任务五 LED点阵显示汉字.doc

实训五 LED点阵显示汉字一、任务要求无论是单个发光二极管还是数码管，都不能显示汉字和一些特殊字符，更不能显示复杂的图像信息，这主要是因为它们没有足够的信息显示单位。LED 点阵显示器是把很多的LED 按矩阵方式排列在一起，通过对各个LED 的亮灭控制来完成各种字符或图形的显示。本任务要求在1632点阵显示器上显示“你好”。知识目标：1) 认识LED点阵显示器的内部结构。2) 知道LED点阵显示器的显示原理。3) 了解单片机对LED点阵显示器的控制方式。技能目标：1) 会设计LED点阵显示器和单片机的接口电路。2) 学会字模提取软件的应用。3) 会设计LED点阵显示器显示程序。二、知识链接1. 88 LED点阵简介88 LED点阵是目前市场最为常见也是使用做多的点阵模块，其等效电路如图2-17 所示。从图中可以看出，点阵显示器内部连接线有行线和列线，每个LED都处于行线和列线的交点，阳极和阴极各接所在交点的行线和列线，扫描电路通过8条行线及8条列线控制64个LED的点亮及熄灭。实际应用时，各LED 还需接限流电阻，限流电阻即可接在X轴，也可接在Y 轴。 图2-17 88点阵的等效电路图LED 点阵的显示方式和数码管动态扫描类似，这是由其特定的内部结构决定的。某一时刻，8条行线只有一条是高电平，其余均为低电平，此行中需要点亮LED对应的列送低电平。以此类推，8条行线是逐个加入高电平，8个为一个周期，一般每个周期为10ms 至20ms 左右，称之为扫描周期，但由于人眼的视觉暂留特性，人们会看到8路LED同时点亮。2.字模提取为了让LED点阵显示的内容丰富，加入高电平的行变化时，各列所送入的电平值不可能完全一致。如同数码管的动态扫描显示有段码字形码一样，按顺序各列送出的电平值将是一组二进制代码，这些代码就称之为字模，汉字“山”的字模如图2-18所示。11111111B，FFH11111111B，FFH11101111B，EFH101011O1B，ADH101011O1B，ADH101011O1B，ADH10000001B，81H11111111B，FFH图2-18 汉字“山”取模示意图 无论显示何种字体或图像， 都可以用这个方法来分析出它的扫描代码从而显示在屏幕上。中国汉字很多，且在UCDOS中文宋体字库中，每一个字由16行16列的点阵组成显示，即国标汉字库中的每一个字均由256点阵来表示。如果每个汉字都自己去画表格算代码，将会浪费大量的时间和精力，此时可以使用字模提取软件。 目前普遍使用的字模提取软件是PCtoLCD2002完美版，该软件能生成中、英文及数字混合的字符串的字模数据，界面如图2-19所示。图2-19 字模提取软件界面 PCtoLCD2002完美版字模提取软件使用非常简单，主要功能有：可选择多种字体；旋转，翻转文字功能；任意调整输出点阵大小，并可以调整字符在点阵中的位置；系统预设了C语言和汇编语言两种数据输出格式，输出数据细节可自行定义；支持四种取模方式：逐行（就是横向逐行取点），逐列（纵向逐列取点），行列（先横向取第一行的8个点作为第一个字节，然后纵向取第二行的8个点作为第二个字节），列行（先纵向取第一列的前8个点作为第一个字节，然后横向取第二列的前8个点作为第二个字节）；支持阴码（亮点为1），阳码（亮点为0）取模；支持纵向（第一位为低位）取模；输出数制可选16进制或10进制；可生成索引文件，用于在生成的大量字库中可快速检索到需要的汉字；动态液晶面板仿真，可调节仿真面板象素点大小和颜色；图形模式下可任意用鼠标作画，左键画图，右键擦图。3.单片机与LED大屏幕显示器的接口实际使用时往往为了增加显示内容，需要增大点阵数目，形成LED大屏幕显示器，图2-20所示为单片机与LED大屏幕显示器接口的一种具体应用的接口示意图。其中LED显示器为864点阵，由8个88点阵的LED显示块拼装而成。8个块的行线相应地并联在一起，形成8路复用，行控制信号由P1口经行驱动后形成行扫描信号输出(并行传送，8根信号线)。每个块的8个列控制信号称为一组，8个块共8组，每组列控制信号线由一个74HC595驱动后输出。8个74HC595串联在一起，形成88=64位串入并出的移位寄存器，其输出对应点阵的64列。图2-20 单片机与LED大屏幕显示器的接口74HC595是一个8位串行输入并行输出的移位寄存器，有数据存储寄存器，在移位的过程中，输出端的数据可以保持不变。Q0Q7: 八位并行输出端。Q7: 级联输出端。可以将它接下一个595的DS端。DS: 串行数据输入端。(10脚): 低电平时将移位寄存器的数据清零。通常将它接Vcc。SH_CP(11脚)：上升沿时数据寄存器的数据移位。Q0-Q1-Q2-.-Q7；下降沿移位寄存器数据不变。ST_CP(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据进入数据存储寄存器，下降沿时存储寄存器数据不变。通常将ST_CP置为低电平，当移位结束后，在ST_CP端产生一个正脉冲，更新显示数据。(13脚): 高电平时禁止输出（高阻态）。三、电路1632点阵电路如图2-21所示，使用6个74HC373扩展I/O端口。其中16条行线使用2个74HC373控制，采用4953作电流驱动，在4953芯片的IN端输入低电平时，其OUT端将输出高电平，所以欲给某一行的LED加入正电压，只需在相应的4953的输入端输入低电平即可；32条列线采用另外4个74HC373控制。6个74HC373的锁存端分别接单片机的P3.0P3.5引脚。图2-21 1632点阵电路图四、程序设计及分析1.列字模输出子程序电路中，点阵有32列，由4个74HC373控制，分属于2个不同的汉字，每个汉字可以建立一个字模数据表，且分别由寄存器R3、R2作为偏移量。;子程序名: LIESHUCHU;子程序功能：输出32列字模数据;入口参数：偏移量R3、R2;出口参数：偏移量R3、R2 CS3 BIT P3.2 CS4 BIT P3.3 CS5 BIT P3.4 CS6 BIT P3.5LIESHUCHU: MOV A,R3 ;取1-8列字模 MOV DPTR,#TAB1 MOVC A,A+DPTR MOV P2,A ;输出1-8列字模 SETB CS3 ;锁存1-8列字模 CLR CS3 INC R3 ;取9-16列字模 MOV A,R3 MOVC A,A+DPTR MOV P2,A ;输出9-16列字模 SETB CS4 ;锁存9-16列字模 CLR CS4 INC R3 ;准备下一行 MOV A,R2 ;取17-24列字模 MOV DPTR,#TAB2 MOVC A,A+DPTR MOV P2,A ;输出17-24列字模 SETB CS5 ;锁存17-24列字模 CLR CS5 INC R2 ;取25-32列字模 MOV A,R2 MOVC A,A+DPTR MOV P2,A ;输出25-32列字模 SETB CS6 ;锁存25-32列字模 CLR CS6 INC R2 ;准备下一行 RET;点阵格式：阳码；取模走向：逆向；取模方式：逐行式TAB1: DB 06FH,0FFH,06FH,0FEH,077H,0DFH,037H,080H DB 0BBH,0DFH,0D3H,0EDH,0E9H,0FDH,0BAH,0F5H DB 03BH,0EDH,0BBH,0EDH,0DBH,0DDH,0DBH,09DH DB 0EBH,0DDH,07BH,0FDH,0FBH,0FEH,0FFH,0FFH;你,0TAB2: DB 0F7H,0FFH,077H,0C0H,0F7H,0EFH,0F7H,0F7H DB 0C0H,0FBH,0DBH,0FBH,0DBH,0FBH,01BH,080H DB 0DDH,0FBH,0D9H,0FBH,0E7H,0FBH,0EFH,0FBH DB 0D7H,0FBH,09BH,0FBH,0DDH,0FAH,0FEH,0FDH;好,12.编写程序显示时只能一行一行的扫描，共16行，而单片机是8位机，可以将16行分为前8行和后8行，分别编写。程序框图如图2-22所示。图2-22 16乘32点阵程序流程图程序（shixun2_5.asm）清单如下： CS1 BIT P3.0 CS2 BIT P3.1 CS3 BIT P3.2 CS4 BIT P3.3 CS5 BIT P3.4 CS6 BIT P3.5 ORG 0000HSTART: MOV R3,#0 ;初始偏移量 MOV R2,#0 MOV R7,#8 ;前8行 MOV R6,#0FEH ;初始行扫描码HANG1_8: MOV P2,#0FFH ;关显示 MOV P3,#03H MOV P3,#00H LCALL LIESHUCHU ;输出列字模 MOV A,R6 MOV P2,A ;输出行信号 SETB CS1 ;锁存行信号 CLR CS1 MOV R5,#0 ;短延时 DJNZ R5,$ RL A ;准备下一行 MOV R6,A DJNZ R7,HANG1_8 ;8行未完继续 MOV R7,#8 ;后8行 MOV R6,#0FEH ;初始行扫描码HANG9_16: MOV P2,#0FFH ;关显示 MOV P3,#03H MOV P3,#00H LCALL LIESHUCHU ;输出列字模 MOV A,R6 MOV P2,A ;输出行信号 SETB CS2 ;锁存行信号 CLR CS2 MOV R5,#0 ;短延时 DJNZ R5,$ RL A ;准备下一行 MOV R6,A DJNZ R7,HANG9_16 ;8行未完继续 AJMP START END5、 任务实现过程本实训任务使用单片机模块和显示模块2。步骤是：1. 用导线将“单片机模块”上的P2.0P2.7连接到“显示模块2”上“点阵显示模块”的PD0PD7；将“单片机模块”上的P3.0P3.5连接到“显示模块2”上“点阵显示模块”的RCLK1RCLK6。2接上各模块的电源。3将STC单片机插到“单片机