【正文】 signer 中文版電路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)教程 ．北京：清華大學(xué)出版社， 2021 年 4 月 [2]倪曉軍，章韻 ． 單片機(jī)原理與接口技術(shù)教程 ．北京：電子工業(yè)出版社， 2021年 9 月 [3]張義和 ． Altium Designer 完全電路設(shè)計(jì) ．北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 ，2021 年 2 月 [4]彭偉． 單片機(jī) C 語言程序設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn) 100 例 :基于 8051+Proteus 仿真．北京：電子工業(yè)出版社， 2021 年 6 月 [5]潘曉寧．單片機(jī)程序設(shè)計(jì)實(shí)踐教程．北京：清華大學(xué)出版， 2021 年 8月 [6]楊居義．單片機(jī)原理與工程應(yīng)用．北京：清華大學(xué)出版社， 2021 年 1月 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 33 附錄 附錄一 16ｘ 16 的點(diǎn)陣 顯示屏的硬件 PROTUES 仿真 圖 附錄二 程序代碼 include include define uchar unsigned char define uint unsigned int 基于 AVR 單片機(jī)的點(diǎn)陣屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 34 pragma data:code const uchar table[][2]= {//西 [16*16]下上列排 0x02,0x00,0xF2,0x7F,0x12,0x28,0x12,0x24, 0x12,0x22,0xFE,0x21,0x12,0x20,0x12,0x20, 0x12,0x20,0xFE,0x21,0x12,0x21,0x12,0x22, 0x12,0x22,0xF2,0x7F,0x02,0x00,0x02,0x00, //安 [16*16]下上列排 0x80,0x80,0x90,0x80,0x8C,0x80,0x84,0x40, 0x80,0x47,0xF4,0x28,0xA5,0x28,0x86,0x10, 0x84,0x28,0x84,0x24,0x84,0x43,0x84,0xC0, 0x94,0x40,0x8B,0x00,0x84,0x00,0x00,0x00, //理 [16*16]下上列排 0x44,0x10,0x44,0x10,0xFC,0x0F,0x44,0x08, 0x44,0x48,0x00,0x40,0xFE,0x45,0x92,0x44, 0x92,0x44,0xFE,0x7F,0x92,0x44,0x92,0x44, 0x92,0x44,0xFE,0x45,0x00,0x40,0x00,0x00, //工 [16*16]下上列排 0x00,0x20,0x00,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20, 0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0xFE,0x3F, 0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20,0x02,0x20, 0x02,0x20,0x02,0x20,0x00,0x20,0x00,0x00, //大 [16*16]下上列排 0x20,0x00,0x20,0x80,0x20,0x40,0x20,0x20, 0x20,0x10,0x20,0x0C,0xA0,0x03,0x7F,0x00, 0xB0,0x01,0x20,0x06,0x20,0x08,0x20,0x30, 0x20,0x60,0x20,0xC0,0x20,0x40,0x00,0x00, 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 35 //學(xué) [16*16]下上列排 0x40,0x00,0x30,0x02,0x10,0x02,0x12,0x02, 0x5C,0x02,0x54,0x02,0x50,0x42,0x51,0x82, 0x5E,0x7F,0xD4,0x02,0x50,0x02,0x18,0x02, 0x57,0x02,0x32,0x02,0x10,0x02,0x00,0x00, //自 [16*16]下上列排 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF8,0xFF, 0x48,0x44,0x48,0x44,0x4C,0x44,0x4B,0x44, 0x4A,0x44,0x48,0x44,0x48,0x44,0x48,0x44, 0xF8,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, //動(dòng) [16*16]下上列排 0x20,0x08,0x24,0x1C,0x24,0x0B,0xE4,0x08, 0x24,0x0B,0x24,0x05,0x24,0x4E,0x20,0x24, 0x10,0x10,0x10,0x0B,0xFF,0x03,0x10,0x20, 0x10,0x40,0xF0,0x3F,0x00,0x00,0x00,0x00}。從課題的立項(xiàng)、選題到課題的開發(fā)與研究，再到本論文的撰寫到定稿的每一步工作都傾注著王老師的心血和汗水， 同時(shí)得到同學(xué)們相助，并提供了大量的資料。 總體來說這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)很成功，達(dá)到了預(yù)想的目的：學(xué)到了知識(shí)，提高了能力，完成了任務(wù)。 在運(yùn)用 Protel 時(shí)要格外小心， 例如在畫 PCB 電路板的時(shí)候，要注意基本的布板原則。 二，本文設(shè)計(jì)的 LED 顯示屏能夠?qū)崿F(xiàn)在目測條件下 LED 顯示屏各點(diǎn)亮度均勻、充足，可顯示圖形和文字，顯示圖形和文字應(yīng)穩(wěn)定、清晰無串?dāng)_。本系統(tǒng)具有硬件少，結(jié)構(gòu)簡單，容易實(shí)現(xiàn)，性能穩(wěn)定可靠，成本低等特點(diǎn)。但是，在實(shí)際寫 入 Atmega16 中， LED 顯示屏出現(xiàn)各種各樣的 亂碼，通過再次認(rèn)真仔細(xì)分析多次修改程序后，程序能夠正常運(yùn)行。在對(duì)各個(gè)硬件模塊進(jìn)行測試時(shí)，要保證軟件正確的情況下去測試硬件，要不然發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，不知道到底是哪一方出錯(cuò)了。對(duì)單片機(jī)設(shè)置完畢后就可以開始仿真了。配合系統(tǒng)配置 的虛擬邏輯分析儀、示波器等， Proteus 建立了完備的電子設(shè)計(jì)開發(fā)環(huán)境。 功能特點(diǎn) Proteus 軟件具有其它 EDA 工具軟件（例： multisim）的功能。 對(duì)于總體執(zhí)行效果的調(diào)試方法，只需要執(zhí)行 debug 菜單下的 execute菜單項(xiàng)或 F12 快捷鍵啟動(dòng)執(zhí)行，用 debug 菜單下的 pause animation 菜單項(xiàng)或 pause 鍵暫停系統(tǒng)的運(yùn)行；或用 debug 菜單下的 stop animation 菜單項(xiàng)或 shiftbreak 組合鍵停止系統(tǒng)的運(yùn)行。通過工具欄中的 p(從庫中選擇元件命令 )命令，在 pick devices 窗口中選擇基于 AVR 單片機(jī)的點(diǎn)陣屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 26 電路所需的元件，放置元件并調(diào)整其相對(duì)位置，元件參數(shù)設(shè)置，元器件間連線，編寫程序；在 source 菜單的 Definecode generation tools 菜單命令下，選擇程序編譯的工具、路徑、擴(kuò)展名等項(xiàng)目；在 source 菜單的Add/removesource files 命令下，加入單片機(jī)硬件電路的對(duì)應(yīng)程序；通過debug 菜單的相應(yīng)命令仿真程序和電路的運(yùn)行情況。因此在仿真和程序調(diào)試時(shí)，關(guān)心的不再是某些語句執(zhí)行時(shí)單片機(jī)寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容的改變，而是從工程的角度直接看程序運(yùn)行和電路工作的過程和結(jié)果。 Proteus 是世界上著名的EDA 工具 (仿真軟件 )，從原理圖布圖、代碼調(diào)試到單片機(jī)與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到 PCB設(shè)計(jì)，真正實(shí)現(xiàn)了從概念到產(chǎn)品的完整設(shè)計(jì)。 N Y 圖 31 軟件流程框圖 開始 初始化系統(tǒng) 串口初始化 配置中斷 打開中斷 調(diào)研顯示子函數(shù) 調(diào)用移位函數(shù) 判斷是否接收到末字節(jié) 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 25 第四章 軟件仿真 Protues 軟件介紹 PROTUES 仿真 Proteus 軟件 是英國 Labcenter electronics 公司出版的 EDA 工具軟件 。 ④ 2*R3+(1+2*R5)*R3 RET 2 上面 這個(gè)子程序共有 四 條指令，現(xiàn)在分別就每一條指令 被執(zhí)行的次數(shù)和所耗時(shí)間進(jìn)行分析。 程序中延時(shí)程序的計(jì)算，如下例所示： MOV R3,200。 （ 3） 循環(huán)轉(zhuǎn)移指令 DJNZ 循環(huán)轉(zhuǎn)移指令功能是將第一個(gè)數(shù)進(jìn)行減 1 并判斷是否為 0，不為 0 則轉(zhuǎn)移到指定地點(diǎn)；為 0 則往下執(zhí)行。 了解以上概念后，那么可以依據(jù)單片機(jī)器件手冊中 Atmega16 的指令執(zhí)行周期和 其 所用晶振頻率來完成需要精確延時(shí)時(shí)間的延時(shí)程序。 在 Atmega16 大多數(shù)指令執(zhí)行時(shí)間為單個(gè)時(shí)鐘周期 （執(zhí)行這條指令只需一個(gè)機(jī)器周期） , 也就是說，如果 Atmega16 單片機(jī)采用的是 12MHz 晶振，那么它執(zhí)行一條指令一般只需 1~2 微秒的時(shí)間；如果采用的是 6MHz 晶振，執(zhí)行一條指令一般就需 2~4 微秒的時(shí)間。由于其先進(jìn)的指令集以及單時(shí)鐘周期指令執(zhí)行時(shí)間， ATmega16 的數(shù)據(jù)吞吐率高達(dá) 1 MIPS/MHz，從而可以緩減系統(tǒng)在功耗和處理速度之間的矛盾。例如在 本設(shè)計(jì) 中， 行向的掃描要控制每行的掃描時(shí)間，還有所有的字移動(dòng)有一定的時(shí)間間隔，而在所有的字移動(dòng)一遍結(jié)束的一瞬間到下一遍移動(dòng)開始的一瞬間要有延時(shí)，這時(shí) 的延時(shí)可以和移動(dòng)的時(shí)間相同以保持移動(dòng)的連貫性，也可以不同作為每次從頭開始的停頓，在上述 就可以通過延時(shí)程序來完成。輸出的 低 態(tài) 掃描信號(hào)可直接接到 PNP 晶體管的基極，如果太大的話也可以先經(jīng)過限流電阻再接到 PNP 晶體管的基極，信號(hào)最后經(jīng)過晶體管的放大后即可推動(dòng) 16 個(gè) LED 點(diǎn)陣了。如 下圖 215 所 示。 所要的顯示信號(hào)連接到一個(gè) PNP 晶體管的基極，而該晶體管的射極連接到 VCC，同樣的，當(dāng)?shù)蛻B(tài)的顯示信號(hào)輸入時(shí)，晶體管的集電極電流將流入行 LED 的陽極，即可點(diǎn)亮該行的 LED。 圖 214 所示是針對(duì)共陰性 LED 陣列而設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路，在這種驅(qū)動(dòng)電路采用 低 態(tài)掃描，也就是任何時(shí)間只有一個(gè)高態(tài)信號(hào)，其他則為低態(tài)。 因此，很難直接高態(tài)驅(qū)動(dòng) LED。 方法 2：數(shù)組數(shù)據(jù)“循環(huán)左移法”。第 2 次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第 2~17 個(gè)額數(shù)據(jù)（第 17 個(gè)數(shù)據(jù)與地 1個(gè)數(shù)據(jù)同），分別送列碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這 16 個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用行碼輸出口輸出行碼，仍分別控制地 1~16 行。調(diào)整的動(dòng)作是先將 8 個(gè)編碼根據(jù)序填入儲(chǔ)存器，例如第 1 行編碼存入 20 地址，第 2 行編碼存入 21 地址， 要進(jìn)行上移調(diào)整時(shí)，則從 20 地址數(shù)據(jù)開始，每筆數(shù)據(jù)都右移一位即可。如此，每進(jìn)行下一次的掃描，把上一次的 16 個(gè)行碼都循環(huán)右移一位，再進(jìn)行掃描就實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的向上移動(dòng)。 數(shù)據(jù)的右移與數(shù)據(jù)的左移相似，只是取碼的順序相反而已，在此就不再贅述。 (2) 行 掃描方式左移：行向組字顯示字符水平方向的左移。 原來第 1 個(gè)移到第 16個(gè)。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。 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。如此完成 16 幀畫面的掃描顯示，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 211 所示。循環(huán)一遍掃 16 幀。無論哪一種組字方法，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)。 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“ 西 ”的掃描代碼為 ： 40H,00H,4FH,FEH,48H,14H,48H,24H 48H,44H,7FH,84H,48H,04H,48H,04H, 48H,04H,7FH,84H,48H,44H,48H,44H, 48H,44H,4FH,FEH,40H,00H,00H,00H, 圖 29 點(diǎn)陣顯示原理圖 由這個(gè)原理可以看到，無論顯示何種字體或圖像，都可以用這種方法來分析出它的掃描代碼從而顯示在屏 幕上。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。一般我們使用的 16 16的點(diǎn)陣宋體字庫，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。 （ 2）豎直方向（ Y 方向）掃描，即逐行掃描方式（簡稱行掃描方式）：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）。對(duì)于列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備來說，它應(yīng)能實(shí)現(xiàn)串入并出的移位功能。對(duì)于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長，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。當(dāng)這樣輪回的速度足夠快（每秒 24 次以上），由于人眼的視覺暫留現(xiàn)象，就能看到顯示屏上穩(wěn)定的圖形。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28 所示。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