【導讀】本文介紹了LED點陣漢字顯示屏的設計與實現(xiàn)過程。闡述，并附加了明確的程序流程說明。顯示屏的驅(qū)動電路設計是整個系統(tǒng)的關鍵，它的質(zhì)量優(yōu)。劣直接關系到顯示的效果和系統(tǒng)的穩(wěn)定性。如何獲得最優(yōu)良的顯示效果，問題成為設計顯示屏系統(tǒng)的重點。

　　

【正文】 系統(tǒng)主程序開始以后，首先是對系統(tǒng)環(huán)境初始化，包括設置串口、定時器、中斷和端口；然后以“ 卷簾入 ”效果顯示圖形，停留約 1s； 接著向左滾動顯示“河南理工大學 電信 06 王耀磊 ”這 幾 個漢字及一個圖形，然后以“卷簾入”效果隱去圖形。由于單片機沒有停機指令，所以可以系統(tǒng)初始 化 調(diào)用顯示程序 調(diào)整數(shù)據(jù)指針 是否顯示完？ N Y 開始 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 28 設置系統(tǒng)程序不斷的循環(huán)執(zhí)行上述顯示效果。 圖 是顯示程序設計流程圖。 圖 顯示程序流程圖 單元顯示屏可以接收來自控制器（主控制電路板）或上一級顯示單元模塊傳輸下來的數(shù)據(jù)信息和命令信息，并可將這些數(shù)據(jù)信息和命令信息不經(jīng)任何變化地再傳送到下一級顯示模塊單元中，因此顯示板可擴展至更多的顯示單元，用于顯示 更多的顯示內(nèi)容。 移位數(shù)據(jù)存入存儲寄存器 Y N Y 儲存器數(shù)據(jù)移位 N 顯示 返回 RCK=1 SCK=1 開始 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 29 5 制作與調(diào)試 在本設計中，元器件的選擇、整機的安裝及調(diào)試都起到了很重要的作用。特別是元器件的選擇，這影響到硬件電路的可靠工作。再者，硬件電路的焊接及其各個元器件在整體的布局，直接影響到硬件電路的測試及檢修。因此，合理的布局及細心的工作是必不可少的。 一個單片機應用系統(tǒng)的硬件電路設計包含兩部分內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴展，即單片機內(nèi)部的功能單元，如 ROM、 RAM、 I/O、定時器 /計數(shù)器、中斷系統(tǒng)等不能滿足應用系統(tǒng)的要求時，必須在片外進行擴展，選擇適當?shù)男酒O計相應的電路。二是系 統(tǒng)的配置，即按照系統(tǒng)功能要求配置外圍設備，如鍵盤、顯示器、打印機、 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換器等，要設計合適的接口電路。 系統(tǒng)的擴展和配置應遵循以下原則： (1)盡可能選擇典型電路，并符合單片機常規(guī)用法。為硬件系統(tǒng)的標準化、模塊化打下良好的基礎。 (2)系統(tǒng)擴展與外圍設備的配置水平應充分滿足應用系統(tǒng)的功能要求，并留有適當余地，以便進行二次開發(fā)。 (3)硬件結(jié)構應結(jié)合應用軟件方案一并考慮。硬件結(jié)構與軟件方案會產(chǎn)生相互影響，考慮的原則是：軟件能實現(xiàn)的功能盡可能由軟件實殃，以簡化硬件結(jié)構。但必須注意，由軟件實現(xiàn)的 硬件功能，一般響應時間比硬件實現(xiàn)長，且占用 CPU 時間。 (4)系統(tǒng)中的相關器件要盡可能做到性能匹配。如選用 CMOS 芯片單片機構成低功耗系統(tǒng)時，系統(tǒng)中所有芯片都應盡可能選擇低功耗產(chǎn)品。 (5)單片機外圍電路較多時，必須考慮其驅(qū)動能力。驅(qū)動能力不足時，系統(tǒng)工作不可靠，可通過增設線驅(qū)動器增強驅(qū)動能力或減少芯片功耗來降低總線負載。 器件 的選擇與采購 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 30 在元件的選擇上首先我偏重于選擇比較知名公司生產(chǎn)的電子元件產(chǎn)品，它不僅在質(zhì)量上有保證，而且平時的學習過程中也都大部分學過，對此產(chǎn)品有比較多的了解，避免了 不同型號產(chǎn)品使用功能不相同而帶來的麻煩。其次我看元器件的性價比如何，有些產(chǎn)品雖然價格稍微低，但是卻用著不方便，這隊做畢業(yè)設計的同學來說無疑是潑了一盆冷水，如在單片機型號選擇上，我沒有選用 80C51 而選擇了 89S52，這是因為 80C51 不支持在線編程，遠沒有 89S52 編程方便， 89S52 只要外接ISP 現(xiàn)在線再配同相應的燒寫軟件就可以在任何一臺計算機上實現(xiàn)程序的燒寫，方便之處無可否認。 表 51 器件清單 名稱 個數(shù) AT89S52 單片機 1 8*8 點陣屏 4 74LS154 1 74HC595 2 12M 晶振 1 30p 陶瓷電容 2 10μ F 電解電容 1 常開動合按鍵 1 電阻 若干 導線 若干 芯片底座 若干 單片機的測試 讓其中的一個 I/O口變化的輸出高低電來 ,用一個 LED來觀察就 。 簡單的用 for,while 等延時就行 ,注意時間要合適 ,不然 ,太快了看不出 ,太慢了會以為沒工作 ,當然可以把其它特定的 IO 口設成高或低來驗證 。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 31 本機測試使用的測試端口是 、 測試部分程序為： P0^0=0X00。 P0^1=0X00。 Delay(1000)。 P0^0=0X01。 Delay(1000)。 本測試主要是驗證單片機 P0口輸出是否正常，把萬能表調(diào)到 DV10v檔上，把萬能表的黑表針接 ，紅表針接 ，如果單片機能正常工作，那么可以看到萬能表的指針每隔一秒鐘就會往返一次，即開始工作時，指針指向 5v，一秒鐘后指針歸位之零，然后再停留一秒鐘回到5v，如此往返，重復執(zhí)行。 經(jīng)測試 89S52 單片機沒有任何異常。 硬件及軟件的調(diào)試 在對硬件電路進行焊接前比須要對其進行軟件仿真，因此我在proteus 仿真軟件中對電路進行仿真。具體仿真結(jié)果如圖 所示 圖 仿真結(jié)果 用 對源程序進行編譯，用取模軟件進行漢字的取模。部分漢 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 32 字字模為： 0x04,0x40,0xFE,0x3F,0x08,0x10,0x08,0x00,0x48,0x80,0xE8,0x67,0x48,0x24,0x48,0x0C, 0x48,0x14,0x48,0x24,0xC8,0xE7,0x48,0x24,0x08,0x20,0x08,0x20,0x28,0x20,0x10,0x20， //河 0x00,0x01,0x04,0x01,0xFE,0xFF,0x00,0x01,0x04,0x01,0xFE,0x7F,0x24,0x48,0x44,0x44, 0xF4,0x5F,0x04,0x41,0x04,0x41,0xF4,0x5F,0x04,0x41,0x04,0x41,0x14,0x41,0x08,0x40， //南 0x08,0x00,0xFC,0x13,0x48,0xFA,0x48,0x22,0xF8,0x23,0x48,0x22,0x48,0xFA,0xF8,0x23, 0x40,0x20,0x50,0x20,0xF8,0x23,0x40,0x3C,0x40,0xE0,0x44,0x40,0xFE,0x0F,0x00,0x00， //理 0x00,0x00,0x08,0x00,0xFC,0x7F,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01, 0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x04,0x01,0xFE,0xFF,0x00,0x00,0x00,0x00， //工 我的設計硬件電路做好后一直不能正常顯示，后經(jīng)過不斷的查找問題，原來問題出在了最小系統(tǒng)上，最 小系統(tǒng)中有三出明顯的錯誤，第一個是 89S52 的 EA 端沒接高電平，因為單片機工作時要訪問內(nèi)部存儲器EA 端必須接高電平才有效，當我懸空的時候呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，所以，單片機處于停工狀態(tài)。第二個是單片機的 19 引腳也就是外接晶振的一個引腳和 20 引腳在焊接時沒注意到焊接到了一起，致使時鐘電路沒能正常工作。第三，復位電路中 RST 端外接的電容正極，和電源正極連接到一起，致使單片機開機就處于復位狀態(tài)。經(jīng)過仔細的排查和測試，終于把這些致命的低級錯誤給排查了，硬件電路才正常工作。最小系統(tǒng)和外圍電路的焊接雖然管腳比較多，但我還是成功的 完成了這項繁瑣的工作，焊接好的硬件電路如圖 所示。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 33 圖 硬件電路 在 4塊 8*8 點陣屏級聯(lián)的焊接中，由于每塊點陣屏有 24 個引腳，經(jīng)過測試得出只有 16 個是有用的，第一次焊接的時候由于管腳太多工作粗心造成了兩塊點陣屏的行列引腳共 32 個焊接錯誤，后經(jīng)軟件測試發(fā)現(xiàn)，點陣屏不能按仿真進行，出現(xiàn)了實物測試中的錯誤，仔細檢測后發(fā)現(xiàn)這個問題，重新焊接才使得 4塊 8*8 點陣屏連接正確，點陣屏的硬件焊接如圖 和 所示。 圖 點陣正面 圖 點陣背面 點陣屏背面的線路連接我采用了 8 根一排的排線設計，使用排線可以做到整體布局一致，并且焊接出來后便于后續(xù)硬件電路的檢測與線路錯誤排查。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 34 參考文獻 [1]余發(fā)山，王福忠 .單片機原理及應用技術 [M].中國礦業(yè)大學出版社， [2]零點工作室 . 精通 Protel2021 電路設計 .— 北京：電子工業(yè)出版社， [3]賈海瀛 . 數(shù)字電子技術簡明教程與實訓 [M].— 北京：機械工業(yè)出版社， [4]陳京培，徐永梅．基于 AT89S52 單片機的液晶顯示 控制電路設計[J]．現(xiàn)代電子技術， (22)： 22— 28． [5]李萍，張馳，張勃． AT89S51 單片機原理、開發(fā)與應用實例 [M]．北京：中國電力出版社， 2021． [6]單蓉，李濤 . 基于 AT89S51 芯片的電子廣告牌電路設計 [J].現(xiàn)代電子技術， 2021(20)： 196— 197。 [7] 梁純，王軍 . 基于 MCS— 51單片機的 LED 點陣圖文顯示 [J].工礦自動化 2021(6)： 90— 91。 [8]翟震，張春玲 . 用 74HC595 芯片驅(qū)動 LED 的電路設計 [J].機床與液壓 2021(12)： 151— 152。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 35 致謝 在學士論文完成之際，我衷心地感謝我的指導老師老師各個方面給予我的關懷和幫助。在我的學習和論文寫作過程中，老師始終給予了我精心的指導和熱心的幫助。同時，老師認真、嚴謹、敬業(yè)的科研態(tài)度，廣博的知識使我受益匪淺。老師在日常的學習生活中給予我中肯的建議和指導，在我畢業(yè)設計過程中乃至今后的人生道路中都始終是一種激勵。 感謝院長。他編寫的《單片機及接口電路》通俗易懂，在設計過程中，對我起了很好的指導作用。 感謝我們專業(yè)的同學，特別是我們宿舍的成員，在你們身上我學到了 不少新知識和新方法，你們在我學習和工作中提出的中肯的意見和建議使我能夠更好更快地完成課題。 河南理工大學畢業(yè)設計（論文）說明書 36