃描從行碼的點(diǎn)陣數(shù)組中取第 1~16 個(gè)數(shù)據(jù)，送行碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這 8 個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用列碼輸出口輸出列碼，分別控制第 1~16 列。掃描完前16 個(gè)數(shù)據(jù)之后，第 2 次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第 2~14 個(gè)數(shù)據(jù)（第 17 個(gè)數(shù)據(jù)與地 1 個(gè)數(shù)據(jù)同），送行碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這 16 個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用列碼輸出口輸出列碼，仍分別控制掃地 1~16 列。第 3 次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第 3~18 個(gè)數(shù)據(jù)（ 第 18 個(gè)數(shù)據(jù)碼與地 2 個(gè)數(shù)據(jù)碼相同）掃描；如此實(shí)現(xiàn)字符向左移動(dòng) 。 以上完成一個(gè)圖形移動(dòng)的方法，也可以看成是移動(dòng) 16 個(gè)不同的字形。如 圖 所示，首先掃描第一個(gè)字型，同樣是 16 行， 16 次掃描， 16 次顯示；完成一個(gè)字型的掃描江海學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 12 以后，再掃描第二個(gè)字型；完成第二個(gè)字型的掃描之后，再掃描第三個(gè)字型 依 此類(lèi)推，即可產(chǎn)生該文 字 的左移的 感覺(jué) 。 圖 字形法左右移動(dòng)示意圖 假設(shè) 如果原本某個(gè)漢字的字型（第一個(gè)字型），其編碼為 ： 00H,10H,20H,30H,40H,50H,60H,70H,80H,90H,0A0H,0B0H,0C0H,0D0H0E0H,0F0H； 第二個(gè)字型的編碼 為 ： 10H,20H,30H,40H,50H,60H,70H,80H,90H,0A0H,0B0H,0C0H,0D0H0E0H,0F0H, 00H, 也就是把第一個(gè)字型的編碼中，第 1 行顯示數(shù)據(jù)，變?yōu)榈?2 行顯示數(shù)據(jù)；第 2 行顯示數(shù)據(jù)，變成第 3 行顯示數(shù)據(jù)；第 3 行顯示數(shù)據(jù)，變成第 4 行顯示數(shù)據(jù)；第 4 行顯示數(shù)據(jù)，變成第 5 行顯示數(shù)據(jù)以此類(lèi)推。 當(dāng)?shù)谝粋€(gè)字型掃描顯示 完成之后，就進(jìn)行這樣的動(dòng)作調(diào)整，以產(chǎn)生第二個(gè)字型的編碼。同樣的，當(dāng)?shù)诙€(gè)字型掃描完成之后，就進(jìn)行這樣的調(diào)整動(dòng)作，以產(chǎn)生第三個(gè)字型的編碼。這個(gè)調(diào)整動(dòng)作時(shí)先將 16 個(gè)編碼根據(jù)序填入存儲(chǔ)器，例如第 1 行編碼存入 20H,第二行編碼存入 21H要進(jìn)行左移調(diào)整時(shí)，則先將 20H 地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到 36H 地址，再將 21 H 地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到 20 H 地址 ，將 22 H 地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到 21 H 地址 ，將23 H 地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到 22 H 地址，將 24 H 地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到 23 H 地址，將 25 H 地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到 24 H 地址，將 26 H 地 址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到 25 H 地址，將 27 H 地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到 26 H 地址，將 28 H 地址的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到 27H 地址 方法 2：數(shù)組數(shù)據(jù)“循環(huán)左移法” （適合用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)，在此僅作了解）。注意，不是把二進(jìn)制數(shù)據(jù)按位循環(huán)左移，而是把數(shù)組中的數(shù)據(jù)按其在數(shù)組中的位置循環(huán)左移。具體的方法入下。 原 字符 點(diǎn)陣數(shù)組中的 16 個(gè)數(shù)據(jù)不延長(zhǎng)，但下一幀取的 16 個(gè)數(shù)據(jù)， 是 把上一幀的 16個(gè)數(shù)據(jù)的 位置（先后順序）“循環(huán)左移”一次，即原來(lái)第 2 個(gè)移到第 1 個(gè)，原來(lái)第 3 個(gè)移到第 2 個(gè) 原來(lái)第 1 個(gè)移到第 16 個(gè)。實(shí)現(xiàn)數(shù)組數(shù)據(jù)循環(huán)左移的