基于mcs-51的16×16汉字点阵显示

引言单片微型计算机（Single-ChipMicrocomputer）简称单片机。它是在一块芯片上集成了中央处理器、随机存储器、只读存储器、定时/计时器及I/O接口电路等部件，构成一个完整的微型计算机。8051是MCS-51系列单片机的典型产品，包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线。本文是利用MCS-51系列单片机及LED电子显示管组成的16*16汉字显示硬件电路及软件程序来显示所想要显示的汉字第一章概述1.1MCS-51系列单片机简介1.1.1MCS-51单片机内部结构

8051是MCS-51系列单片机的典型产品，包含中央处理器、程序存储器(ROM)、数据存储器(RAM)、定时/计数器、并行接口、串行接口和中断系统等几大单元及数据总线、地址总线和控制总线等三大总线，其内部结构图如图1-1所示。图1-18051内部结构图现在我们分别加以说明：中央处理器：

中央处理器(CPU)是整个单片机的核心部件，是8位数据宽度的处理器，能处理8位二进制数据或代码，CPU负责控制、指挥和调度整个单元系统协调的工作，完成运算和控制输入输出功能等操作。数据存储器(RAM)：

8051内部有128个8位用户数据存储单元和128个专用寄存器单元，它们是统一编址的，专用寄存器只能用于存放控制指令数据，用户只能访问，而不能用于存放用户数据，所以，用户能使用的RAM只有128个，可存放读写的数据，运算的中间结果或用户定义的字型表。 程序存储器(ROM)：8051共有4096个8位掩膜ROM，用于存放用户程序，原始数据或表格。定时/计数器(ROM)：8051有两个16位的可编程定时/计数器，以实现定时或计数产生中断用于控制程序转向。并行输入输出(I/O)口：8051共有4组8位I/O口(P0、P1、P2或P3)，用于对外部数据的传输。全双工串行口：8051内置一个全双工串行通信口，用于与其它设备间的串行数据传送，该串行口既可以用作异步通信收发器，也可以当同步移位器使用。中断系统：8051具备较完善的中断功能，有两个外中断、两个定时/计数器中断和一个串行中断，可满足不同的控制要求，并具有2级的优先级别选择。MCS-51单片机的基本结构图1-2Mcs-51单片机的基本结构1.1.2单片机的特点单片微型计算机（Single-ChipMicrocomputer）简称单片机。它是在一块芯片上集成了中央处理器、随机存储器、只读存储器、定时/计时器及I/O接口电路等部件，构成一个完整的微型计算机。单片机具有如下特点：有优异的性价比。集成度高、体积小、有很高的可靠性。单片机吧各功能部件集成在一块芯片上，内部采用总线结构，减少了芯片间的连线，大大提高了单片机的可靠性与抗干扰能力。另外，其体积小，对于强磁场环境易于采取屏蔽措施，适合于在恶劣环境下工作；也易于产品化。控制功能强。为了满足工业控制的要求，一般单片机的指令系统中均有极其丰富的转移指I/O口的逻辑操作及位处理指令。一般来说，单片机的逻辑控制功能及运行速度均高于同一档次的微机。单片机的系统扩展、系统配置较典型、规范，非常容易构成各种规模的应用系统。正是由于单片机具有上述以上特点，使单片机的应用范围日益扩大。单片机的应用，打破了人们的传统设计思想，原来很多用模拟电路、脉冲控制电路和逻辑部件来实现的功能，现在均可以使用单片机，通过软件来完成。1.1.3单片机的发展单片机的发展历史并不长，它的生产和发展与计算机的生产和发展大体上同步，也经历了四个阶段。第一阶段（1970-1974年）：为4位单片机阶段。这种单片机的特点是：价格便宜，控制功能强，片内含有多种I/O接口，有的根据不同用途还配有许多专用接口，有些甚至还包括A/D转换、D/A转换、声音合成等电路。丰富的I/O功能大大增强了4位单片机的控制能力，从而使外部设备接口电路极为简单。4位单片机主要应用于录音机、摄像机、电视机、洗衣机、录像机和电子玩具。第二阶段（1974-1978年）：为低中档8位单片机阶段。它是8位单片机的早期产品，以Intel公司的MCS-48系列单片机为代表，这个系列的单片机在片内集成8位CPU、并行I/O口、8位定时/计时器、RAM和ROM等，无串行接口，中断处理较简单，片内RAM和ROM容量较小，且寻址范围不大于4KB。第三阶段（1978-1983年）：为高档8位单片机阶段。这类单片机是在低、中档基础上发展起来的，起性能有明显提高。Intel公司的MCS-51系列单片机为代表，在片内增加了串行接口，有多级中断处理系统，16位定时/计时器、片内、RAM、ROM容量增大，寻址范围可达64KB，有的片内带有A/D转换接口。这类单片机功能强、应用领域广，是目前各类单片机中应用最多的一种。第四阶段（1983年至今）：为8位单片机巩固发展阶段及16位单片机、32位单片机推出阶段。此阶段主要特征是：一方面不断完善高档8位单片机，改善其机构，以满足不同用户的需要；另一方面发展16位单片机、32位单片机及专用型单片机。16位单片机除了CPU为16位外、片内RAM为232B、ROM为8KB，片内带有高速输入输出部件，多通道10位A/D转换部件，中断处理为8级，其实时处理能力更强。近年来，各个计算机生产厂家已进入更高性能的32为单片机研制、生产阶段。32位单片机除了具有更高的集成度外，主振频率已达到20MHz，这使32位单片机的数据处理速度比16位单片机快很多，性能比8位、16位单片机更加优越。1.2LED简介1.2.1概念与应用LED显示屏（LEDpanel）：LED就是lightemittingdiode，发光二极管的英文缩写，简称LED。它是一种通过控制半导体发光二极管的显示方式，其大概的样子就是由很多个通常是红色的发光二极管组成，靠灯的亮灭来显示字符。用来显示文字、图形、图像、动画、行情、视频、录像信号等各种信息的显示屏幕。1.2.2驱动方式其分为静态驱动电路和动态驱动电路。静态驱动方式：在静态驱动的有机发光显示器件上，一般各有机电致发光像素的阴极是连在一起引出的，各像素的阳极是分立引出的，这就是共阴的连接方式。若要一个像素发光只要让恒流源的电压与阴极的电压之差大于像素发光值的前提下，像素将在恒流源的驱动下发光，若要一个像素不发光就将它的阳极接在一个负电压上，就可将它反向截止。但是在图像变化比较多时可能出现交叉效应，为了避免我们必须采用交流的形式。静态驱动电路一般用于段式显示屏的驱动上。动态驱动方式：在动态驱动的有机发光显示器件上人们把像素的两个电极做成了矩阵型结构，即水平一组显示像素的同一性质的电极是共用的，纵向一组显示像素的相同性质的另一电极是共用的。如果像素可分为N行和M列，就可有N个行电极和M个列电极。行和列分别对应发光像素的两个电极。即阴极和阳极。在实际电路驱动的过程中，要逐行点亮或者要逐列点亮像素，通常采用逐行扫描的方式，行扫描，列电极为数据电极。实现方式是：循环地给每行电极施加脉冲，同时所有列电极给出该行像素的驱动电流脉冲，从而实现一行所有像素的显示。该行不再同一行或同一列的像素就加上反向电压使其不显示，以避免“交叉效应”，这种扫描是逐行顺序进行的，扫描所有行所需时间叫做帧周期。

1.2.3优点：亮度高、工作电压低、功耗小、微型化、易与集成电路匹配、驱动简单、寿命长、耐冲击、性能稳定。1.3字模1.3.1汉字字模码为了将汉字的字形显示输出，汉字信息处理系统还需要配有汉字字模库，也称字形库，它集中了全部汉字的字形信息。需要显示汉字时，根据汉字内码向字模库检索出该汉字的字形信息，然后输出，再从输出设备得到汉字。所谓汉字字模就是用0、1表示汉字的字形，将汉字放入n行*n列的正方形内，该正方形共有n^2个小方格，每个小方格用一位二进制表示，凡是笔划经过的方格值为1，未经过的值为0。汉字点阵字模有16*16点、24*24点、32*32点，48*48点几种，每个汉字字模分别需要32、72、128、288个字节存放，点数愈多，输出的汉字愈美观。存放在磁盘上的字模库称为软字库，存放在由ROM组成的印刷线路板上的字模库称为硬字库，也成为“汉卡”。1.3.2字模提取软件此软件用来帮助提取英文及汉字字模。对于英文及数字等用的是计算取点的方式,而汉字取模则是用的取汉字库这个通用方法。程序加上了左旋右旋,ASM与C51字模选择等控制功能,以及圆点方点,各种颜色的选择等附加功能。图1-3字模提取软件第二章系统设计2.1系统设计要求2.1.1实验目的

⑴利用单片机I/O口或以扩展锁存器的方式控制点阵显示。

⑵掌握单片机与16×16点阵块之间接口电路设计及编程。

2.1.2实验内容

利用实验系统16×16点阵实验单元，以两种方式控制点阵显示。要求编制程序实现汉字点阵循环显示。

2.1.3I/O口地址分配I/O口分别提供字形代码（列码）、扫描信号（行码），字形代码位为“1”、行扫描信号为“1”点亮该点，为“2.2实验驱动程序流程图进入中断进入中断定时器赋初值读取行号并增加1送行行显示数据消隐切换显示数据发送新行号，打开显示退出中断系统图2-1实验驱动程序流程图2.3实验电路图2-2扩展存储器控制方式原理图2.4实验步骤

2.4.1CPUI/O口控制方式

⑴用40芯扁平电缆把MCS-51仿真口与40芯点阵接口作对应的连接。

⑵在“P.”状态下按“0→F1→4→F2→0→EV”，进行实验程序装载。

⑶在闪动“P.”状态下，按“F2/NX”键把当前工作模式设置为“仿真”工作状态。

⑷“P”状态下键入“0FF0→EXEC”命令，连续运行点阵显示单元控制程序。

2.4.2扩展锁存器方式实验系统（如下型号的产品）的电路连接如下：

52H/52H+/52PH+/586H/586H+/586PH+

596H/596H+/596PH+/958H/958H+/958PH+

按实验电路图连接138译码输入端A.B.C，其中A连A2，B连A3，C连A4，138使能控制输入端G与位于地址线A0引出孔所在位置下方的使能控制输出端G作对应连接，该端的寻址范围为FFE0～FFFFH。

⑴把点阵单元的片选信号CS插孔与译码输出插孔Y0相连；

⑵用一8芯扁平电缆把点阵单元总线接口与数据总线（D0～D7）任一接口相连；

⑶用一根双头实验线把点阵单元的写信号WR插孔与位于六位LED显示左下方的系统控制信号WR/IOWR相连。

⑷编译、装载、连续运行程序，点阵显示模块应循环显示“欢迎选用启东达爱思计算机有限公司Dais系列产品”字样。综合型实验装置（如下型号的产品）的电路连接如下：

958PT+（进入系统实验状态，并将EA与GND相连！）

⑴将138译码输入A、B、C分别与地址总线A5、A6、A7相连；

⑵将G信号与反相后的A15连接：A15接02的第11脚(4A)、GND接02的第12脚(4B)、G接02的第13脚(4Y)；

⑶将16x16单元的WR与系统控制总线单元的IOW相连；

⑷将16x16单元的CS与138译码输出Y5相连。

⑸将8255器件左侧的接口电路数据总线与系统的数据总线D0～D7相连；

⑹编译、装载、连续运行程序，点阵显示模块应循环显示“欢迎选用启东达爱思计算机有限公司Dais系列产品”字样。⑺更改字模。编译、装载、连续运行程序，点阵显示模块应循环显示“内蒙古工业大学自电073班”字样。2.5实验程序ORG0000HLJMPXB13;==========点阵扫描子程序====================X01A:CLRA;清列值MOV0EH,A;指向零列X023:MOVA,0EH;取列值CLRCSUBBA,#10H;减16(十进制数)JCX0D2;末满16列继续扫描下一列RET;本次扫描完毕返回主程序X0D2:MOV0F0H,#02HMOVA,0EHMULAB;当前列值与“2”MOV82H,A;调正结果送数据指针DPTRMOV83H,0F0HLCALLXB1F;取与当前列对应的扫描代码MOV20H,A;=====================LCALLXB4E;扫描代码送高八位锁存器;=====================MOVA,0EH;取列值MOV0F0H,#02H;当前列值与“2”MULABADDA,#01H;调正结果加1送数据指针DPTRMOVR7,ACLRAADDCA,0F0HMOV82H,R7MOV83H,ALCALLXB1F;取与当前列对应的扫描代码;====================PUSHDPH;扫描代码送低八位锁存器PUSHDPLMOVDPTR,#0FFE0HMOVX@DPTR,A;====================MOVA,#01H;代码扫描从第一行开始MOVR6,#00HMOVR0,0EH;取与当前代码扫描对应的列值INCR0;列指针加1SJMPX083X07E:CLRC;当前代码扫描对应行的查找RLCA;行高八位左移一位XCHA,R6RLCA;行低八位带进位左移一位XCHA,R6X083:DJNZR0,X07E;不为当前代码扫描对应行返上继续调正;====================MOVDPTR,#0FFE2H;当前行码送高八位锁存器MOVX@DPTR,AMOVDPTR,#0FFE1H;当前行码送低八位锁存器MOVA,R6MOVX@DPTR,AMOVR6,#80H;当前行锁定显示250u秒DJNZR6,$;====================CLRA;关闭显示MOVDPTR,#0FFE1HMOVX@DPTR,A;行高八位锁存器清零INCDPTRMOVX@DPTR,A;行低八位锁存器清零POPDPLPOPDPH;====================INC0EH;列指针加1AJMPX023;继续下1行;====================X097:CLRAMOVDPTR,#0FFE1HMOVX@DPTR,AINCDPTRMOVX@DPTR,A;====================X0A0:CLRA;清扫描个数寄存器MOVR5,A;从第一个开始扫描X0A2:MOVA,R5;取当前扫描个数CLRC;=========确定要显示的汉字个数===========;用户可自定义汉字个数SUBBA,#19H;共扫描83个汉字JNCX0A0;扫描个数满83个返回从第一个开始MOVA,R5;=========确定显示为循环方式============;用户可自定义为移位循环方式MOVDPTR,#STLS;指向汉字表首址MOV0F0H,#20H;设定以完整的一个汉字为最小循环单位MULABADDA,dplMOV0ah,AMOVA,dphADDCA,0F0HMOV09H,ACLRAMOVR4,AX0BD:MOVA,R4CLRCSUBBA,#64H;每个汉字扫描64次JNCX0CF;当前汉字扫描次数满64次转MOVR2,09HMOVR1,0AHACALLX01AINCR4;扫描次数加1SJMPX0BDX0CF:INCR5;扫描个数加1指向下一个汉字SJMPX0A2;============汉字代码表======================================STLS:;欢DB00H,80H,00H,80H,0FCH,80H,04H,0FCH,45H,04H,46H,48H,28H,40H,28H,40H,10H,40H,28H,40H,24H,0A0H,44H,0A0H,81H,10H,01H,08H,02H,0EH,0CH,04H;迎DB00H,00H,41H,84H,26H,7EH,14H,44H,04H,44H,04H,44H,0F4H,44H,14H,0C4H,15H,44H,16H,54H,14H,48H,10H,40H,10H,40H,28H,46H,47H,0FCH,00H,00H;选DB00H,40H,42H,40H,32H,48H,13H,0FCH,02H,40H,04H,44H,0F7H,0FEH,10H,0A0H,10H,0A0H,10H,0A0H,11H,22H,11H,22H,12H,1EH,2CH,00H,44H,06H,03H,0FCH;用DB00H,08H,3FH,0FCH,21H,08H,21H,08H,21H,08H,3FH,0F8H,21H,08H,21H,08H,21H,08H,3FH,0F8H,21H,08H,21H,08H,21H,08H,41H,08H,41H,28H,80H,10H;启DB01H,00H,00H,84H,1FH,0FEH,10H,04H,10H,04H,10H,04H,1FH,0FCH,10H,00H,10H,04H,1FH,0FEH,18H,04H,28H,04H,28H,04H,48H,04H,8FH,0FCH,08H,04H;东DB02H,00H,02H,00H,02H,04H,0FFH,0FEH,04H,00H,09H,00H,09H,00H,11H,10H,3FH,0F8H,01H,00H,09H,40H,09H,20H,11H,10H,21H,18H,45H,08H,02H,00H;达DB00H,80H,40H,80H,20H,80H,20H,80H,00H,88H,0FH,0FCH,0E0H,80H,21H,00H,21H,40H,22H,20H,22H,10H,24H,18H,28H,08H,50H,06H,8FH,0FCH,00H,00H;爱DB00H,78H,3FH,80H,11H,10H,09H,20H,7FH,0FEH,42H,02H,82H,04H,7FH,0F8H,04H,00H,07H,0F0H,0AH,20H,09H,40H,10H,80H,11H,60H,22H,1CH,0CH,08H;思DB00H,08H,3FH,0FCH,21H,08H,21H,08H,21H,08H,3FH,0F8H,21H,08H,21H,08H,21H,08H,3FH,0F8H,20H,08H,02H,00H,51H,88H,50H,96H,90H,12H,0FH,0F0H;计DB00H,40H,20H,40H,10H,40H,10H,40H,00H,40H,00H,44H,0F7H,0FEH,10H,40H,10H,40H,10H,40H,10H,40H,12H,40H,14H,40H,18H,40H,10H,40H,00H,40H;算DB20H,80H,3EH,0FCH,49H,20H,9FH,0F0H,10H,10H,1FH,0F0H,10H,10H,1FH,0F0H,10H,10H,1FH,0F0H,08H,24H,0FFH,0FEH,08H,20H,08H,20H,10H,20H,20H,20H;机DB10H,00H,10H,10H,11H,0F8H,11H,10H,0FDH,10H,11H,10H,31H,10H,39H,10H,55H,10H,51H,10H,91H,10H,11H,10H,11H,12H,12H,12H,14H,0EH,18H,00H;有DB02H,00H,02H,04H,0FFH,0FEH,04H,00H,04H,10H,0FH,0F8H,08H,10H,18H,10H,2FH,0F0H,48H,10H,88H,10H,0FH,0F0H,08H,10H,08H,10H,08H,50H,08H,20H;限DB00H,08H,7DH,0FCH,45H,08H,49H,08H,49H,0F8H,51H,08H,49H,08H,49H,0F8H,45H,04H,45H,88H,45H,50H,69H,20H,51H,10H,41H,4EH,41H,84H,41H,00H;公DB00H,00H,00H,80H,04H,80H,04H,40H,08H,40H,08H,20H,11H,10H,21H,0EH,0C2H,04H,02H,00H,04H,00H,08H,40H,10H,20H,1FH,0F0H,00H,10H,00H,00H;司DB00H,08H,3FH,0FCH,00H,08H,00H,48H,0FFH,0E8H,00H,08H,00H,88H,3FH,0C8H,20H,88H,20H,88H,20H,88H,20H,88H,3FH,88H,20H,88H,00H,28H,00H,10H;ＤDB00H,00H,7FH,0E0H,20H,10H,20H,08H,20H,08H,20H,08H,20H,08H,20H,08H,20H,08H,20H,08H,20H,10H,7FH,0E0H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H;ａDB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,0FH,80H,10H,40H,00H,40H,0FH,0C0H,10H,40H,10H,50H,0FH,0A0H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H;ｉDB00H,00H,01H,00H,01H,00H,00H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H;ｓDB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,07H,80H,08H,40H,08H,00H,07H,80H,00H,40H,08H,40H,07H,80H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H;系DB00H,38H,7FH,0C0H,04H,00H,04H,10H,08H,20H,3FH,0C0H,01H,00H,02H,20H,04H,10H,3FH,0F8H,01H,08H,09H,20H,09H,10H,11H,08H,25H,08H,02H,00H;列DB01H,04H,7FH,84H,10H,24H,10H,24H,1FH,24H,21H,24H,21H,24H,52H,24H,8AH,24H,04H,24H,04H,24H,08H,24H,10H,04H,20H,04H,40H,14H,00H,08H;产DB02H,00H,01H,00H,01H,08H,7FH,0FCH,08H,10H,04H,20H,04H,48H,1FH,0FCH,10H,00H,10H,00H,10H,00H,10H,00H,20H,00H,20H,00H,40H,00H,80H,00H;品DB00H,10H,1FH,0F8H,10H,10H,10H,10H,10H,10H,1FH,0F0H,10H,10H,02H,04H,7FH,0FEH,42H,84H,42H,84H,42H,84H,42H,84H,42H,84H,7EH,0FCH,42H,84H;。DB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,18H,00H,24H,00H,24H,00H,18H,00H,00H,00H,00H,00H;======================================================================XB13:MOVR0,#7FHCLRAXB16:MOV@R0,ADJNZR0,XB16MOV81H,#20HJMPX097;============查找与当前列对应的汉字代码子程序====================XB1F:MOVA,82H;本次扫描首址与当前列值相加ADDA,R1;低八位相加MOV82H,A;送DPLMOVA,83H;高八位相加ADDCA,R2;再加低八位进位位CYMOV83H,A;送DPHCLRAMOVCA,@A+DPTR;取汉字代码RET;返回;=====================XB4E:MOVC,07HMOVACC.0,CMOVC,06HMOVACC.1,CMOVC,05HMOVACC.2,CMOVC,04HMOVACC.3,CMOVC,03HMOVACC.4,CMOVC,02HMOVACC.5,CMOVC,01HMOVACC.6,CMOVC,00HMOVACC.7,C;XB4E:;如果是PH206请删除上述XB4E开始的16行代码，并删除本行首的";"PUSHDPHPUSHDPLMOVDPTR,#0FFE3HMOVX@DPTR,APOPDPLPOPDPHRET;END若想更换显示字幕，将上述程序的汉字代码表更换，例如换成如下代码表，则显示“内蒙古工业大学自电073班”;============汉字代码表======================================STLS:;内DB01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,7FH,0FCH,41H,04H,41H,04H,42H,04H,42H,84H,44H,64H,48H,34H,50H,14H,40H,04H,40H,04H,40H,14H,40H,08H;蒙DB04H,48H,7FH,0FCH,04H,40H,7FH,0FEH,40H,02H,8FH,0E4H,00H,00H,7FH,0FCH,06H,10H,3BH,30H,05H,0C0H,1AH,0A0H,64H,90H,18H,8EH,62H,84H,01H,00H;古DB01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,04H,0FFH,0FEH,01H,00H,01H,00H,01H,10H,1FH,0F8H,10H,10H,10H,10H,10H,10H,10H,10H,10H,10H,1FH,0F0H,10H,10H;工DB00H,00H,00H,08H,7FH,0FCH,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,04H,0FFH,0FEH,00H,00H,00H,00H;业DB04H,40H,04H,40H,04H,40H,04H,40H,44H,44H,24H,44H,24H,48H,14H,48H,14H,50H,14H,50H,14H,60H,04H,40H,04H,40H,04H,44H,0FFH,0FEH,00H,00H;大DB01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,00H,01H,04H,0FFH,0FEH,01H,00H,02H,80H,02H,80H,02H,40H,04H,40H,04H,20H,08H,10H,10H,0EH,60H,04H,00H,00H;学DB22H,08H,11H,08H,11H,10H,00H,20H,7FH,0FEH,40H,02H,80H,04H,1FH,0E0H,00H,40H,01H,84H,0FFH,0FEH,01H,00H,01H,00H,01H,00H,05H,00H,02H,00H;自DB01H,00H,02H,00H,04H,10H,1FH,0F8H,10H,10H,10H,10H,1FH,0F0H,10H,10H,10H,10H,10H,