课程设计LED1616点阵显示设计.docx

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课程设计LED1616点阵显示设计

课程设计IV

设计说明书

LED16*16点阵显示设计

学生姓名

学号

班级

成绩

指导教师

数学与运算机科学学院

2013年月日

课程设计任务书

专业：

学号：

姓名：

课程设计名称：

课程设计IV﹙10171010﹚

设计题目：

LED16*16点阵显示设计

完成期限：

自2013年9月2日至2013年9月14日共2周

设计依据要求及主要内容

一、目的任务：

依据实验器材提供的功能，利用并行接口芯片8255A和LED点阵模块显示字符，用取模软件成立标准字库，并编制程序实现点阵循环左移显示汉字。

二、设计内容：

1.温习相关课程内容：

微机原理及应用课程相关内容；汇编语言程序设计的相关内容；熟悉模拟电路、数字电路的相关知识；

2.熟悉实验相关器材的主要功能。

3.在上述基础上，按照课程设计的大体要求，完成以下各项任务（反映在设计说明书中）：

（1）题目要求涉及的硬件电路图及摘要说明。

（2）题目的工作原理及相应描述。

（3）程序流程框图。

三、设计要求：

1.软件程序文档（）；2.硬件电路图（用专业软件）；3.完成实验；4.完成设计说明书。

课程设计评阅

评语：

指导教师签名：

年月日

摘要

利用微机接口芯片8255，并行控制LED点阵显示；第二就是掌握8088微机系统与LED点阵显示模块之间接口电路设计及编程，了解LED点阵显示的大体原理和如何来实现汉字的的循环左移显示。

在控制板MC1上以并行通信的方式控制LED点阵显示。

要求自建字库，编制程序实现点阵循环左移显示汉字；

关键词：

芯片；并行；循环

1.设计目的.................................................................................................................................................1

2.设计内容.................................................................................................................................................2

3.硬件电路设计.........................................................................................................................................3

3.18255..................................................................................................................................................3

3.2138译码器.......................................................................................................................................3

3.3371锁存器.......................................................................................................................................3

3.4LED动态显示原理.........................................................................................................................3

3.5整个系统的仿真电路图.................................................................................................................6

4.字模生成.................................................................................................................................................7

5.程序设计.................................................................................................................................................8

5.1程序设计整体思路.........................................................................................................................8

5.2程序流程图.....................................................................................................................................8

5.3源程序...........................................................................................................................................10

6.系统功能测试.......................................................................................................................................13

6.1实物测试.......................................................................................................................................13

6.2仿真测试.......................................................................................................................................13

7.总结.......................................................................................................................................................14

参考文献....................................................................................................................................................15

1.设计目的

本次课程设计目的剖析实验箱，利用微机接口芯片8255，并行控制LED点阵显示；第二就是掌握8088微机系统与LED点阵显示模块之间接口电路设计及编程，了解LED点阵显示的大体原理和如何来实现汉字的的循环左移显示。

2.设计内容

利用598H实验系统扩展接口CZ7座，在控制板MC1上以并行通信的方式控制LED点阵显示。

要求自建字库，编制程序实现点阵循环左移显示汉字，并要求通过protues仿真软件画出电路图，运行程序。

3.硬件电路设计

整个电路由8088CPU，两片8255，1个74ls373，1个74LS138,1个16×16的LED,5个7407。

该电路可静态显示1个16*16位的汉字，也可循环显示。

3.18255

Intel8255A是一种通用的可编程序并行I/O接口芯片，又称“可编程外设接口芯片”，是为Intel8080/8085系列微处置据设计的，也可用于其它系列的微机系统。

可由程序来改变其功能，通用性强、利用灵活。

通过8255A，CPU可直接同外设相连接，是应用最广的并行I/O接口芯片。

其中含3个独立的8位并行输入/输出端口，各端口均具有数据的控制和锁存能力。

可通过编程设置各端口的工作方式和数据传送方向（入/出/双向）。

3.2138译码器

译码器是组合逻辑电路的一个重要的器件，74LS138的输出是低电平有效，故实现逻辑功能时，输出端不可接或门及或非门，74LS138与前面不同，其有使能端，故使能端必需加以处置，不然无法实现需要的逻辑功能。

发光二极管点亮只须使其正向导通即可，按照LED的公共极是阳极仍是阴极分为两类译码器，即针对共阳极的低电平有效的译码器；针对共阴极LED的高电平输出有效的译码器。

3.3373锁存器

74LS373是低功耗肖特基TTL8D锁存器，内有8个相同的D型（三态同相）锁存器，由两个控制端（11脚G或EN；1脚OUT、CONT、OE）控制。

当OE接地时，若G为高电平，74LS373接收由PPU输出的地址信号；若是G为低电平，则将地址信号锁存。

工作原理：

74LS373的输出端O0—O7可直接与总线相连。

当三态允许控制端OE为低电平时，O0—O7为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。

当OE为高电平时，O0—O7呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。

当锁存允许端LE为高电平时，O随数据D而变。

当LE为低电平时，O被锁存在已成立的数据电平。

3.4LED动态显示原理

LED点阵显示系统中各模块的显示方式：

有静态和动态显示两种。

静态显示原理简单、控制方便，但硬件接线复杂，在实际应用中一般采用动态显示方式，动态显示采用扫描的方式工作，由峰值较大的窄脉冲电压驱动，从上到下逐次不断地对显示屏的各行进行选通，同时又向各列送出表示图形或文字信息的列数据信号，反复循环以上操作，就可显示各类图形或文字信息。

点阵式LED绝大部份是采用动态扫描显示方式，这种显示方式巧妙地利用了人眼的视觉暂留特性。

将持续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速度高于24帧/秒，人眼看起来就是一个完整的，相对静止的画面。

最典型的例子就是电影放映机。

在电子领域中，因为这种动态扫描显示方式极大的缩减了发光单元的信号线数量，因此在LED显示技术中被普遍利用。

以8×8点阵模块为例，说明一下其利用方式及控制进程。

图2.1中，红色水平线Y0、Y1……Y7叫做行线，接内部发光二极管的阳极，每一行8个LED的阳极都接在本行的行线上。

相邻两行线间绝缘。

一样，蓝色竖直线X0、X1……X7叫做列线，接内部每列8个LED的阴极，相邻两列线间绝缘。

在这种形式的LED点阵模块中，若在某行线上施加高电平（用“1”表示），在某列线上施加低电平（用“0”表示）。

则行线和列线的交叉点处的LED就会有电流流过而发光。

比如，Y7为1，X0为0,则右下角的LED点亮。

再如Y0为1，X0到X7均为0，则最上面一行8个LED全点亮。

现描述一下用动态扫描显示的方式，显示字符“B”的进程。

其进程如图3.1

图3.1用动态扫描显示字符“B”的进程

Proteus中只有5×7和8×8等LED点阵，并无16×16LED点阵，而在实际应用中，要良好地显示一个汉字，则至少需要16×16点阵。

下面咱们就第一介绍利用8×8点阵构建16×16点阵的方式，并构建一块16×16LED点阵，用于本次设计。

第一，从Proteus7.5的元件库中找到“MATRIX-8X8-RED”元器件，并将四块该元器件放入Proteus文档区编辑窗口中。

现在需要注意,若是该元器件维持初始的位置（没有转动方向），咱们要第一将其左转90°，使其水平放置，那么现在它的左面8个引脚是其行线，右边8个引脚是其列线（固然，若是你是将右转，则右边8个引脚是行线）。

然后咱们将四个元器件对应的行线和列线别离进行连接，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必然长度的引脚，以便下面咱们利用。

连接好的16×16点阵如图3.2所示。

成如上图的16×16点阵只是第一步，如此分开的数块并非能达到好的显示效果,下面咱们要将其进一步组合。

组合实际上很简单，第一选中如上图中右边的两块8×8点阵，然后拖动并使其与左侧的两块相并拢，如图3.3所示。

图3.3

能够看到原来的连线已经自动隐藏了，至于线上的交点，咱们不要去动。

然后，咱们再来最后一步，选中下侧的两块点阵，并拖动使其与上侧的两块并拢,最后的效果如图3.4所示。

看到,原来杂乱的连线此刻已经几乎全数隐藏了，一块16×16的LED点阵做成了。

需要注意，做成的LED点阵的行线为左侧的16个引脚，下侧的16个引脚为其列线，而且其行线为高电平有效，列线为低电平有效。

然后，咱们将其保留，以便以后利用。

图3.4

3.5整个系统的仿真电路图

图3.5

4.字模生成

文字的字模是一组数字，但它的意义却与数字的意义有着根本的转变，它是用数字的列位信息来记载英文或汉字的形状[1。

在电脑硬件中，根本没有汉字那个概念，也没有英文的概念，其熟悉的概念只有——内码（将ASCII表的高128个很少用到的数值以两个为一组来表示汉字，即汉字的内码。

而剩下的低128位则留给英文字符利用，即英文的内码）。

若是你用启动盘启动系统后用DIR命令可能取得一串串莫名其妙的字符，但那确确实实是汉字，若是你启动UCDOS或其他的汉字系统后，就会看到那是一个个熟悉的汉字。

在硬件系统内，英文的字模信息一般固化在ROM里，即便在没有进入系统的CMOS里，也能够让你看到英文字符。

而在DOS下，中文的字模信息一般记录在汉字库文件里（将制作好的字模放到一个个标准的库中，这就是点阵字库文件）。

在通过软件实现的技术中，目前有许多字模生成软件，软件打开后输入汉字，点“检取”，十六进制数据的汉字代码即可自动生成，把咱们所需要的竖排数据复制到咱们的程序中即可。

在通过硬件实现字模提取的技术中，有在系统中增加硬汉字库的方式，主控器发送的汉字是其机内码，用两个字节来表示一个汉字。

按照机内码，显示单元控制模块从汉字库中查取显示字模，实现汉字显示。

由于带有硬汉字库，进行动态文字显示时，通用智能显示单元仅同意汉字的机内码即可，如此数据通信量大大减少。

因此，“动态文字显示速度快”。

5.程序设计

5.1程序设计整体思路

用简短的汇编程序设计，实现LED点阵显示内容，并使显示的内容在屏幕上从左到右的转动显示。

系统采用模块化结构，包括主程序、显示子程序和循环扫描显示子程序。

用8088、74LS373、74LS138、7407芯片和1个16×16LED点阵显示器组成一个完整的16位点阵LED显示系统。

5.2程序流程图

程序主要由开始、初始化、主程序、子程序、字库组成（源程序详见附录）。

其中主程序和子程序的流程图为：

图5.1循环扫描显示子程序流程图

字库为：

DB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H

DB01H,00H,00H,80H,00H,60H,0FFH,0F8H,00H,07H,00H,00H,00H,04H,79H,24H;信

DB49H,24H,49H,25H,49H,26H,49H,24H,49H,24H,79H,24H,00H,04H,00H,00H

DB40H,00H,30H,00H,00H,00H,03H,0FCH,39H,54H,41H,54H,41H,56H,45H,55H;息

DB59H,54H,41H,54H,41H,54H,73H,0FCH,00H,00H,08H,00H,30H,00H,00H,00H

DB20H,00H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,3FH,0FCH;工

DB20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,04H,20H,00H,00H,00H

DB08H,24H,06H,24H,01H,0A4H,0FFH,0FEH,01H,23H,06H,22H,40H,00H,49H,3EH;程

DB49H,22H,49H,22H,7FH,22H,49H,22H,49H,22H,49H,3EH,41H,00H,00H,00H

DB04H,40H,04H,30H,04H,11H,04H,96H,04H,90H,44H,90H,84H,91H,7EH,96H;学

DB06H,90H,05H,90H,04H,98H,04H,14H,04H,13H,04H,50H,04H,30H,00H,00H

DB00H,00H,0FFH,0FEH,04H,22H,08H,5AH,07H,86H,80H,10H,41H,0CH,31H,24H;院

DB0FH,24H,01H,25H,01H,26H,3FH,24H,41H,24H,41H,14H,71H,0CH,00H,00H

DB00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H

5.3源程序

PAEQU0040H;行代码1

PBEQU0042H;行代码2

PCTLEQU0046H;行8255控制口地址

XPAEQU0048H;列扫描1

XPBEQU004AH;列扫描2

XPCTLEQU004EH;列8255控制口地址

DATASEGMENTAT0

ORG2DB0H

FLDB?

;选择列扫描

R0DW?

;数据地址偏移量

R6DW?

;扫描存储单元

R1DB?

;列扫描通道选择

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

ORG2DC0H

START:

MOVDX,XPCTL

MOVAL,80H

OUTDX,AL;选择8255个端口工作方式

MOVDX,PCTL

OUTDX,AL

CALLOFFLED

MOVAL,00H;数据初始化

MOVFL,AL

MOVR6,0048H

X0:

MOVR0,0000H

X1:

CALLDEL1

INCR0

INCR0;R0+2

CMPR0,00E0H;304

JNZX1

JMPX0

DISPW:

PUSHR0;LED点阵显示

MOVR1,01H

DISP1:

MOVAX,R0

MOVBX,OFFSETTAB

ADDBX,AX

MOVAL,CS:

[BX]

MOVDX,PB

OUTDX,AL;行代码1输入

INCR0

MOVAX,R0

MOVBX,OFFSETTAB

ADDBX,AX

MOVAL,CS:

[BX]

MOVDX,PA

OUTDX,AL;行代码2输入

MOVDX,R6

MOVAL,R1

NOTAL

OUTDX,AL;列扫描

MOVCX,0010H;循环128次

LOOP$

CALLOFFLED

INCR0

RCLR1,1;扫描信号左移8次

JNCDISP1

CMPFL,00H

JNZEXIT

INCFL

CLC;标志位CF清零

MOVR1,01H

MOVR6,004AH;切换到列扫描2

JMPDISP1

EXIT:

MOVR6,0048H;切换到列扫描1

MOVFL,00H

POPR0

RET

OFFLED:

MOVDX,XPA;灭灯

MOVAL,0FFH

OUTDX,AL

MOVDX,XPB

OUTDX,AL

RET

DEL1:

MOVCX,0020H;计数32次

CON1:

PUSHCX

CALLDISPW

POPCX

LOOPCON1

RET

TAB: