基于单片机的点阵滚屏显示器的设计电气自动化专业

1、 基于单片机的点阵滚屏显示器的设计 摘 要LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写。由镓（Ga）与砷（As）、磷（P）、氮（N）、铟（In）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。在电路及仪器中作为指示灯，或者组成文字或数字显示。并且不同的元素化合形成的二极管会发出不同颜色的可见光。LED行业发展迅速并已成为一个具有一定规模的新兴产业，而且从总体上来看，宏观环境也非常有利于LED行业的发展，可以说LED行业前景广阔，市场潜力巨大。本设计实现了基于单片机AT89C51的1664 LED点阵的图形的滚动显示。本文主要介绍了

2、LED点阵显示的硬件电路的设计思路以及各个部分的功能及原理和相应程序设计的设计思路和功能。该设计使用取模软件对所要显示的图形进行取模，采用C语言编写其显示程序，利用KeilC集成开发平台生成HEX文件，在Proteus中对硬件电路的时钟、复位、驱动、1664点阵进行设计并通过译码器等与AT89C51芯片连接，进而对系统进行仿真调试。本设计具有使用性强，操作简单易实现等优点。关键词 单片机；二极管；LED点阵；图形显示；硬件电路AbstractThe LED is light emitting diode. Diode is made of gallium (Ga) and arsenic (A

3、s), phosphorus (P) and nitrogen (N), indium (In) elements, when electrons and holes integrate can radiate light, thus it can be used to make light emitting diode. In the circuit and equipment it act as light, or display the words or figures. And if the diode has different elements it will emits diff

4、erent colors of visible light. LED industry has developed rapidly and has became a new industry which has a certain scale , and on the whole, macro environment is beneficial to the LED industry develop, so the LED industry has prospect, huge market potential.This design has realized scroll of graphi

5、cs on 16 x 64 LED which based on AT89C51. This article mainly introduced the he function and principle of hardware circuit of LED dot matrix display, each part and the design idea and function of corresponding programming.This design using the modulus software to get the model of graphics, using C l

6、anguage to write the display program, HEX file generated by KeilC integrated development platform. The clock, reset, drives, 16 64 LED dot matrix of hardware circuit will be designed and connect with AT89C51 in the Proteus, and then do system simulation and debugging. This design has the advantage o

7、f usability is strong, easy to realize operation etc.KEY WORDS Single chip microcomputer；Diode；LED dot matrix；Graphic display；Hardware circuit目 录摘 要1ABSTRACT2第1章 绪论11.1 课题背景及意义11.1.1 LED显示屏发展背景以及国内外现状11.1.3 LED显示屏的应用领域21.2 论文的主要内容3第2章 系统的硬件部分设计32.1 设计基本方案32.2 硬件电路芯片介绍42.2.1 单片机的发展过程42.2.2 AT89C51芯片的

8、简要介绍52.2.3 复位电路72.2.5 驱动电路82.3 LED点阵显示屏显示原理92.4 硬件系统的整体设计图与原理分析11第3章 软件设计123.1.程序设计思路123.2 程序设计流程图123.3 模块程序设计123.3.1 主程序133.3.2 延时程序143.3.3 显示子程序14第4章 系统仿真204.1 仿真环境介绍204.2 仿真过程与结果204.2.1 绘制电路图204.2.2 HEX文件的生成214.2.3 调试与结果22结 论23参考文献24谢 辞25附 录26第1章 绪论1.1 课题背景及意义1.1.1 LED显示屏发展背景以及国内外现状随着科学技术的进一步完善，能

9、源在人类生存与发展的过程中起着十分重要的作用。即使三次产业革命促进了世界经济的发展，但随之也带来了大量负面问题：资源短缺、环境破坏等无不影响着人类的长期发展。如今化石资源是当前全球范围内使用最为普遍的能源之一，然而全球的能源储备量与消耗量严重不和谐。如今面临的种种问题要求大部分国家必须提高能源的使用率、探索新能源。由于环境破坏对人类生产和生活带来及其严重负面影响的同时，在不断帮助人类提高环保意识，使得LED新能源将在节能环保方面起着十分重要的作用。部分欧洲发达国家率先进行工业革命，开放的国民思想促进国民环保意识的提高，因此他们对使用环保节能产品具有更加强大的包容性。欧盟在很早之前就提出了淘汰使

10、用白炽灯的有关法律，部分政府甚至对节能灯的广泛运用推出了高额补贴计划。随着该计划的推行，欧洲大部分地区对于白炽灯的运用已经达到了很高的程度。同时，欧洲节能灯进入市场的准入门槛低，也助推了LED照明行业大规模发展。相比较其他地区而言，欧洲市场的技术水平也实现了进一步的飞跃。2008年美洲金融海啸爆发对世界经济及整个人类社会产生了前所未有的影响与冲击，美国人也随之变得节俭。从那时起，LED照明应用产品纷纷出现在各大卖场的货架上供顾客挑选购买。同时，美国人也提出了严格针对固态光源的UL标准草案政策，在其他保护环境方面也提高了这类产品的市场准入门槛。即便LED应用产品在欧美打开了较为广泛的市场，但是在

11、那时也没能真正进入到美国市场。究其原因则是UL等认证过程繁琐，并且会给企业造成高昂的开支。直至2012年LED固态照明市场才真正打开北美市场。日本早在二十世纪八十年代便研究出了超高亮度的LED蓝光技术，这导致了日本民众对LED应用产品相比较亚洲其他国家而言表现出异常强烈的热情。近年来，日本政府不断大力推出凭借积分换购LED产品的计划，这一政策也推动了这类产品在日本市场销售量持续不断地增长。而我国节能灯代替传统光源产品也随着社会的进步必成自然。我国2012年颁布的逐步淘汰白炽灯路线图中提到：2012年10月1日我国将逐步禁止进口和销售普通白色照明灯，继而在2016年前实现分多阶段以节能灯代替白炽

12、灯进入市场。这便会使我国一年节约约480亿度电。“十二五”期间，我国大力推广绿色照明工程，这一工程也将会推动节能灯市场的大规模增长，进而使得LED照明行业呈现积极发展的趋势。1.1.2 LED显示屏发展的简要回顾 二十世纪六十年代末，全球首个发光二极管被研制出来。之后，随着电子技术和半导体技术的进一步提高，发光二极管无论从发光的亮度还是颜色而言都进行了很大程度上的改善。科研人员对发光二极管性能的研究使得LED显示屏随之形成。LED显示屏的发展简单的被分为以下三个时期：第一个是1990年以前，由于控制技术的落后及LED在材料上受到限制，这一原因不仅影响了LED显示屏的显示效果，还直接制约对它的推

13、广。因此在1990年以前LED显示屏可以将其应用的领域十分有限。第二个时期是1990-1995年，这一阶段由于信息技术的飞快发展和LED领域有关的技术突破，全彩色LED显示屏开始逐步进入大众的视野，我国LED行业也呈现出一片积极发展的态势。从最初单单几家年产值几千万的LED企业发展到几十家年产值上亿的LED企业。第三个时期是自1995年以来，LED行业总体呈现平稳发展的趋势，但局部仍然需要加以改善。1995年至今，LED行业行业市场容量扩大，技术更加成熟，许多中小企业如雨后春笋般出现，使产品价格大幅降低，行业内部竞争更加剧烈。1.1.3 LED显示屏的应用领域LED显示屏是集电子信息技术与半导

14、体技术于一体的显示系统。它具有体积小、色彩显示范围广、亮度高等优点，因而成为各种显示媒体的理想选择。现LED点阵显示技术不断得到发展，LED点阵显示技术具有抗干扰能力强等特点，这些特点帮助它在制作户外广告等方面突出了良好优势，因此我们研究LED点阵的控制技术和显示屏接口在人们的日常生产生活中具有很好的实用价值。LED显示屏可以被应用的领域也是十分广泛：各种高档酒店、写字楼和大厦的日常户外照明；城市道路上使用的各类太阳能LED；车站、学校及医院各类提示LED显示屏，市政广场、演唱会用的播放媒体的全彩显示屏等。1.2 论文的主要内容计划写这篇论文前，我花费将近一周时间从校图书室查找了大量与LED显

15、示电路设计、LED程序编写及单片机的信息，同时通过互联网广泛搜集了许多与之相关的论文资料。经过对单片机等资料进一步的深度学习研究，我从中学习到了许多在本科阶段几乎没有被系统化学习的相关专业知识，与此同时也加强了我对本专业的了解和继续学习的动力。因此我从自身兴趣出发，撰写了这篇关于单片机的LED滚动显示屏设计论文。（1） 单片机、各项LED技术产生的背景及进一步发展。（2）AT89C51芯片的功能与应用及电源电路、驱动、时钟和复位的组成与设计。（3）汉字、图形的表示原理，及1664 LED点阵。（4）汉字、图形显示的编写和取模。（5）仿真电路图的绘制，HEX文件的生成以及调试。（6）实物的制作。

16、第2章 系统的硬件部分设计2.1 设计基本方案本次设计采用AT89C51单片机及其周边芯片，达到点阵LED与单片机的接口电路的设计。硬件电路主要有：复位电路模块、LED显示模块、时钟电路模块、主控单片机模块、驱动电路模块。如下图2.1所示。图2.1 总体结构框图图2.1 简略的描述了系统的结构，本系统由电源电路提供电源，先由单片机的P2.0口按位输出所要显示字的代码到列驱动，然后再通过单片机的P3.0至P3.3口送行代码到LED显示模块选中行，这样进行逐行扫描从而实现汉字、图形等的显示。2.2 硬件电路芯片介绍2.2.1 单片机的发展过程现在单片机的技术已经非常成熟，市场上单片机的种类也十分丰

17、富。在单片机发展的整个过程中，我们主要将它分为以下的三个阶段：（1）单片机的形成阶段Intel公司在1976年推出MCS-48系列单片机。1KB程序存储器（ROM）、64B数据存储器（RAM）、1个8位定时器/计数器、8位CPU、2个中断源是主要的基本产品。此阶段的主要特点是：在单个芯片内完成了CPU、存储器、I/O接口等部件的集成，但存储器容量较小，存执范围小（不大于4KB），无串行接口，指令系统功能不强。（2）结构成熟阶段Intel公司在1980年推出MCS-51系列单片机。程序存储器（ROM）增加到4KB、数据存储器（RAM）增加到128KB、定时器/计数器变为了2个16位，中断源有由之

18、前的2个增加到5个，增加了1个全双工串行口和2个优先级。结构成熟阶段的特点是：寻址范围扩大的同时存储器的容量也在增加，并且单片机的结构体系愈发成熟完善。当前MCS-51被公认为最典型的单片机之一。（3）单片机的提高阶段近期，新型的单片机芯片被各大厂商纷纷研发、推出，其中以ATMEL的AT89C51RD2单片机最为经典。8位CPU,64KB程序存储器（Flash）、具有ISP能力，256B的RAM+1KB的XRAM+2KB的EEPROM，3个16位定时器/计数器，7个中断源，4个优先级，1个全双工串行口，硬件Watchdog Timer等。这一阶段单片机呈现出兴兴向荣的局面。随着技术进步，单片机

19、性能也在不断优化，并且推向市场的单片机种类在不断增加。2.2.2 AT89C51芯片的简要介绍 AT89C51是一种带4kB闪速可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS型8位微处理器，俗称单片机。该处理器使用ATMEL公司的高密度非易失存储器制造技术制成，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，能够进行1000次写/擦循环，数据留存时长可达10年之久。他是一种效率高、微型的控制器，它物美价廉，灵活性较强，常用于嵌入式控制系统。所以，在智能化的电子设计与制作过程中经常可以使用该芯片。其引脚分配见图2.2所示。图2.2 AT89C5

20、1引脚分配图AT89C51可以按照常规的方法进行编程，也可以实行在线编程。该芯片可将通用的微处理器和Flash存储器结合在一起，特别是可反复写擦的Flash存储器可高效率地降低开发成本。 AT89C51共有40个引脚，它的主要性能参数： （1）8位微处理器（CPU）； （2）程序存储器（4KB Flash ROM）； （3）数据存储器（128KB RAM）； （4）1个全双工的异步串行通信口； （5）4个8位可编程并行I /O口（分别为P03口）； （6）2个可以编写程序的16位定时/计数器； （7）5个中断源，2个优先级；（8）有低功耗空闲和掉电模式；（9）1000次擦写周期； （10）与M

21、CS-51产品指令系统完全兼容。AT89C51的管脚说明：1电源引脚首先我们将电源的引脚连接进单片机的工作电源。（1）VCC（40脚）：接入+5V电源。（2）VSS（20脚）：接入数字地。2时钟引脚（1）XTAL1(19脚)：片内振荡器反相放大器和时钟发生器电路的输入端。在用片内振荡器时，将时钟引脚连入外部石英晶体和微调电容；该引脚接外部时钟振荡器的信号需外接时钟源。（2）XTAL2(18脚)：片内振荡器是反相放大器的输出端。当运用片内振荡器时，该引脚连接外部石英晶体和微调电容；当运用外部时钟时，此引脚悬在空中。3. 控制引脚 控制引脚主要提供控制信号，部分引脚且具有复用功能。（1）RST（T

22、ESET,9脚）：复位信号输入端，高电平可行。在该引脚添一个运行时间大于2个机器周期的高电平，就能变成单片机复位。在大年纪正常运作。（2）EA/VPP（31脚）：EA为此引脚的首要功能，即外部程序存储器访问允许控制端。VPP为该引脚次要功能，相当于在对片内Flash运作编程时，VPP引脚接入编程电压。（3）ALE/PROG（30脚）：ALE为CPU访问外部程序/数据存储器打造一个地址锁存信号，将低8位地址锁存在片外的地址锁存器中。PROG为该引脚的次要功能，就是在对片内Flash存储器编程时，该引脚当成编程脉冲的输入端。（4）PSEN（29脚）：片外程序存储器的读选通信号，低电平有效。4. 并

23、行I/O口引脚P0口：（1）P0口为双功能口。（2）当P0口用作双功能口时，起到了双向口的真正作用。当作为外部存储器，需要输出低8位地址，同时输出/输入8位数据。（3）当PO口被当作通用I/O口时，因为有在片外接上拉电阻的需求，端口没有高阻抗（悬浮）状态，所以为一个准双向口。为保证引脚信号的无误读入，第一步应该向锁存器写1。单片机复位后，锁存器自动被置1；当P0口从之前的输出状态转到输入状态时，首要应该置锁存器为1，才能够继续输入操作。（4）常规条件下，P0口通常被当作地址/数据复用口去运用，不允许同时作为通用I/O口使用。P1口：（1）P1口为8位双向I/O口。 P2口：（1）被当作地址输出

24、线使用时，P2口能够输出外部存储器的高8位地址，与P0口输出的低8位地址一起构成16位地址，能够寻址64KB的地址空间。P2口被当作高8位地址输出口时，输出锁存器的内容不会变化。（2）被当作通用I/O口使用时，P2口是一个准双向口。功能能与P1口。（3）通常条件下，P2口多数被当作高8位地址总线口运用，此时就不可以再作为通用I/O口运用。P3口：（1）P3口内部不存在上拉电阻，没有搞阻抗输入状态，是准双向口。（2）当某位不作为次要功能使用时，可作为首要功能通用I/O口使用。2.2.3 复位电路 图2.3 复位电路图单片机的初始化操作是复位，需要为AT89C51的复位引脚RST加上大于2个机器周

25、期的高电平，这样可使单片机复位。为系统提供复位信号，待系统电源稳定后再将复位信号撤除是复位电路的基本功能。在电源稳定后一段时间才能撤销复位信号可以减低因电源开关抖动造成的风险。自动复位和按钮复位是复位电路的两种主要方式，而按键复位又可分为电平复位和脉冲复位。本次设计主要运用按键电平复位方式，RST端经电阻与电源VCC实现了按键手动电平复位，如2.3所示，图中电容为10uF，电阻为10K。2.2.5 驱动电路驱动电路由74HC138作为译码器。译码是编码的逆过程，即翻译出每一组代码的含义。该设计中采用74HC138译码器，其作用即是将一组3位代码转换为想要的确定的8位代码。组合逻辑电路必不可少的

26、一个器件就是译码器。，芯片74HC138是4线16线译码器，而该译码器的引脚(管脚)如下图2.4所示。图2.4 74HC138引脚图其引脚功能如表2-1所示。74HC138译码器的工作原理：由上图可知，74HC138有A0、A1、A2三个输入端，有 Q0Q7八个输出端。当A0、A1、A2的编码为000时，译码器则输出Q0=0，Q1Q7=1。Q0应对应A0、A1、A2的编码为000，A0、A1、A2的其他不同7种组合见真值表。S1、S2、S3的作用是控制译码器正确进行译码，当达到S2、S3均为低电平，S1为高电平时，才可译码。相反而言，无论羰输入什么值，每个输出端都会输出1这个值。表2-1 74

27、HC138引脚功能表表2-2 74HC138译码器真值表输入输出G1G2AG2BCBAY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7x1xxxx11111111xx1xxx111111110xxxxx1111111110000001111111100001101111111000101101111110001111101111100100111101111001011111101110011011111101100111111111102.3 LED点阵显示屏显示原理图2.4是典型的共阳极1616点阵内部结构原理图。所有的行的阳极连接在一起，共引出16条行线。所有列的阴极连接在一起，引出16条列线。图2.4

28、 1616点阵原理图图2.4所示的点阵共1616=256个发光二极管构建，并每个发光二极管是安置在行线和列线两线交叉的点上，当LED点阵的行线上加载扫描选通信号，此时列线上是数据输入，当行线上有一正脉冲选通信号时，列端16位数据中为“0”。如点亮第一个LED灯，需要接高电平17脚，接低电平1脚，则第一个将点亮；如要点亮第一行，则接高电平17脚，接低电平1到16脚，则第一行被点亮；如要点亮第一列，则接低电平1脚，接高电平17到32脚，那么第一列被点亮。逐行扫描方式和逐列扫描方式是LED显示屏的两种扫描方式。以行线为选通端、列线为数据输入端是逐行扫描的方式。通过选通一个行线，将要显示在该行的图形的

29、代码发送至列线，这样，就可以实现一行的显示。随后接着选通下一行，将列线输入在该行则显示该图形代码，并依此进行。每行数据显示时间间隔足够短， 我们就能利用人眼的视觉暂停作用，将送入的16行数据随之扫描完16行数据，这样一个完整的字就呈现在我们面前了。逐列扫描方式的原理与之相似。以列线为选通端，行线为数据输入端是逐列扫描方式，通过选通一个列线，将要显示在该列的图形的代码发送到行线，即可显示一列。随后选通下一列，在该列显示的图形的代码输入进行线，逐行扫描，可将显示的效果表现出来。逐行扫描的方式为本次设计的主要方式，高电平为行线的有效电平，低电平为列线的有效电平。 2.4 硬件系统的整体设计图与原理分

30、析图2.5 硬件系统的整体设计图硬件系统的整体设计图如图2.5所示。原理分析：Proteus 7.4软件中只有88和57等LED点阵，所以需要由小的LED屏拼接成一个大的LED。由16个88的点阵构成上图的LED显示部分整体的1664点阵屏。点阵屏的拼接方法已经在前面叙述过了。本设计中 LED点阵显示屏采用的是逐行扫描的工作方式。XTAL1与XTAL2接12MHz的晶振；RST接复位电路；P1.7口与74HC138的E1相连，以此控制74HC138是否工作即是否产生输出；E2直接接地，即E2保持为低电平；P3.0与74HC138的地址线A相连，P3.1与74HC138的地址线B相连，P3.2与

31、74HC138的地址线C相连，P3.3与74HC138的地址线D相连，以此选择74HC138有效的输出端口；74HC138的输出端口（0到15脚）分别连接一个反相器74HC04，需要说明的是，Proteus中的74HC04是一相反相的，真实的74HC04则是六相反相，即输入端与74HC138的0号输出引脚相连的反相器74HC04的输出端与点阵最上端的行线相连，其余各行按顺序对应相连；P2.0口连接左边第一个74HC595的DS端口，将上一个74HC595的Q7与后一个74HC595的DS端口连起来，便能达到串行数据的依次“向后传递”；每个 74HC595的SH_CP端口均与P2.1端口相连；每

32、个74HC595的ST_CP端口与P2.2端口连接起来；将每一个74HC595的OE与地相连、MR与电源相连；74HC595按从左向右，输出端口按Q0Q7的顺序，依次与列线（自左向右）相连。画仿真图时，很多行线与列线需要相连，然而我们直接将两个端口连接，仿真图将会呈现出多条密密麻麻的线，便于美观和方便，我们只需要将各个连线端口各引出一条小短线，然后给其命上相同的名字便可，这样Proteus就默认为这两条线是连接在一起的。其操作方法是，选中要命名的线，右键选择“Place Wire Label”(给线写标签)，然后在弹出的对话框中的“String”（线）中选择或者输入名称。第3章 软件设计3.1

33、.程序设计思路各种各样的应用软件能够帮助系统实现各大功能，而本系统采取了模块化结构，其中主要为显示子程序、延时程序及主程序。计算机为了完成规定的任务，通过系统程序一条一条来执行颁布的指令。为了计算机能够完成我们所提出的各项任务，需要编写计算机语言来达到这一目标，而本设计主要采取C语言来完成。C语言作为一种常用的计算机语言具有极高的使用效能，它不仅能够适用如windows 98、windows NT、 UNIX等多种操作系统，而且能够满足多种机型的要求。因此C语言备受青睐。在该设计中，能在程序中方便的改变所要显示的内容，能够使显示内容实现向左、向右、向上、向下任何一个方向的移动，能够通过改变程序

34、实现其移动速度的改变。3.2 程序设计流程图程序流程图如图3.1所示。3.3 模块程序设计该设计中主要由主程序、延时程序、显示子程序几个部分组成。3.3.1 主程序主程序是向上下左右调节显示效果的子程序。 (1)主程序流程图 （2）右移程序流程图（3）下移程序流程图（4）延迟函数流程图图3.1 程序流程图3.3.2 延时程序延时程序用来产生时间延迟，主要作为上行扫描与下行扫描的时间间隔。3.3.3 显示子程序1. 字模提取打开“汉字字模点阵数据批量生成工具”软件，按前面所讲的方法直接得到需要显示汉字的代码值。2. 汉字显示子程序本设计实现上下左右四个方向字体的移动。首先以向右移动为例介绍。#i

35、nclude #define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar yid,h; uint zi;sbit DS=P20; /P2.074HC595的DS端口相连sbit SRCK=P21; /P2.1与74HC595的SH_CP端口相连sbit RCK=P22; /P2.2与74HC595的ST_CP端口相连uchar BUFF10;/用于暂存字模 void in_data(void);void rxd_data(void);void sbuf_out();void SendByte(uchar dat); uchar code

36、bless32;void DelayMS(uint x) /延迟函数 uchar i; while(x-) for(i=0;i1;i+); void main(void) /右移函数的主函数 uchar i,d=2; yid=0; /调整移动的列 zi=0;/调整显示的字 while(1) /无限循环 while(yid16)/每个字为1616，即有16列，故yid可以有16个取值（0到15），yid表示当前字移动了几列 for(i=0;i=8)/如果所有字显示结束，为下次循环做准备 zi=0; void sbuf_out() for(h=0;h=0;s-) BUFF2*s+1=blesss+

37、zi2*h; BUFF2*s=blesss+zi2*h+1; void rxd_data(void) char s; uchar inc,tempyid,temp; if(yid8) inc=0; else inc=1; for(s=0+inc;s8+inc;s+) if(yidtempyid)|(BUFFs+1(8-tempyid); SendByte(temp); void SendByte(uchar dat) /向74HC595发送字模代码 uchar i,ddat=dat; for (i=0;i=1; DS=CY; SRCK=1; SRCK=0; /存储寄存器产生上升沿 以上是向右移

38、动的程序分析，向左移动的原理与向右移动的原理相似，不再具体分析，将在附录中给出。下面以向下移动为例分析，向下移动的过程是从顶部移出动到全屏，再由全屏从底部移出。void main()uchar i,j,k,scan,m,a;DS=1;E1=0;while(1)for(j=0;j9;j=j+4)/控制数组的行，即控制显示的是第几个字； for(k=0;kspeed/2;k+)/显示的次数也即时间，从视觉效果上是图形移动的速度； for(m=0;m16;m+)/与i配合，共同控制扫描的次数 for(k=0;k0;i=i-1)/控制扫描的次数write_byte(blessj+3a*2+1);wri

39、te_byte(blessj+3a*2);write_byte(blessj+2a*2+1);write_byte(blessj+2a*2);write_byte(blessj+1a*2+1);write_byte(blessj+1a*2);write_byte(blessja*2+1); write_byte(blessja*2);/当a为15时，显示四个字的最底部，其后a自减1，四个字从下向上依次“露”出来P3=i-1;/扫描的行数a=a-1 ;E1=0;delay();E1=1; /从顶部出来向下移动for(k=0;k2*speed;k+)scan=0;for(i=0;i16;i=i+1

40、)write_byte(blessj+3i*2+1); write_byte(blessj+3i*2);write_byte(blessj+2i*2+1);write_byte(blessj+2i*2);write_byte(blessj+1i*2+1);write_byte(blessj+1i*2);write_byte(blessji*2+1);write_byte(blessji*2);P3=scan;E1=0;delay(); E1=1;scan+;/四个字静止显示一段时间for(k=0;k0;m-) for(k=0;k0;i=i-1)write_byte(blessj+3a*2+1)

41、;write_byte(blessj+3a*2);write_byte(blessj+2a*2+1);write_byte(blessj+2a*2);write_byte(blessj+1a*2+1);write_byte(blessj+1a*2);write_byte(blessja*2+1);write_byte(blessja*2);P3=16-i;a=a+1 ;E1=0;delay();E1=1; /四个字从屏幕中向下移出 第4章 系统仿真4.1 仿真环境介绍Proteus内容全面功能丰富，在其中可以进行软件调试，也可以利用不同的硬件来构建不同功能的接口电路。能够实现智能原理布图、混合

42、电路仿真与精确分析、PCB自动布局与布线等功能。将其运用在教学中，可以克服教学资源的局限性， 不仅帮助学生开阔学习思路，而且极大丰富了学生的学习兴趣。当前最好的模拟单片机外围器件的仿真工具为Proteus,将原理图布图到PCB设计统统包含其中。 更重要的是，KeilC51软件生成目标代码效率极高。首先它是全Windows界面，其次它也提供丰富的库函数和集成开发的调试工具。相比于其他软件，KeilC51在企业开发大型软件时更加突出。4.2 仿真过程与结果利用以上两种软件，就可以进行仿真了。这里以一个1664点阵汉字显示为例说明。4.2.1 绘制电路图双击PROTEUS的ISIS快捷方式后，进入P

43、roteus。通过Proteus实现P命令从而进入PICK DEVICES窗口，最后将选择的器件名称输入进KEYWORDS(关键词)中，例如输入“MATRIX-88-RED”(红色88点阵)，然后在Results（结果）下便会有搜索结果，选中器件，然后点击右下角的“OK”（确定），就将该器件添加到了DEVICES（器件）下。点击选中该器件，然后将光标拖动到编辑区，再点击左键选择合适位置安放此元件。放置并修改好所有文件参数设置后，根据工作原理对元器件间连线，将电路图绘制完毕。4.2.2 HEX文件的生成利用KEIL51生成HEX文件。具体方法如下：（1）首先我们通过对系统KEIL uVision

44、，通过打开“PROJECT”进行实现，再点击“NEW PROJECT”，将新建项目名称输入进“CREAT NEW PROJECT”对话框之中。（2）将新建项目名称保存，再通过“SELECT DEVICE”选择恰当的单片机型号。（3）其次将“uVision”中“FILE”打开，再新建一个新的文本编辑口，进而输入程序后保存，同时输入源程序名称，要注意如果是源程序是C语言，那么就以.C结尾，若是汇编语言，就以.ASM结尾，如“main.C”或者“mian.ASM”。（4）打开 “PROJECT WORKPALCE”（工程窗口）的 “Target1”(目标1)打开文件组，再选中“SOURCE GROU

45、P1”(源代码组1)通过点击鼠标右键，选中“ADD FILES TO SOURCE GROUP1”，再单击Add（添加）将“main.C”程序到“SOURCE GROUP 1”（源代码组1）。（5）点击“PROJECT”，进而点击“OPTIONS FOR TARGET 1”的对话框，在弹出的对话框中选中“OUTPUT” 的“CREAT HEX FILE”。（6）最后选择“PROJECT”中的“REBUILD ALL TARGET FILES”项。若程序编译成功，自动产生“main.HEX”文件。若程序编译出现问题，在下面的对话框中，将会做出警告或者错误提示，双击错误提示，便会自动选中出现错误的

46、一行，然后根据提示进行修改，直至程序能够正确编译。4.2.3 调试与结果PROTEUS ISIS编辑窗口中选择单片机AT89C51，在“EDIT COMPONET”对话框的“CLOCK FREQUENCY”设置12MHz的单片机晶振频率，在“PROGRAM FILE”中选择KEIL从而生成HEX文件。单击运行，就可以看到仿真的结果了。本设计中显示的是“迁安学院欢迎您！”的字样。结 论 本论文向读者介绍了对单片LED滚动显示屏基本功能及使用方法。将硬件电路和软件程序结合在一起，详细分析了电路的工作原理，程序的执行过程和程序编写的思想。并介绍了仿真软件Proteus和程序开发软件Keilc的操作方

47、法，给出了仿真结果。本设计能够实现图形的上下左右四个方向滚动的功能， 本设计在使用1664LED点阵的基础上，通过含纳LED显示屏电路的运行程序及原理，便可以帮助我们设计出样式不一的大面积LED显示屏，而且仅仅只需要扩大单片机的I/O接口并加入一些芯片和LED点阵。单片机原理、模拟电子技术、微机原理机电子技术是此次设计的主要理论基础，通过MCS51完善了AT89C51芯片的工作原理。本次设计帮助我进一步学习到以前所学习的专业知识，而且在互联网搜集整理信息的同时学习了很多其它以前没有学习过的芯片，学会了芯片引脚的认识方法等。在制作实物的过程中，也锻炼了自己的耐心和动手能力。 在这次毕业论文的独立

48、设计下，我将专业知识与实际运用高效结合起来，在毕业论文的设计过程中我也遇到了许许多多的困难，但是它不仅培养了我遇到困难不放弃的决心也培养了我对于新事物的探索求知能力，对我在将来的工作是一次十分宝贵的经历。毕业设计使我在以下几个方面有所明显提高：首先能够融会和贯通所学习专业的基本概念、基本理论和基本技能；其次是帮助我建立了对科学知识的敬畏之心；加强了我是对资料、文献的收集整理能力；最后让我认识到在以后的生活和工作中在面对困难时要迎难而上，去独立克服并解决问题。参考文献1 张迎新.单片机初级教程M. 北京:北京航空航天大学出版社,2006. 2 张俊谟.SOC单片机原理与应用基于C8051F系列M

49、. 北京：北京航空航天大学出版社,2009.3 诸昌钤. LED显示屏系统原理及工程技术M成都：电子科技大学出版社，2000.4 梅开乡.数字逻辑电路（第2版） 北京：电子工业出版社，2005.5 张培仁.基于C语言C8051F系列微控制器原理及应用M. 北京：清华大学出版社,2009.6 应朝龙.基于C8051F020芯片的多功能计数器设计J. 微计算机信息,2009年（23）.7 吉雷. Protel99从入门到精通 西安：西安电子科技大学出版社，2004.8 Vizimuller.P. RF design guide-systems,circuits,and equations. 199

50、5.9 R.Dye. Visual Object-Orientated Programming,Dr.Dobbs Macintosh Journal. Sept.1st (1991).24谢 辞本文的研究工作是在我的导师费冬妹老师的悉心指导和严格要求下完成的。费冬妹老师在学习方法、工作方法和研究思路等方面给予了许多有益的启迪；同时，他对我的研究工作提出了宝贵的建议和意见，使我在研究工作中不断取得新的进展。费冬妹老师深厚的专业知识、严谨的治学精神和求实创新的工作作风深深的影响着我。在此，谨向费冬妹老师致以我最崇高的敬意和真挚的感谢！感谢我的家人和朋友对我生活上的关心，学习和工作的支持，这些使得我能够安心的完成我的研究工作。最后，对在我的学习和成长道路上给予帮助的所有老师和朋友们表示深深地感谢，对评阅该论文的所有老师表示最崇高的敬意和真挚