【正文】 //取下一個(gè)碼 MOV A,R0。//到 TABLE 取上半部數(shù)據(jù)碼 SETB 。//輸出至 P1 掃描列 SJMP M4。//每屏一個(gè)字， 16 個(gè)數(shù)據(jù)碼 MOV R0,20H。 MOVE:MOV 20H,00。//顯示信號(hào)輸出到 P2 口 MOV R3,200。 2020 年第六期 :1213 頁(yè) . 廣告燈自動(dòng)控制系統(tǒng) 29 [9] 楊延寧 ,劉立軍 , 基于 Proteus 的單片機(jī)漢字點(diǎn)陣顯示電路設(shè)計(jì) [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(yè) . [10] 郭兆正 LED 點(diǎn)陣顯示屏的設(shè)計(jì) [A].何利明 .單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編 [C]遼寧 :渤海大學(xué)學(xué)報(bào) :郭兆正 .2020,3537 頁(yè) [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(dòng)控制系統(tǒng) 30 附錄 附錄 A 程序代碼 ORG 0000H。使我明確了以后的方向，樹(shù)立了良好的價(jià)值觀，在這里學(xué)到的一切都使我終身受益。 廣告燈自動(dòng)控制系統(tǒng) 28 致謝 經(jīng)過(guò)一個(gè)月的努力，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成了，在此期間，學(xué)到了很多有用的知識(shí)，把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中，積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 六，存在問(wèn)題：沒(méi)有考慮仿真軟件是一個(gè)理想的仿真環(huán)境，而實(shí)際連接的電路板會(huì)由于譬如連接不當(dāng)，相鄰器件間的干擾等等的問(wèn)題導(dǎo)致在仿真軟件中能良好運(yùn)行的程序，出現(xiàn)顯示問(wèn)題，經(jīng)過(guò)排查和合理的器件擺放焊接，問(wèn)題解決。 四，在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中學(xué)會(huì)了 Protel 的基本使用，感到 Protel 對(duì)應(yīng)用電子專業(yè)的同學(xué)來(lái)說(shuō)是一門(mén)很有用的課程。并證實(shí)了自己 的思路： “ 查資料 → 思考總結(jié)→ 運(yùn)用 → 找出差錯(cuò)，再查資料和向別人詢問(wèn) → 再次運(yùn)用 ” 的正確性。圖形或文字顯示有靜廣告燈自動(dòng)控制系統(tǒng) 27 止、移入移出等顯示方式。剛剛開(kāi)始，編寫(xiě)不會(huì)一次性通過(guò)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析修改最后編譯成功。 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(shí)候，應(yīng)該從最基本的最小系統(tǒng)開(kāi)始，分模塊，逐個(gè)進(jìn)行焊接測(cè)試。在 Proteus ISIS 中，選中AT89C51 并單擊鼠標(biāo)左鍵，對(duì) AT89C51 進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置單片機(jī)時(shí)鐘頻率為 12MHz，按照正確的文件路徑加載 .HEX 文件。 顯示效果：開(kāi)始停 秒 ,顯示向左移動(dòng)的紅色字 “ XXXX” ,移動(dòng)的速度為每 秒移動(dòng)一下，到左后一個(gè)字。 JMP START。 當(dāng)字型向左移動(dòng)一位的時(shí)候，取碼指針應(yīng)在先加 2 再進(jìn)行下一個(gè)字型的取碼，因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)每 1 列的碼為 2 個(gè)。 廣告燈自動(dòng)控制系統(tǒng) 24 DJNZ R3,$。程序接著向下運(yùn)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?yàn)閽呙枰獜拈_(kāi)始的零點(diǎn)開(kāi)始掃。 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。 下面是本設(shè)計(jì)的程序中延時(shí)程序的計(jì)算： MOV R3,200。這條指令需要 2個(gè)機(jī)器周期。 如： MOV R7， 80H ；將數(shù)據(jù) 80H 送到寄存器 R7，這時(shí)寄存器 R7 里面存放著 80H，就單這條 指令而言并沒(méi)有任何實(shí)際意義，而執(zhí)行該指 令則需要一個(gè)機(jī)器周期。 廣告燈自動(dòng)控制系統(tǒng) 22 MCS51 單片機(jī)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(gè)單周期指令包含一個(gè)機(jī)器周期，即 12個(gè)時(shí)鐘周期，所以一條單周期指令被執(zhí)行所占時(shí)間為 12（ 1/12020000） =1μ s。也就是說(shuō)，如果 51 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。 1. 機(jī)器周期和指令周期 （ 1）機(jī)器周期是指單片機(jī)完成一個(gè)基本操作所花費(fèi)的時(shí)間，一般使用微秒來(lái)計(jì)量單片機(jī)的運(yùn)行速度， 51 單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期包括 12 個(gè)時(shí)鐘振蕩周期，也就是說(shuō)如果 51 單片機(jī)采用 12MHz 晶振，那么執(zhí)行一個(gè)機(jī)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(gè)機(jī)器周期就需要 2 μ s。 廣告燈自動(dòng)控制系統(tǒng) 21 第四章 軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)延時(shí)子程序 延時(shí)程序在單片機(jī)編程中使用非常廣泛 ,也很重要，在本畢業(yè)設(shè)計(jì)的程序中用到了延時(shí)子程序，所以在此詳細(xì)的敘述一下。 圖 16 16 的點(diǎn)陣驅(qū)動(dòng)圖 這時(shí)候就需要靠鎖存器（ 74LS373）將這兩組顯示信號(hào)鎖住，此處的鎖存器是以低態(tài)輸出的，其輸出的電壓可達(dá) 24 毫安，足以驅(qū)動(dòng)一個(gè) LED；若嫌不足，可以選用 74A373 其輸出的電壓可達(dá)48 毫安，當(dāng) 74LS373 得 G腳為高態(tài)時(shí)，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(shí)，數(shù)據(jù)被鎖住，不會(huì)隨輸入端而變。常用的2N3904 之類就可以達(dá)到當(dāng)?shù)蛻B(tài)的列掃描信號(hào)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(diǎn)亮的條件 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(yáng)極，即可點(diǎn)亮該行的 LED。下面針對(duì)設(shè)計(jì)中實(shí)際用到的一種驅(qū)動(dòng)方式介紹一種：共陰型低態(tài)掃描 低態(tài)顯示信號(hào)驅(qū)動(dòng)電路。 LED 陣列驅(qū)動(dòng)電路 正向點(diǎn)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(guò) 1～ 2 毫安而已。 如此就實(shí)現(xiàn)了字 符的向上移動(dòng)。如果是行向組字，希望顯示向上移動(dòng)的一個(gè)字符，第 1 次掃描從列碼的點(diǎn)陣數(shù)組中取第 1~16 個(gè)數(shù)據(jù)，送列碼輸出口，對(duì)應(yīng)于這 8 個(gè)數(shù)據(jù)，同時(shí)用行碼輸出口輸出行碼，分別控制掃描第 1~16 行。 以此類推，即可產(chǎn)生該文字向上移動(dòng)的感覺(jué) 當(dāng)把第一個(gè)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(gè)字型編碼，即可產(chǎn)生字符向上滾動(dòng)的感覺(jué)。由于是列向組字（上高下低），掃描完成這 16 個(gè)數(shù)據(jù)后，第 2 次掃描的 16 個(gè)數(shù)據(jù)，應(yīng)將原來(lái)的第 1 次掃描的 16 個(gè)行碼每一個(gè)都循環(huán)右移一位，使顯示的點(diǎn)都上移一行（如果是顯示向下滾動(dòng)則應(yīng)循環(huán) 左移），再進(jìn)行掃描。如此，每進(jìn)行下一次掃描，把上一次掃描的 16 個(gè)列碼都循環(huán)右移一位，再 進(jìn)行掃描。第二，不用子程序，而是用變量判斷控制實(shí)現(xiàn)數(shù)組 數(shù)據(jù)的循環(huán)左移。 方法 2：數(shù)組數(shù)據(jù) “ 循環(huán)左移法 ” （適合用 C 語(yǔ)言編寫(xiě)，在此僅作了解）。這個(gè)調(diào)整動(dòng)作時(shí)先將 16個(gè)編碼根據(jù)序填入存儲(chǔ)器，例如第 1行編碼存入 20H,第二行編碼存入 21H如圖 所示，首先掃描第一個(gè)字型，同樣是 16 行，16 次掃描， 16 次顯示；完成一個(gè)字型的掃描以后，再掃描第二個(gè)字型；完成第二個(gè)字 型的掃描之后，再掃描第三個(gè)字型 第 3次掃描從點(diǎn)陣數(shù)組中取第 3~18 個(gè)數(shù)據(jù)（第 18 個(gè)數(shù)據(jù)碼與地2 個(gè)數(shù)據(jù)碼相同）掃描 ；這樣每掃描完一幀 使方框右移一列，最后第 16 次（第 16幀）時(shí)，罩住左邊數(shù)起的第 16 列開(kāi)始的 16列，就掃描顯示這 16 列。每掃描儀幀取 8 個(gè)數(shù)據(jù)顯示，下一幀取數(shù)要在數(shù)組中后移一個(gè)數(shù)取數(shù)。要顯示一個(gè)字符，該字符的點(diǎn)陣數(shù)據(jù)可以列向（縱向） 16 點(diǎn)組字，又可以行向（橫向） 16 點(diǎn)組字。 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 “ 城 ” 的掃描代碼為 ： DB 08H,20H,08H,30H,0FFH,0E0H,08H,42H,08H,4CH,1FH,0F0H,12H,10H,12H,1AH。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(kù)，即所謂的 16 16，是每一個(gè)漢廣告燈自動(dòng)控制系統(tǒng) 12 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(jiǎn)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(lái)說(shuō)，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(lái)說(shuō)，列數(shù)據(jù)準(zhǔn)備時(shí)間可能相當(dāng)長(zhǎng)，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(jué)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 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。本設(shè)計(jì)是一種實(shí)用的漢字顯示屏的制作，制作的是點(diǎn)陣。 復(fù)位的實(shí)現(xiàn)通常用 2種方式 : 開(kāi)機(jī)上電復(fù)位和外部手動(dòng)復(fù)位，本設(shè)計(jì)用的是外部手動(dòng)復(fù)位。對(duì)于 8051 安排了 21 個(gè)特殊功能寄存器，每個(gè)寄存器為 8位，所以實(shí)際上 128 個(gè)字節(jié)并沒(méi)有全部利用。用戶程序不應(yīng)進(jìn)入上述區(qū)域。 CPU 的控制器專門(mén)提供一個(gè)控制信號(hào) EA用來(lái)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(shí)，單片機(jī)從片內(nèi) ROM 的 4K 字節(jié)存儲(chǔ)器區(qū)取指令，而當(dāng)指令地址超過(guò) 0FFFH 后，就自動(dòng)的轉(zhuǎn)向片外 ROM 取指令。也就是最多可以在外部擴(kuò)展 2*64KB 存儲(chǔ)器。這種結(jié)構(gòu)與通用微機(jī)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)不同，一般微機(jī)只有一個(gè)存儲(chǔ)器邏輯空間，可隨意安排 ROM 或 RAM，訪存時(shí)用同一種指令，這 種結(jié)構(gòu)稱為普林斯頓型。 單片機(jī)是程序控制式計(jì)算機(jī)，即它的運(yùn)行過(guò)程是在程序控制下逐條執(zhí)行程序指令的過(guò)程：從程序存儲(chǔ)器中取出指令送指令存儲(chǔ)器 IR，然后指令譯碼器 ID進(jìn)行譯碼，譯碼產(chǎn)生一系列符合定時(shí)要求的微操作信號(hào)，用以控制單片機(jī)的各部分動(dòng)作。當(dāng)無(wú)符號(hào) 數(shù)乘法結(jié)果超過(guò) 255 時(shí)，或當(dāng)無(wú)符號(hào)數(shù)除法的除數(shù)為 0 時(shí) OV=1，否則 OV=0。 F0：用戶可設(shè)定的標(biāo)志位，可置位 /復(fù)位，也可供測(cè)試。 PSW 的格式如下所示，其各位的含義是： 廣告燈自動(dòng)控制系統(tǒng) 6 CY：進(jìn)位標(biāo)志。 算術(shù)邏輯單元 ALU 能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算；“與”、“或”、“異或”等邏輯運(yùn)算以及位操作運(yùn)算。這些衍生品是在基本型基礎(chǔ)上增強(qiáng)了各種功能的產(chǎn)品。 圖 點(diǎn)陣顯示的總體框圖 51 系列單片機(jī)簡(jiǎn)介 單片機(jī)（ Microcontroller，又稱微處理器）是在一塊硅片上集成了各種部件的微型機(jī) ，這些部件包括中央處理器 CPU、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 RAM、程序存儲(chǔ)器 ROM、定時(shí)器 /計(jì)數(shù)器和多種 I/O 接口電路。 此顯示電路采用掃描方式進(jìn)行顯示時(shí)，每行有一個(gè)行驅(qū)動(dòng)器，各行的同名列共用一個(gè)列驅(qū)動(dòng)器?？刂齐娐凡糠职ㄒ粋€(gè) 51CUP 和一些外圍電路。一方面不會(huì)降低對(duì)硬件的控制能力，另一方面也不會(huì)使代碼長(zhǎng)度增加多少。 本文是基于單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因?yàn)橛脭?shù)字電路實(shí)現(xiàn)必須要有移位寄存器與鎖存器對(duì)字符數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，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(kuò)展電路才能實(shí)現(xiàn)。 廣告燈自動(dòng)控制系統(tǒng) 3 第二章 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案 方案選定 本文主要講述的是 “ LED 點(diǎn)陣字符顯示電路 ” ，本課題的實(shí)現(xiàn)主要有兩種方案。 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(lái)實(shí)現(xiàn)，并能夠?qū)崿F(xiàn)智能化。 LED 顯示屏的設(shè)計(jì)背景 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 社會(huì)不斷的進(jìn)步， 電子事業(yè)也有著突飛猛進(jìn)的改革。刷新太慢，動(dòng)感不顯著；刷新太快了，中間過(guò)程看不清。與靜態(tài)顯示模式相對(duì)應(yīng)，就有各種動(dòng)態(tài)顯示模式，它們所顯示的圖文都是能夠動(dòng)的?，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(shí)際情況是：很多相關(guān)的知識(shí)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們?cè)谛W(xué)生的能力范圍，所以在 此只是簡(jiǎn)單的研究一下用單片機(jī)驅(qū)動(dòng)的 LED 顯示移動(dòng)的漢字。 LED 顯示屏 可以顯示變化的數(shù)字、文字