【正文】 移。 以此類推。如此完成 16 幀畫面的掃描顯示，也就完成了整個一次移動循環(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的圖像，如圖 所示。循環(huán)一遍掃 16幀。 DB 13H,0F2H,10H,04H,0FFH,0C8H,10H,30H,50H,0CCH,37H,02H,12H,1CH,00H,00H。漢字庫從該位置起的 32 字節(jié)信息記錄了該字的字模信息。這樣，本行已準備好的數(shù)據(jù)打入并行鎖存器進行顯示時，串行移位寄存器就可以準備下一行的列數(shù)據(jù)，而不會影響本行的顯示。該方法能驅(qū)動較多的 LED，控制方式較靈活，而且節(jié)省單片機的資源。 8 8 單色和雙色點陣 LED 結(jié)構(gòu)分別如下圖 和 所示。電路圖 如下： 圖 單片機復(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。 8051 的 RAM 雖然字節(jié)數(shù)不很多，但卻起著十分重要的作用。 8051 的存儲器組織結(jié)構(gòu)如圖 所示。 8051 的控制器在單片機內(nèi)部協(xié)調(diào)各 功能部件之間的數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)運算等操作，并對單片機發(fā)出若干控制信息。 RS RS0：四個通用寄存器組選擇位，該兩位的四種組合狀態(tài)用來選擇 0~3 寄存器組。 ALU 只能進行運算，運算的操作數(shù)可以事先存放到累加器 ACC或寄存器 TMP 中，運算結(jié)果可以送回 ACC 或通用寄存器或存儲單元中，累加器 ACC 也可以寫為 A。 廣告燈自動控制系統(tǒng) 5 8051 單片機的基本結(jié)構(gòu)見圖 。在整個電路當(dāng)中此控制電路部分相當(dāng)于一個上位機，它負責(zé)控制整個電路以及相應(yīng)的程序的運行、與 PC機的串行通訊、以及給屏體電路部分發(fā)送命令。 由于單片機具有體積小、重量輕、價格便宜、功耗低、控制功能強及運算速度快等特點，因而在國民經(jīng)濟建設(shè)、軍事及家用電器等不同領(lǐng)域起到了舉足輕重的作用。 方案一：由數(shù)字電路來實現(xiàn)，由移位寄存器與鎖存器對字符數(shù)據(jù)進行存儲，然后并行輸入到顯示屏，來實現(xiàn)漢字的顯示。 人們對公共傳媒質(zhì)量的要求越來越高。按照圖文運動的特點又可以分為閃爍、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等多種顯示模式。 LED 之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點分不開的。把字符內(nèi)碼存儲在空閑的單片機程序存儲器空間，使本 LED 顯示系統(tǒng)能掉電存儲1024 個字符。從 LED 材料的不斷更新，灰度控制技術(shù)的發(fā)展，真彩色圖像的展現(xiàn)；到驅(qū)動電路的靈活、高效，控制系統(tǒng)技術(shù)的提高無不體現(xiàn)了 LED 行業(yè)技術(shù)的飛躍發(fā)展。單片機的優(yōu)點是 體積小、重量輕、抗干擾能力強，對環(huán)境要求不高，價格低廉，可靠性高，靈活性好，開發(fā)較為容易?，F(xiàn)代 LED 的發(fā)展很快，很多研究領(lǐng)域非常已經(jīng)深刻，實際情況是：很多相關(guān)的知識已經(jīng)遠遠超出我們在校學(xué)生的能力范圍，所以在 此只是簡單的研究一下用單片機驅(qū)動的 LED 顯示移動的漢字。刷新太慢，動感不顯著；刷新太快了，中間過程看不清。 由于 大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，其控制系統(tǒng)已能夠取代以前利用復(fù)雜電子線路或數(shù)字電路構(gòu)成的控制系統(tǒng)，還可以軟件控制來實現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化。因為用數(shù)字電路實現(xiàn)必須要有移位寄存器與鎖存器對字符數(shù)據(jù)進行存儲，然后并行輸入到顯示屏，不但如此，而且需要很大一部分的擴展電路才能實現(xiàn)。一方面不會降低對硬件的控制能力，另一方面也不會使代碼長度增加多少。 此顯示電路采用掃描方式進行顯示時，每行有一個行驅(qū)動器，各行的同名列共用一個列驅(qū)動器。這些衍生品是在基本型基礎(chǔ)上增強了各種功能的產(chǎn)品。 PSW 的格式如下所示，其各位的含義是： 廣告燈自動控制系統(tǒng) 6 CY：進位標志。當(dāng)無符號 數(shù)乘法結(jié)果超過 255 時，或當(dāng)無符號數(shù)除法的除數(shù)為 0 時 OV=1，否則 OV=0。這種結(jié)構(gòu)與通用微機的存儲器結(jié)構(gòu)不同，一般微機只有一個存儲器邏輯空間，可隨意安排 ROM 或 RAM，訪存時用同一種指令，這 種結(jié)構(gòu)稱為普林斯頓型。 CPU 的控制器專門提供一個控制信號 EA用來區(qū)分內(nèi)部 ROM 和外部 ROM 的公用地址區(qū)：當(dāng) EA 接高電平時，單片機從片內(nèi) ROM 的 4K 字節(jié)存儲器區(qū)取指令，而當(dāng)指令地址超過 0FFFH 后，就自動的轉(zhuǎn)向片外 ROM 取指令。對于 8051 安排了 21 個特殊功能寄存器，每個寄存器為 8位，所以實際上 128 個字節(jié)并沒有全部利用。本設(shè)計是一種實用的漢字顯示屏的制作，制作的是點陣。為了降低成本，使用了四塊 8 8的 LED 點陣發(fā)光管的模塊， 組成了一個 16 16的 LED 點陣顯示屏，如圖 所示。對于串行傳輸方式來說，列數(shù)據(jù)準備時間可能相當(dāng)長，在行掃描周期確定的情況下，留給行顯示的時間就太少了，以致影響到 LED 的亮度。 （ 2）豎直方向（ Y方向）掃描，即逐行掃描方式（簡稱行掃描方式）：此時用一個 P口輸出決定哪一行能亮（相當(dāng)于位碼），另一個 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）。一般我們把它分解成上部分和下部分，上部分由 8*16 的點陣組成，下部分也由 8*16 的點陣組成。要顯示一個字符，該字符的點陣數(shù)據(jù)可以列向（縱向） 16 點組字，又可以行向（橫向） 16 點組字。第 3次掃描從點陣數(shù)組中取第 3~18 個數(shù)據(jù)（第 18 個數(shù)據(jù)碼與地2 個數(shù)據(jù)碼相同）掃描 如圖 所示，首先掃描第一個字型，同樣是 16 行，16 次掃描， 16 次顯示；完成一個字型的掃描以后，再掃描第二個字型；完成第二個字 型的掃描之后，再掃描第三個字型 這個調(diào)整動作時先將 16個編碼根據(jù)序填入存儲器，例如第 1行編碼存入 20H,第二行編碼存入 21H第二，不用子程序，而是用變量判斷控制實現(xiàn)數(shù)組 數(shù)據(jù)的循環(huán)左移。由于是列向組字（上高下低），掃描完成這 16 個數(shù)據(jù)后，第 2 次掃描的 16 個數(shù)據(jù)，應(yīng)將原來的第 1 次掃描的 16 個行碼每一個都循環(huán)右移一位，使顯示的點都上移一行（如果是顯示向下滾動則應(yīng)循環(huán) 左移），再進行掃描。 以此類推，即可產(chǎn)生該文字向上移動的感覺 當(dāng)把第一個字型編碼中，每行顯示的數(shù)據(jù)都右移一位，以產(chǎn)生第二個字型編碼，即可產(chǎn)生字符向上滾動的感覺。 LED 陣列驅(qū)動電路 正向點亮一顆 LED，至少也得 10到 20 毫安，若電流不夠大，則 LED 不夠亮！而不管是 8051 的輸入還是輸出端其高態(tài)輸出電流都不是很高，不過 1～ 2 毫安而已。常用的2N3904 之類就可以達到當(dāng)?shù)蛻B(tài)的列掃描信號輸入晶體管的基極后，該晶體管即為正向，而產(chǎn)生電流，即可使該列的 LED 具有點亮的條件 所要的顯示信號連接到一個 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)的顯示信號輸入時，晶體管的集電極電流將流入行 LED 的陽極，即可點亮該行的 LED。 廣告燈自動控制系統(tǒng) 21 第四章 軟件設(shè)計 單片機延時子程序 延時程序在單片機編程中使用非常廣泛 ,也很重要，在本畢業(yè)設(shè)計的程序中用到了延時子程序，所以在此詳細的敘述一下。也就是說，如果 51 單片機采用的是 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 微秒的時間。 如： MOV R7， 80H ；將數(shù)據(jù) 80H 送到寄存器 R7，這時寄存器 R7 里面存放著 80H，就單這條 指令而言并沒有任何實際意義，而執(zhí)行該指 令則需要一個機器周期。 下面是本設(shè)計的程序中延時程序的計算： MOV R3,200。程序接著向下運行，定義了取碼指針的位置，設(shè)為 00H 的初始位置，再下面的 74LS154 掃描指針的初值設(shè)為 00H，是因為掃描要從開始的零點開始掃。 當(dāng)字型向左移動一位的時候，取碼指針應(yīng)在先加 2 再進行下一個字型的取碼，因為本設(shè)計每 1 列的碼為 2 個。 顯示效果：開始停 秒 ,顯示向左移動的紅色字 “ XXXX” ,移動的速度為每 秒移動一下，到左后一個字。 調(diào)試 調(diào)試主要分為硬件調(diào)試和軟件調(diào)試： 硬件調(diào)試：在焊接電路板的時候，應(yīng)該從最基本的最小系統(tǒng)開始，分模塊，逐個進行焊接測試。圖形或文字顯示有靜廣告燈自動控制系統(tǒng) 27 止、移入移出等顯示方式。 四，在這次畢業(yè)設(shè)計的過程中學(xué)會了 Protel 的基本使用，感到 Protel 對應(yīng)用電子專業(yè)的同學(xué)來說是一門很有用的課程。 廣告燈自動控制系統(tǒng) 28 致謝 經(jīng)過一個月的努力，畢業(yè)設(shè)計終于完成了，在此期間，學(xué)到了很多有用的知識，把理論知識運用到實踐中，積累了寶貴的經(jīng)驗。 2020 年第六期 :1213 頁 . 廣告燈自動控制系統(tǒng) 29 [9] 楊延寧 ,劉立軍 , 基于 Proteus 的單片機漢字點陣顯示電路設(shè)計 [A] CHINESE JOURNAL OF LIQUID CRYSTALS AND DISPLAYS. 液晶與顯示 [C]. 西北大學(xué) ,光子學(xué)與光子技術(shù)研究所 : ZHANG 頁 . [10] 郭兆正 LED 點陣顯示屏的設(shè)計 [A].何利明 .單片機應(yīng)用技術(shù)選編 [C]遼寧 :渤海大學(xué)學(xué)報 :郭兆正 .2020,3537 頁 [11] Grantham K. H. Pang ,ChiHo Chan ,Thomas T. O. Kwan. Tricolor lightemitting diode dot matrix display system withaudio output[J]. IEEE Transactions on Industry Applications,2020,37:11 [12] KATSUSHIRO IIO ,SHINYA KONDOH . A Memorable and Flexible Dot Matrix Type Display Using Ferroelectric Liquid Crystals[J]. Ferroelectrics ,2020,365:1112. 廣告燈自動控制系統(tǒng) 30 附錄 附錄 A 程序代碼 ORG 0000H。 MOVE:MOV 20H,00。//輸出至 P1 掃描列 SJMP M4。//取下一個碼 MOV A,R0。//到 TABLE 取上半部數(shù)據(jù)碼 SETB 。//每屏一個字， 16 個數(shù)據(jù)碼 MOV R0,20H。//顯示信號輸出到 P2 口 MOV R3,200。使我明確了以后的方向，樹立了良好的價值觀，在這里學(xué)到的一切都使我終身受益。 六，存在問題：沒有考慮仿真軟件是一個理想的仿真環(huán)境，而實際連接的電路板會由于譬如連接不當(dāng)，相鄰器件間的干擾等等的問題導(dǎo)致在仿真軟件中能良好運行的程序，出現(xiàn)顯示問題，經(jīng)過排查和合理的器件擺放焊接，問題解決。并證實了自己 的思路： “ 查資料 → 思考總結(jié)→ 運用 → 找出差錯，再查資料和向別人詢問 → 再次運用 ” 的正確性。剛剛開始，編寫不會一次性通過，經(jīng)過仔細分析修改最后編譯成功。在 Proteus ISIS 中，選中AT89C51 并單擊鼠標左鍵，對 AT89C51 進行設(shè)置，設(shè)置單片機時鐘頻率為 12MHz，按照正確的文件路徑加載 .HEX 文件。 JMP START。 廣告燈自動控制系統(tǒng) 24 DJNZ R3,$。 ④ 2*R3+(1+2*R5)*R3 RET 2 上面這個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)和所耗時間進行分析。這條指令需要 2個機器周期。 廣告燈自動控制系統(tǒng) 22 MCS51 單片機的指令有單字節(jié)、雙字節(jié)和三字節(jié)的，它們的指令周期不盡相同，一個單周期指令包含一個機器周期，即 12個時鐘周期，所以一條單周期指令被執(zhí)行所占時間為 12（ 1/12020000） =1μ s。 1. 機器周期和指令周期 （ 1）機器周期是指單片機完成一個基本操作所花費的時間，一般使用微秒來計量單片機的運行速度， 51 單片機的一個機器周期包括 12 個時鐘振蕩周期，也就是說如果 51 單片機采用 12MHz 晶振，那么執(zhí)行一個機器周期就只需要 1μ s；如果采用的是 6MHz 的晶振，那么執(zhí)行一個機器周期就需要 2 μ s。 圖 16 16 的點陣驅(qū)動圖 這時候就需要靠鎖存器（ 74LS373）將這兩組顯示信號鎖住，此處的鎖存器是以低態(tài)輸出的，其輸出的電壓可達 24 毫安，足以驅(qū)動一個 LED；若嫌不足，可以選用 74A373 其輸出的電壓可達48 毫安，當(dāng) 74LS373 得 G腳為高態(tài)時，數(shù)據(jù) 可以從輸入端傳輸?shù)芥i存器中； G 腳為低態(tài)時，數(shù)據(jù)被鎖住，不會隨輸入端而變。下面針對設(shè)計中實際用到的一種驅(qū)動方式介紹一種：共陰型低態(tài)掃描 低態(tài)顯示信號驅(qū)動電路。 如此就實現(xiàn)了字 符的向上移動。如果是行向組字，希望顯示向上移動的一個字符，第 1 次掃描從列碼的點陣數(shù)組中取第 1~16 個數(shù)據(jù)，送列碼輸出口，對應(yīng)于這 8 個數(shù)據(jù)，同時用行碼輸出口輸出行碼，分別控制掃描第 1~16 行。如此，每進行下一次掃描，把上一次掃描的 16 個列碼都循環(huán)右移一位，再 進行掃描。 方法 2：數(shù)組數(shù)據(jù) “ 循環(huán)左移