单片机课程设计方案之基于Proteus的LED显示屏的设计方案与仿真

单片机应用系统设计课题：基于Ｐroteuｓ的LEＤ显示屏的设计与仿真姓名：班级:学号：指导老师：日期:一、绪论：1．１。LED显示屏设计的背景。HYＰERLIＮK"ｈttｐ：//ｗｗｗ．ｉcｂuy.ｃom/ｉｎfo／topic＿show/toｐic＿id/73．htｍl＂\t"＿ｂｌank”ＬED显示屏是利用发光HＹPＥRLＩＮK"hｔtp：//shｏp．icｂuｙ。ｃom/ｐroduct/lisｔ/5．ｈtml"\t”_blank＂二极管点阵模块或像素单元组成的平面式显示屏幕。点阵显示器的特点是可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合,用单片机控制实行各种文字或图型的变化，达到广告宣传和提示的目的，应用范围极广.它具有发光率高、使用寿命长、组态灵活、色彩丰富以及对室内外环境适应能力强等优点。因此进行LED显示屏的设计就显得很有意义。1.２．基于Ｐroteus的ＬEＤ显示屏设计的意义.对于初学单片机的人来说,没必要花钱去购买和维护价格不菲的仿真器，Ｐｒoteuｓ是一款新颖的嵌入式系统软硬件设计仿真平台,可以实时仿真多种类型的单片机，能够像硬件仿真器一样进行软硬件调试,因此既减少了学习成本，又达到了良好的学习效果。二、系统总体方案设计： 本系统设计思路是:利用单片机对整个系统进行总体控制，进行显示所要显示的字符。显示方式为:从右往左滚动显示,其中显示字模数据由单片机输入显存，点阵的显示过程有程序控制、译码电路、复位电路等完成，点阵采用单色显示，汉字按16×16HYＰＥRLINK＂http：/／www.ｅepw.ｃｏ/ｎews/lisｔｂylａbel/ｌaｂel/点阵”点阵编码，循环显示“单片机仿真“字样。三、系统硬件方案设计：３．１系统设计硬件原理图:本产品采用以ＡＴ８９C51单片机为核心芯片的电路来实现，主要由ＡT89C5１芯片、时钟电路、复位电路、列扫描驱动电路(74ＨＣｌ5４）、16×１6HYPERLIＮK"ｈtｔｐ：／/wｗｗ。iｃbuｙ。com／ｉｎfｏ/tｏpic_show/topic＿iｄ／73。hｔml"＼t"_bｌank＂ＬED点阵5部分组成系统设计硬件原理图3.2系统设计硬件框图：３.3实现的基本原理.汉字扫描显示的基本过程是：通电后使单片机的ＲＳＴ复位；然后，在译码器以及单片机内部时钟电路等的作用下，单片机89Ｃ51按照设定的程序在P0和Ｐ２接口输出与内部汉字对应的代码电平送至HYPＥRLＩNＫ＂ｈttp:/／wwｗ.icｂuｙ。coｍ/inｆo/tｏｐｉc＿ｓhoｗ/topic＿ｉｄ/7３.ｈtml＂\ｔ”＿bｌaｎk"ＬED点阵的行选线(高电平驱动),同时在Ｐ1。０，Ｐ1。1，P１．2,P1。3，接口输出列选扫描信号（低电平驱动）,从而选中相应的象素HYＰＥRLINK"ｈｔtｐ：//wｗｗ．icbuｙ．ｃom/ｉnｆo／ｔｏｐic＿ｓｈoｗ/tｏｐiｃ＿iｄ／７3。htｍl＂\t"＿blanｋ＂LEＤ发光,并利用人眼的视觉暂留特性合成整个汉字的显示。再改变取表地址实现汉字的滚动显示。3。4本次设计所需要的元器件如下所示:元器件件名称期间型号元件个数点阵显示屏ＭＡTＲIX-８X8-ＲＥＤ８＊84个核心控制芯片AT8９Ｃ５１１个上拉电阻排阻RP１1个4—-1６线译码器74HC15４1个3。５系统板上硬件连线：首先,从HYPEＲＬＩNＫ＂hｔtｐ:/／ｗｗw．cｈiｎaedｏnｌiｎe。cｏm/ｌiｓt。php？fid—20－pagｅ-1．ｈtm＂\ｔ”_ｂlａnk"ＰrotｅｕsHYPＥRLＩNK"ｈttp:/／www．cｈinaｅdonlinｅ.cｏm/downloａd／ｌist。ｐｈp?fid－9-ｐage—1。hｔm”\ｔ＂_bｌank"元件库中找到“ＭATＲIＸ－８X８—RＥD”元器件,如下图所示：并将四块该元器件放入HYPＥRLINK"ｈtｔp:／/ｗwｗ。cｈiｎaｅdoｎlinｅ。ｃｏm/lisｔ。ｐhｐ?fid—２0－paｇe-1．htm＂＼t＂_blank”Protｅuｓ文档区编辑窗口中。如果该元器件保持初始的位置(没有转动方向），首先将其左转９0°，使其水平放置，保证此时它的左面8个引脚是其行线，右边８个引脚是其列线。然后我们将四个元器件对应的行线和列线分别进行连接,使每一条行线引脚接一行16个LED，列线也相同.并注意要将行线和列线引出一定长度的引脚,以便下面使用。首先选中如上图中右侧的两块８×８点阵，然后拖动并使其与左侧的两块相并拢可以看到原来的连线已经自动隐藏了。然后,我们再来最后一步,选中下侧的两块点阵，并拖动使其与上侧的两块并拢如下图：选择元件AＴ89C5１：如图将AT8９C５1右侧的28~39引脚分别与已经拼接在一起的点阵屏的左侧1６根线分别相连.（４）:选择元件74HC１５4:将其左侧的ABＣＤ四根线分别与ＡT89C5１左侧的p1.0、p１。１、p1.2、p１．３相连,E1与ＡT89Ｃ5１的1０号线相连,E2接地。右侧的8~１9引脚分别与点阵右侧的16根相连,具体见电路原理图。四、系统软件设计：绘制好ＨＹPEＲＬINＫ”http：//wwｗ.chｉｎaｅｄonlｉｎｅ。ｃoｍ/ｌiｓｔ．ｐhp？fｉd－27—ｐage—１。ｈtm＂\t"_ｂlａnk＂电路图，下面我们来进行软件模块设计，编辑程序源文件4。1软件流程图如下所示：４．4编写实验源程序：(*．Ａsm文件）根据程序流程图，进行相应的源程序的编写4.５在kｅｉl中进行编译、链接:（1）编辑好源文件,对源程序进行编译、链接并产生源代码,生成相应的HEＸ文件。(2)在Ｐroteｕs设计器中双击CPU元件AＴ89C５1,如下图所示:4．６将生成的ＨＥX文件添加到CＰＵ中,点击运行按钮，进行仿真，观察实验结果如下图所示：五、设计总结。通过对本次设计，我深刻理解了点阵ＬED点阵显示的原理，及其实现方法和流程,增强了动手操作的能力,提高单片机知识技术的运用能力,为以后的继续学习打下了良好的基础，达到了实验的目的.六、参考文献［1］林志琦．基于Proteｕｓ的单片机可视化软硬件仿真［M］.北京：北京航空航天大学出版社,２０06．9[２］周润景,张丽娜.基于ＰROTEUS的电路及单片机系统设计与仿真[M］.北京:北京航空航天大学出版社,2０0６。5［3]张靖武,周灵彬．单片机系统的PRＯＴEUS设计与仿真[M］.北京:电子工业出版社,2007.４[４］周润景，张丽娜。PROTEUS入门实用教程［M］.北京：机械工业出版社,2007。9[5］戴俊峰。嵌入式系统大屏幕LＥD点阵显示器[Ｊ］。现代电子技术,2０04，27（1９）:6８－89，72．[６]冯寿鹏.基于嵌入式系统的LＥD信息显示技术研究［J].现代电子技术，2005（１)：15-４7。［7]楼然苗,李光飞.５１系列单片机设计实例［M]。北京：北京航空航天大学出版社,20０3。3［8]楼然苗，李光飞.单片机课程设计指导［M］．北京：北京航空航天大学出版社,2０07．７［9].贾东耀，汪仁煌．数字温度传感器在仓库温度检测系统的应用[J]．传感器世界,20０1（1２).[１0]DＡLＬASDS18B2０数据手册［Z].hｔtp：／/wwｗ。mａxｉmic．ｃoｍ七、附录:实验源程序 ORGﻩ0000HﻩAＪＭＰﻩMAＩNﻩOＲGﻩ０030HMAIN:ﻩＭＯVﻩＤPTＲ，#TABﻩﻩＭOＶﻩR1,#00HﻩﻩﻩMOＶ R4,＃9６ﻩﻩＣＭ:ﻩＭＯVﻩR５，＃５ﻩﻩ ＭOＶﻩＲ３,＃1６ﻩﻩC1:ﻩMＯVﻩR2，#0ﻩﻩＣ１６：ﻩＭOVﻩP0，#00HﻩＭＯVﻩＰ２,＃０0H ﻩﻩﻩＣLRﻩP３．0ﻩＭOＶ A，R2ﻩﻩﻩMＯVＣﻩA，＠A+ＤＰTＲ ﻩＭＯVﻩＰ0，A INC R２ MOＶ A,R２ﻩＭOＶCﻩＡ，@Ａ+DPTRﻩ MOVﻩＰ２,Ａ ﻩﻩINCﻩＲ２ﻩMOV Ｐ1，R1ﻩﻩ IＮＣ R1ﻩAＣALＬﻩD１MＳﻩﻩﻩACAＬLﻩD1ＭＳﻩＤＪNZﻩR３,C16ﻩﻩ MOVﻩR3，＃16ﻩＤＪNＺﻩR5,Ｃ1 ﻩﻩINCﻩDPTＲ ﻩﻩIＮCﻩＤPTＲﻩDＪNZﻩＲ４,CMﻩ ﻩAJMPﻩMＡＩNﻩﻩD1MＳ：ﻩMOVﻩR6，＃２ﻩＭOV Ｒ7，＃24８ﻩDJＮZﻩR7，＄ DＪNZ R６,＄－４ REＴＴAＢ：ﻩDＢ00０Ｈ，0０0H,000H,0０0H，０0０H,00０H，000H，00０H，000H，000H，０00H，0０0H，000H,000H,000Ｈ，000H;ﻩＤB0０0H,000H,00０H，000Ｈ，000H，０00Ｈ，000H,００0H，0０0H,00０Ｈ，00０H，０00H，０0０H，0０0Ｈ,00０H，00０H；””，ＤＢﻩ000H,000H，000H，00８H，０00H，００8H，0Ｅ0Ｈ,00８Ｈ,0F４H，00DH,054H,００５H，0F4H,07ＦH，0Ｆ8H,07ＦH； ＤＢ01EH,005Ｈ,0FEＨ,0０5H，0FAH,０06H，０10H，00２H，０00Ｈ,006Ｈ，０00H,０04H，0０0Ｈ，0０0Ｈ,０００H，000H；"单"，0ﻩDＢ 00０Ｈ，００0H，000H,000H，０00Ｈ，０1０H，00０H,01ＣH，０FCH,00ＦH,0FCH，003H，０40H,002Ｈ，040H，002H；DB0７EH，０7FＨ,0３EH,07ＦH，０20Ｈ，０00H，020Ｈ,00０Ｈ,00０Ｈ，０0０Ｈ,０0０H,00０H，000H,0０0H，000H,０00H；”片＂，１ＤＢ0０0Ｈ,0０8H,0４0H,00CH，0４0H，0０6Ｈ，０ＤＣH,0３ＦH,0FＥH，0３FH，0２2Ｈ，0１１H，０20H,０1DH，0Ｆ0H，0０FH；DＢ 0F０H，00３H,0F０Ｈ,00ＦH,0F0Ｈ,01ＦH,010H，0１０H,00０H,０１CH,00０Ｈ，０1CH,0００H,0１0Ｈ，0０0H,0０0H；”机”，2ﻩDBﻩ００0Ｈ，0０1H,0８０H,00１Ｈ，0Ｃ0H，00０H，０F0Ｈ,03ＦH，0FCH，０3ＦH，0４CH，01８H，0４0H，０0CH,０40H,027Ｈ;ﻩＤB0ＣCＨ，0６３H，０EＣH,079H，0２8Ｈ,０1FH,02０H,007H,020Ｈ，０0０Ｈ,0２0Ｈ，00