【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用中占有十分重要的地位，多年來，研究此項目的工程技術人員曾為簡化電路、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)，為這一領域的技術打開了新的天地。 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，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。 設計目的和意義 6 一、 設計意義 （一）、有利于本專業(yè)所學知識理解，通過在學校學習，學生掌握了一些信息時代生存與發(fā)展必需的信息技術基礎知識和基本技能，具備了在日常生活與學習中應用信息技術解決問題的基本態(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，整個過程學生都需要有條理地構思，這中間有猜測設想、判斷推理的抽象思維訓練，也有分析問題、解決問題、預測目標等能力的培養(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，能構成各種尺寸的顯 示屏。而在當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。現(xiàn)代社會智能化日漸普遍，使用單片機實現(xiàn)對電路的控制是時代的要求。因此基于單片機的 LED 點陣系統(tǒng)不僅在當代社會有著非常大的用途，其應用前景也十分廣闊。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、設計目的 （一）、利用 8*8LED 點陣顯示數(shù)字“畢業(yè)設計”字樣。采用 STC89C52 單片機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。通過此設計來鞏固單片機硬件系統(tǒng)的設計及軟件系統(tǒng)的編程，通過設計將平時所學知識付諸實踐，提高動手能力。 （二）、通過理論課的學習和實訓 ,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 單片機是現(xiàn)代電子技術的新興領域，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)中最為普遍的應用手段。近年來單片機技術得到了突飛猛進的發(fā)展，各種單片機開發(fā)工具層出不窮。虛擬仿真就是近年來興起的一種新型應用技術，采用虛擬仿真技術，在原理圖設計階段就可以對單片機應用設計進行評估，驗證所設計電路是否達到所要求的技術指標，還有通過改變元器件參數(shù)使整個電路性能所達到最優(yōu)化。這樣就無須多次購買 元器件及制作印刷電路板，節(jié)省了設計時間與經(jīng)費，提高了設計效率與質(zhì)量。 英國 Labcenter 公司推出的 Protues 軟件是一款極 好的單片機應用開發(fā)平臺，它以特有的虛擬仿真技術很好地解決了單片機及其外圍電路的設計和協(xié)同仿真問題，可以在沒有單片機實際硬件的條件下，利用 PC 以虛擬仿真方式實現(xiàn)單片機系統(tǒng)的軟、硬件同步仿真調(diào)試，使單片機應用系統(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 以直接用于仿真設計，極大提高了設計效率和設計水平。 Protues 軟件已有 20 多年的歷史，在國外應用較為普遍，尤其在教育界的口碑極佳。近年來 Protues 軟件被進入國內(nèi)，在多所工科院校中得到成功應用。在單片機教學中采用 Protues 軟件，使單片機的學習過程變得直觀形象，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)整個單片機系統(tǒng)的運行過程，很好地解決了長期以來困擾單片機教學過程中軟件和硬件無法很好結(jié)合的難題。 采 用 PC 進行虛擬仿真實驗要比采用單片機試驗箱更為有效，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行在線調(diào)試，可以獲得事半功倍的8 效果。學生普遍反映，在 Protues 軟件平臺上學習單片機知識，比以往單純學習書本知識更容易接受，以原理圖虛擬模型進行程序仿真調(diào)試，更容易提高單片機編程能力，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 設計以及自動布線來實現(xiàn)一個完整的電子設計系統(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，用戶可以對基于微控制器的設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)外形模型來對設計進行交互仿真。 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 設計。 PROSPICE 仿真器的一個擴展 Protues VSM:便于包括所有相關器件的基于微處理器設計的協(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、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；應用特殊模型的 DLL 界面提供有關元件庫的全部文件。 本次設計采用如圖 所示，我們采用了 AT89C51 芯片， 8x8 的 LED 顯示屏，按鍵設置各種功能，還有以按鍵控制的復位裝置，但省略了時鐘電路以及晶振電路等。 9 圖 用單片機控制 LED點陣顯示原理圖 基本功能：用單片機設計一個 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 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 性、 可讀性 、 可維護性 上有明顯的優(yōu)勢，因而易學易用。 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 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 ，您可以在關鍵的位置嵌入，使程序達到接近于匯編的工作效率。 Keil C51 標準 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 單片機軟件開發(fā)系統(tǒng)的整體結(jié)構 C51 工具包的整體結(jié)構， 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文件 （ .OBJ）。目標文件可由 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文件（ ABS）。ABS 文件由 OH51 轉(zhuǎn)換成標準的 Hex 文件，以供調(diào)試器 dScope51 或 tScope51 使用進行源代碼級調(diào)試，也可由仿真器使用直接對目標板進行調(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。 設置字體、大小，設置圖片大小等。輸出代碼。 圖 字模提取圖 12 漢字編碼 ： 在國標 GD2312— 80 中規(guī)定，所有的國標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數(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. 機內(nèi)