【正文】 環(huán)右移一位，再進(jìn)行掃描。 2． 數(shù)據(jù)的上下移動(dòng) (1)列掃描方式向上移動(dòng) 列向組字顯示字符豎直方向的移動(dòng)。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。 也可以用字型的方法容易理解，以下的 16 16 的 LED 顯示一個(gè)字是 8 個(gè)字型，首先掃描的而是第一個(gè)字型，同樣是 16 行， 16 列掃描， 16次顯示；完成一個(gè)字型后， 再掃描第二個(gè)字型；完成第二個(gè)字型后，再掃描第三個(gè)字型， 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)。同樣的，當(dāng)?shù)诙€(gè)字型完成之后，就進(jìn)行這樣的調(diào)整動(dòng)作，以產(chǎn)生第三個(gè)字型的編碼。 下圖 213 僅以字型移動(dòng)的方法畫圖。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。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)與地 2 個(gè)數(shù)據(jù)同）掃描；如此就實(shí)現(xiàn)了字符的向上移動(dòng)。實(shí)現(xiàn)數(shù)組數(shù)據(jù)循環(huán)左移的方法與上類似 。 LED 點(diǎn)陣列驅(qū)動(dòng) 基于 AVR 單片機(jī)的點(diǎn)陣屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 18 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 。這時(shí)候就需要額外的驅(qū)動(dòng)電路， 分別針對(duì)共陽(yáng)極和共陰極 LED 陣列， 有兩種不同的驅(qū)動(dòng)方式。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 。一行掃描完成之后，再把高態(tài)信號(hào)轉(zhuǎn)到臨近的其他行。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。 如圖 214 所示。如在本設(shè)計(jì)中要顯示的字比較大，用一個(gè) 8 8 的點(diǎn)陣無(wú)法顯示完整，這就需要用四塊 8 8 的點(diǎn)陣組成一塊 16 16 的點(diǎn)陣，這樣就可以顯示完整的漢字了，若要并聯(lián)多個(gè) 8 8 的 LED 組成 16 16 的點(diǎn)陣，則一個(gè)掃描信號(hào)同時(shí)要驅(qū)動(dòng)兩行的 LED。 基于 AVR 單片機(jī)的點(diǎn)陣屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 20 圖 215 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。 在這個(gè)電路之中驅(qū)動(dòng)的掃描信號(hào)總共有 16 條，如果直接由 8051 輸出，將占用 2 個(gè) PORT 口，浪費(fèi)了寶貴的資源，不太理想，在此使用的是一個(gè) 4 對(duì) 16 的譯碼器 （ 74LS154） ,這個(gè)譯碼器是將輸入的 16 進(jìn)位碼解碼輸出 低 態(tài)的掃描信號(hào)。 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 第三章 軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)延時(shí)子系統(tǒng) 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。 我們知道程序設(shè)計(jì)是單片機(jī)開(kāi)發(fā)最重要的工作，而程序在執(zhí)行過(guò)程中常常需要完成延時(shí)的功能。 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 1μs；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 μs。 ATmega16 是基于增強(qiáng)的 AVR RISC 結(jié)構(gòu)的低功耗 8位 CMOS 微控制器。 ATmega16 AVR 內(nèi)核具有豐富的指令集和 32 個(gè)通用工作寄存器。這種結(jié)構(gòu)大大提高了代碼效率，并且具基于 AVR 單片機(jī)的點(diǎn)陣屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 22 有比普通的 CISC 微控制器最高至 10 倍的數(shù)據(jù) 吞吐率。 以 12MHZ 晶振為例 ， 指令周期、機(jī)器周期與時(shí)鐘周期 的關(guān)系是： 指令周期： CPU 執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期，它是以機(jī)器周期為單位的，指令不同，所需的機(jī)器周期也不同。 AVR 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， 如： 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 （ 1/12021000） =1μs。 延時(shí)指令 在單片機(jī)編程里面并沒(méi)有真正的延時(shí)指令，從上面的概念中我們知道單片機(jī)每執(zhí)行一條指令都需要一定的時(shí)間，所以要達(dá)到延時(shí)的效果，只須讓單片機(jī)不斷地執(zhí)行沒(méi)有具體實(shí)際意義的指令， 從而達(dá)到了延時(shí) 的效果。 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。 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 循環(huán)轉(zhuǎn)移指令（ DJNZ ）除了可以給定地址標(biāo)號(hào)讓其跳轉(zhuǎn)外，還可以將地址標(biāo)號(hào)改成 $，這樣 程序 就跳回本指令執(zhí)行。 利用以上三條指令的組合就可以比較精確地編寫出所需要的延時(shí)程序。 ① 1 D1: MOV R5, ③ 2*R5 DJNZ R3,D1。 第一句： MOV R3， 200 在整個(gè)子程序中只被執(zhí)行一次，且為單周期指令，所以耗時(shí) 1μs 第二句： MOV R5， 250 從 ② 看到 ④ 只要 R31 不為 0，就會(huì)返回到這句，共執(zhí)行了 R3 次，共耗時(shí) 200μs 第三句： DJNZ R5， F1 只要 R51 不為 0,就反復(fù)執(zhí)行此句（內(nèi)循環(huán)R5 次），又受外循環(huán) R3 控制，所以共執(zhí)行 R3*R5 次，因是雙周期指令，所以耗時(shí) 2*R3*R5μs。軟件流程框圖基于 AVR 單片機(jī)的點(diǎn)陣屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 24 如下圖 31 所示。它不僅具有其它 EDA 工具軟件的仿真功能，還能仿真單片機(jī)及外圍器件。雖然目前國(guó)內(nèi)推廣剛起步，但已受到單片機(jī)愛(ài)好者、從事單片機(jī)教學(xué)的教師、致力于單片機(jī)開(kāi)發(fā)應(yīng)用的科技工作者的青睞。是目前世界上唯一將電路仿真軟件、 PCB設(shè)計(jì)軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設(shè)計(jì)平臺(tái)，其處理器模 型支持 805 HC11﹑PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC3 AVR、 ARM、 8086 和 MSP430 等， 2021年 增加 了 Cortex 和 DSP 系列處理器，并持續(xù)增加其他系列處理器模型。 Proteus 與其它單片機(jī)仿真軟件不同的是，它不僅能仿真單片機(jī)CPU 的工作情況，也能仿真單片機(jī)外圍電路 或沒(méi)有單片機(jī)參與的其它電路的工作情況。對(duì)于這樣的仿真實(shí)驗(yàn)，從某種意義上講，是彌補(bǔ)了實(shí)驗(yàn)和工程應(yīng)用間脫節(jié)的矛盾和現(xiàn)象。在工作前，要設(shè)置 view 菜單下的捕捉對(duì)齊和 system 下的顏色、圖形界面大小等項(xiàng)目。 Proteus 軟件所提供的調(diào)試手段 Protues 提 供了比較豐富的測(cè)試信號(hào)用于電路的測(cè)試。對(duì)于單片機(jī)硬件電路和軟件的調(diào)試， Proteus 提供了兩種方法：一種是系統(tǒng)總體執(zhí)行效果，一種是對(duì)軟件的分步調(diào)試以看具體的執(zhí)行情況。其運(yùn)行方式也可以選擇工具欄中的相應(yīng)工具進(jìn)行。在執(zhí)行了 start/restart debuging命令后，在 debug 菜單的下面要出現(xiàn)仿真中所涉及到的軟件列表和單片機(jī)的系統(tǒng)資源等，可供調(diào)試時(shí)分析和查看。這些功能是： （ 1）原理布圖 （ 2） PCB 自動(dòng)或人工布線 （ 3） SPICE 電路仿真 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 革命性的特點(diǎn) ： （ 1）互動(dòng)的電路仿真 ： 用戶甚至可以實(shí)時(shí)采用諸如 RAM， ROM，鍵盤，馬達(dá)， LED， LCD， AD/DA，部分 SPI器件，部分 IIC 器件。還可以直接在基于原理圖的虛擬原型上編程，再配合顯示及輸出，能看到運(yùn)行后輸入輸出的效果。 基于 AVR 單片機(jī)的 Protues 仿真 Proteus 仿真時(shí)，單片機(jī)需要加載程序，加載程序?yàn)?.HEX 文件。在 Proteus ISIS 中，選中Atmega16 并單擊鼠標(biāo)左鍵，對(duì) Atmega16 進(jìn)行設(shè)置，設(shè)置單片機(jī)時(shí)鐘頻率為 1MHz，按照正確的文件路徑加載 .HEX 文件。仿真過(guò)程中如有硬件問(wèn)題可在 Proteus ISIS 中直接修改，如有軟件問(wèn)題可在 ICC AVR 中直接修改，通過(guò) ICC AVR 與 Proteus 的聯(lián)合調(diào)試就可以得到滿意的結(jié)果。 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。當(dāng)然，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中也存在著失誤和不足 ，在調(diào)試中進(jìn)行修改了 。剛剛開(kāi)始，編 寫不會(huì)一次性通過(guò)，經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析修改最后編譯成功。 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 第五 章 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)從 三月到現(xiàn)在 ，回顧著些天我感到學(xué)到了很多東西，在寫這個(gè)心得的時(shí)候，我想就這些天的收獲，說(shuō)一說(shuō)自己內(nèi)心的想法。圖形或文字顯示有靜止、移入移出等顯示方式。 總結(jié)本文的研究工作，主要 做了下面幾點(diǎn)工作： 一、通過(guò)查閱大量的相關(guān)資料，詳細(xì)了解了 LED 的發(fā)光原理和 LED顯示屏的原理，了解了 LED 的現(xiàn)狀，清楚地了解了 LED 顯示屏與其它顯示屏相比較有那些優(yōu)點(diǎn)，明確了研究目標(biāo)。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 止、移入移出等顯示方式。 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)是一門很有用的課程。例如，在進(jìn)行 PCB 布板的時(shí)候，濾波電容不夠靠近芯片的電源腳和地腳。 基于 AVR 單片機(jī)的點(diǎn)陣屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 30 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。有點(diǎn)缺憾是時(shí)間有限，不能進(jìn)一步深入和擴(kuò)散學(xué)習(xí)和研究。 西安理工大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 31 致謝 本文是在王曉峰老師的悉心指導(dǎo)下完成的 。 在此，對(duì)于老師和同學(xué)們的幫助表示忠心的感謝。 const uchar table1[][2]= {//化 [16*16]橫排 0x08,0x80,0x0C,0x80,0x08,0x88,0x10,0x8C, 0x10,0x98,0x30,0xB0,0x50,0xE0,0x90,0xC0, 0x11,0x80,0x12,0x80,0x14,0x80,0x10,0x84, 0x10,0x84,0x10,0x84,0x10,0x7C,0x00,0x00, // 學(xué) [[16*16]橫排 0x01,0x08,0x10,0x8C,0x0C,0xC8,0x08,0x90, 0x7F,0xFE,0x40,0x04,0x8F,0xE8,0x00,0x40, 0x00,0x80,0x7F,0xFE,0x00,0x80,0x00,0x80, 0x00,0x80,0x00,0x80,0x02,0x80,0x01,0x00, 基于 AVR 單片機(jī)的點(diǎn)陣屏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真 36 //院 [16*16]橫排 0x00,0x80,0xF8,0x40,0x8F,0xFE,0x94,0x04, 0xA0,0x00,0xA3,0xF8,0x90,0x00,0x88,0x00, 0x8F,0xFE,0xA9,0x20,0x91,0x20,0x81,0x20, 0x82,0x22,0x82,0x22,0x84,0x22,0x88,0x1E, //電 [16*16]橫排 0x01,0x00,0x01,0x00,0x01,0x00,0x3F,0xF8, 0x21,0x08,0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x21,0x08, 0x21,0x08,0x21,0x08,0x3F,0xF8,0x21,0x08, 0x01,0x02,0x01,0x02,0x00,0xFE,0x00,0x00, //技 [16*16]橫排 0x10,0x20,0x10,0x20,0x10,0x20,0xFD,0xFE, 0x10,0x20,0x14,0x20,0x19,0xFC,0x31,0x08, 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