【正文】 種方案，采用 LED 點陣顯示模塊，克服了上述缺點，不僅可以靜態(tài)的顯示信息，而且也可以通過動態(tài)滾動，從而增加信息顯示的容量。為了醒目，還可以產(chǎn)生諸如閃動、滾動等顯示效果。顯示信息也從固定內(nèi)容發(fā)展到任意內(nèi)容的多種顯示方式，對顯示信息的編輯、修改，也由遙控鍵 盤有線通訊模式發(fā)展到用計算機(jī)編輯文字，在經(jīng)專用無線控制器將其發(fā)射到各站點的通訊模式。 8*8 點陣 LED 字符顯示器系統(tǒng)在工業(yè)、各種比賽場合及日常生活應(yīng)用中占有十分重要的地位，多年來，研究此項目的工程技術(shù)人員曾為簡化電路、提高可靠性、降低成本，付出了很大的努力，做出不少成績。如今，美觀、價廉、體積小、高可靠性 8*8 點陣 LED 字符顯示器的出現(xiàn)，為這一領(lǐng)域的技術(shù)打開了新的天地。 LED 字符顯示器發(fā)發(fā)展到今天已經(jīng)從模擬化、分立化邁進(jìn)數(shù)字化、集成化 LED 系統(tǒng)。以后的發(fā)展趨勢是衛(wèi)星定位系統(tǒng)站點顯示器，客車內(nèi)站牌顯示器由天線、 衛(wèi)星定位模塊、微處理器、 LED 點陣驅(qū)動電路、LED 點陣站牌和電可擦寫存儲器構(gòu)成。 目前在廣泛的顯示器由 LED 點陣顯示器和 LCD 液晶顯示器，還有部分 CRT顯示器，由于 CRT 顯示器耗電量多、體積較大，且本質(zhì)量較重，與 LED 點陣顯示器和 LCD 液晶顯示器相比，已處于下風(fēng)，目前 LED 和 LCD 顯示器成為現(xiàn)代人們選擇之一，它們各有優(yōu)缺點。 LCD 液晶顯示器具有圖像清晰、體積小、功耗低等優(yōu)點，但它的成本高、亮度低、壽命短、可視距離和角度很有限。而 LED顯示屏具有亮度高、故障低、能耗少、使用壽命長、顯示內(nèi)容多樣、顯示方式豐 富等優(yōu)點。 設(shè)計目的和意義 6 一、 設(shè)計意義 （一）、有利于本專業(yè)所學(xué)知識理解，通過在學(xué)校學(xué)習(xí)，學(xué)生掌握了一些信息時代生存與發(fā)展必需的信息技術(shù)基礎(chǔ)知識和基本技能，具備了在日常生活與學(xué)習(xí)中應(yīng)用信息技術(shù)解決問題的基本態(tài)度與基本能力。 (二 )有利于邏輯思維的鍛煉，做任何事情都有一定的步驟，整個過程學(xué)生都需要有條理地構(gòu)思，這中間有猜測設(shè)想、判斷推理的抽象思維訓(xùn)練，也有分析問題、解決問題、預(yù)測目標(biāo)等能力的培養(yǎng)。 （三）、 LED 點陣顯示器具有亮度高、發(fā)光均勻、可靠性好、接線簡單、拼裝方便等優(yōu)點，能構(gòu)成各種尺寸的顯 示屏。而在當(dāng)今時代背景的影響下， LED顯示屏的研究意義也尤為明顯：一是節(jié)能（直接功耗，間接耗能），二是基本無電離輻射，三是提高空間利用率?，F(xiàn)代社會智能化日漸普遍，使用單片機(jī)實現(xiàn)對電路的控制是時代的要求。因此基于單片機(jī)的 LED 點陣系統(tǒng)不僅在當(dāng)代社會有著非常大的用途，其應(yīng)用前景也十分廣闊。目前， LED 正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光密度、更高的發(fā)光均勻性、可靠性、全色化方向發(fā)展。 二、設(shè)計目的 （一）、利用 8*8LED 點陣顯示數(shù)字“畢業(yè)設(shè)計”字樣。采用 STC89C52 單片機(jī)作為整個控制搭電路的核心，并編 制軟件程序，實現(xiàn)動態(tài)輪流顯示。通過此設(shè)計來鞏固單片機(jī)硬件系統(tǒng)的設(shè)計及軟件系統(tǒng)的編程，通過設(shè)計將平時所學(xué)知識付諸實踐，提高動手能力。 （二）、通過理論課的學(xué)習(xí)和實訓(xùn) ,我們已經(jīng)掌握了不少理論知識和生產(chǎn)實際知識，運用所學(xué)知識去分析和解決實際問題才是最終目的。 二 PROTUES模擬仿真 7 Protues 介紹 單片機(jī)是現(xiàn)代電子技術(shù)的新興領(lǐng)域，他的出現(xiàn)極大推動了電子工業(yè)的發(fā)展，已成為電子系統(tǒng)中最為普遍的應(yīng)用手段。近年來單片機(jī)技術(shù)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各種單片機(jī)開發(fā)工具層出不窮。虛擬仿真就是近年來興起的一種新型應(yīng)用技術(shù)，采用虛擬仿真技術(shù)，在原理圖設(shè)計階段就可以對單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計進(jìn)行評估，驗證所設(shè)計電路是否達(dá)到所要求的技術(shù)指標(biāo)，還有通過改變元器件參數(shù)使整個電路性能所達(dá)到最優(yōu)化。這樣就無須多次購買 元器件及制作印刷電路板，節(jié)省了設(shè)計時間與經(jīng)費，提高了設(shè)計效率與質(zhì)量。 英國 Labcenter 公司推出的 Protues 軟件是一款極 好的單片機(jī)應(yīng)用開發(fā)平臺，它以特有的虛擬仿真技術(shù)很好地解決了單片機(jī)及其外圍電路的設(shè)計和協(xié)同仿真問題，可以在沒有單片機(jī)實際硬件的條件下，利用 PC 以虛擬仿真方式實現(xiàn)單片機(jī)系統(tǒng)的軟、硬件同步仿真調(diào)試，使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)變的簡單。 Protues軟件涵蓋了 PIC、 AVR、 MCS805 68HC1 ARM 等微處理器模型，以及多種常用電子元器件，包括 74 系列、 CMOS4000 系列集成電路、 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換器、鍵盤、LED 顯示器，還提供示波器、邏輯分析儀、通信終端、電壓 /電流表、 I2C/SPI終端等各種虛擬儀表，這些都可 以直接用于仿真設(shè)計，極大提高了設(shè)計效率和設(shè)計水平。 Protues 軟件已有 20 多年的歷史，在國外應(yīng)用較為普遍，尤其在教育界的口碑極佳。近年來 Protues 軟件被進(jìn)入國內(nèi)，在多所工科院校中得到成功應(yīng)用。在單片機(jī)教學(xué)中采用 Protues 軟件，使單片機(jī)的學(xué)習(xí)過程變得直觀形象，可以直接在基于原理圖的虛擬模擬型上進(jìn)行編程，并實現(xiàn)源碼級的程序仿真調(diào)試，如有顯示及輸出，還能看到程序運行后的輸出結(jié)果，配合各種虛擬儀表來展現(xiàn)整個單片機(jī)系統(tǒng)的運行過程，很好地解決了長期以來困擾單片機(jī)教學(xué)過程中軟件和硬件無法很好結(jié)合的難題。 采 用 PC 進(jìn)行虛擬仿真實驗要比采用單片機(jī)試驗箱更為有效，因為用戶可以根據(jù)需要隨時對電路圖進(jìn)行修改，并立即獲得仿真效果。由于 PC 上修改原理電路圖要比實驗箱上修改硬件電路容易的多，而且還可以根據(jù)設(shè)計要求采用不同的元器件，或者修改元器件參數(shù)來獲得不同的輸出結(jié)果，在成功進(jìn)行虛擬仿真并獲得期望結(jié)果的條件下再制作實際硬件進(jìn)行在線調(diào)試，可以獲得事半功倍的8 效果。學(xué)生普遍反映，在 Protues 軟件平臺上學(xué)習(xí)單片機(jī)知識，比以往單純學(xué)習(xí)書本知識更容易接受，以原理圖虛擬模型進(jìn)行程序仿真調(diào)試，更容易提高單片機(jī)編程能力，還可以通過繪制和修 改原理電路圖增加更多的額實踐經(jīng)驗。 Protues 組合了高級原理 布圖、混合模式 SPICE 仿真、 PCB 設(shè)計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設(shè)計系統(tǒng)。此系統(tǒng)收益于 15 年的持續(xù)開發(fā)，被《電子世界》在其對 PCB 設(shè)計系統(tǒng)的比較文章中評為最好產(chǎn)品。 Protues 產(chǎn)品系列也包括了我們革命性的 VSM 技術(shù)，用戶可以對基于微控制器的設(shè)計連同周圍的電子器件一起仿真。用戶甚至可以實時采用諸如 LED/LCD、鍵盤、 RS232 終端等動態(tài)外形模型來對設(shè)計進(jìn)行交互仿真。 其功能模塊：一個易用而用功能強大的 ISIS 原理布圖工具； Protues 混合 模型 SPICE 仿真： ARES PCB 設(shè)計。 PROSPICE 仿真器的一個擴(kuò)展 Protues VSM:便于包括所有相關(guān)器件的基于微處理器設(shè)計的協(xié)同仿真。此外，還可以結(jié)合微控制器軟件使用的動態(tài)鍵盤、開關(guān)、按鈕、 LED，甚至 LCD 顯示 CPU 模型。 支持許多通用的微控制器，如 PIC、 AVR、 HC11 以及 8051；交互和裝置模型包括： LED 和 LCD 顯示， RS232Z 終端，通用鍵盤；強大的調(diào)試工具：包括寄存器和存儲器，斷點和單步模式； IAR CSPY 和 Keil uVision2 等開發(fā)工具的源層調(diào) 試；應(yīng)用特殊模型的 DLL 界面提供有關(guān)元件庫的全部文件。 本次設(shè)計采用如圖 所示，我們采用了 AT89C51 芯片， 8x8 的 LED 顯示屏，按鍵設(shè)置各種功能，還有以按鍵控制的復(fù)位裝置，但省略了時鐘電路以及晶振電路等。 9 圖 用單片機(jī)控制 LED點陣顯示原理圖 基本功能：用單片機(jī)設(shè)計一個 LED 的點陣顯示，要求 8*8 點陣 LED 實現(xiàn)簡單中文漢字、字母、數(shù)字的顯示，顯示方式有逐字顯示、向上滾動顯示和向下滾動顯示，用按鍵切換顯示方式，并用按鍵控制系統(tǒng)復(fù)位。 特色功能：最后還可以使用雙色 LED 控色其顏色的變化和讓 64 個 LED 燈實現(xiàn)跑馬燈的功能。 具體說明如下： 一、按鍵 K1 按下后， LED 會逐字顯示“機(jī)械電子”四個字。 二、按鍵 K2 按下后，等上一個顯示模式運行完后， LED 會向上滾動顯示“機(jī)械電子”四個字。 三、按鍵 K3 按下后，等上一個顯示模式運行完后， LED 會向下滾動顯示“機(jī)械電子”四個字。 四、按鍵 RST 按下后，等上一個顯示模式運行完后，實現(xiàn)跑馬燈功能。 10 三 Keil設(shè)計 C 語言程序 Keil uVision2 介紹 Keil C51 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片機(jī) C 語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，與 匯編 相比， C語言在功能上、 結(jié)構(gòu) 性、 可讀性 、 可維護(hù)性 上有明顯的優(yōu)勢，因而易學(xué)易用。 Keil 提供了包括 C編譯器 、宏匯編、 連接器 、庫管理和一個功能強大的 仿真 調(diào)試器等在內(nèi)的完整開發(fā) 方案 ，通過一個集成開發(fā)環(huán)境（ uVision）將這些部分組合在一起。運行 Keil 軟件需要 WIN9 NT、WIN20xx、 WINXP 等 操作系統(tǒng) 。如果你使用 C語言編程，那么 Keil 幾乎就是你的不二之選，即使不使用 C 語言而僅用匯編語言編程，其方便易用的集成環(huán)境、強大的軟件仿真 調(diào)試 工具也會令你 事半功倍 。 KeilμVision2 是美國 Keil Software 公司出品的 51 系列兼容單片 機(jī) C語言軟件開發(fā)系統(tǒng)，使用接近于傳統(tǒng) C語言的語法來開發(fā)，與匯編相比， C語言易學(xué)易用 ,而且大大的提高了工作效率和項目開發(fā)周期 ,他還能嵌入 匯編 ，您可以在關(guān)鍵的位置嵌入，使程序達(dá)到接近于匯編的工作效率。 Keil C51 標(biāo)準(zhǔn) C編譯器為 8051 微控制器的軟件開發(fā)提供了 C 語言環(huán)境 ,同時保留了匯編代碼高效 ,快速的特點。 C51 編譯器的功能不斷增強，使你可以更加貼近 CPU 本身，及其它的衍生產(chǎn)品。 C51 已被完全集成到 μVision2 的集成開發(fā)環(huán)境中，這個集成開發(fā)環(huán)境包含：編譯器，匯編器，實時 操作系統(tǒng) ，項目管理器，調(diào)試器。μVision2 IDE 可為它們提供單一而靈活的開發(fā)環(huán)境。 1系統(tǒng)概述 Keil C51 軟件提供豐富的庫函數(shù)和強大功能的集成開發(fā)調(diào)試工具，全Windows 界面。另外 重要一點，只要看一下編譯后的匯編代碼，就能體會到Keil C51 生成的目標(biāo)代碼效率非常 高，多數(shù)語句生成的匯編代碼很緊湊，容易理解。在開發(fā)大型軟件時更能體現(xiàn)高級語言的優(yōu)勢。 2 Keil C51 單片機(jī)軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu) C51 工具包的整體結(jié)構(gòu)， uVision 與 Ishell 分別是 C51 for Windows 和for Dos 的集成開發(fā)環(huán)境，可以完成編輯、編譯、連接、測試、仿真等整個開發(fā)流程。開發(fā)人員可用 IDE 本身或其他編譯器編輯 C或匯編源文件。然后分別11 由 C51 及 C51 編譯器編譯生成目標(biāo)文件 （ .OBJ）。目標(biāo)文件可由 LIB51 創(chuàng)建生成庫文件，也可以與庫文件一起經(jīng) L51 連接定位生成絕對目標(biāo)文件（ ABS）。ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進(jìn)行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標(biāo)板進(jìn)行調(diào)試，也可以直接寫入程序存貯器如 EPROM 中。 C 語言程序設(shè)計 字模提取的說明與使用 用 LCD 液晶屏、 LED 點陣以及 LED 搖搖棒顯示漢字或圖形的時候，需要用取模軟件來完成將漢字或圖形轉(zhuǎn)化成一定規(guī)律的代碼的這一復(fù)雜工作。由于不同的取模軟件支持的取模規(guī)律和輸出方式不同，導(dǎo)致每種取模軟件都有一定的局限性，所以有時候你會發(fā)現(xiàn)取模軟件跟自己的硬件或軟件不匹配。本文提供了我用過的 一 種取模軟件， 這種 取模軟件綜合起來可以涵蓋所有的取模規(guī)律及輸出方式，不管是漢字、字母、圖片以及自定義圖片的取模。 取模軟件的使用步驟： 如圖 ， 設(shè)置取模規(guī)律（取模方式），需要根據(jù)具體的硬件軟件而定，比方說數(shù)據(jù)排列是從左往右還是從上到下，字節(jié)是否倒序等。 設(shè)置輸出方式，比方是 C 語言還是匯編，生成數(shù)據(jù)的格式等。 設(shè)置字體、大小，設(shè)置圖片大小等。輸出代碼。 圖 字模提取圖 12 漢字編碼 ： 在國標(biāo) GD2312— 80 中規(guī)定，所有的國標(biāo)漢字及符號分配在一個 94 行、 94 列的方陣中，方陣的每一行稱為一個“區(qū)”，編號為01 區(qū)到 94區(qū)，每一 列稱為一個“位”，編號為 01 位到 94 位，方陣中的每一個漢字和符號所在的區(qū)號和位號組合在一起形成的四個阿拉伯?dāng)?shù)字就是它們的“區(qū)位碼”。區(qū)位碼的前兩位是它的區(qū)號，后兩位是它的位號。用區(qū)位碼就可以唯一地確定一個漢字或符號，反過來說，任何一個漢字或符號也都對應(yīng)著一個唯一的區(qū)位碼。漢字“母”字的區(qū)位碼是 3624，表明它在方陣的 36 區(qū) 24 位，問號“ ?”的區(qū)位碼為 0331，則它在 03 區(qū) 3l位。 2. 機(jī)內(nèi)