51单片机点阵设计江海东.docx

1、51单片机点阵设计江海东 班级：电信3班姓名：江海东学号：2220083421一实验目的用TOP-23088DH-U 8x8LED点阵块设计制作一个816点阵汉字显示器，通过51单片机作为控制系统，由8255的A口为段数据口向两块点阵提供数据，B口提供扫描信息，通过74LS154译码后进行扫描。同时C口接3个开关，形成控制功能选择。二设计要求1、能显示168的汉字，显示“老师”，“大连”等。2、通过按键控制可以改变显示的汉字，图形和符号。3、通过按键控制可以实现汉字静态显示“老师”以及左移显示“大连”。4、可以实现简单的图形的从外向内周期显示以及从内向外周期显示。5、增加了驱动电路，提高了现实

2、亮度。6、增加了现实图形：点阵从内向外周期显示后又相反显示，显示正弦波形（左移），显示正弦波形（右移）。三实验元器件需要器件名称 数量 8051单片机（实验箱集成） 1 8255（实验箱集成） 1 TOP-23088DH-U 8x8LED 2 74LS154 1 74LS245 1面包板 3导线 若干开关（实验箱集成） 5四.原理分析（1）TOP-23088DH-U 8x8LED点阵电路原理图及其使用说明 有标记的一侧63121141524正面图，脚线分布 813115167109说明：TOP-23088DH-U 8x8LED点阵属于共阴极点阵其中 1至8控制行行为阳极低电平0有效9至16 控

3、制列列为阴极高电平1有效要点亮某盏小灯时，应先把小灯所位置的行置于低电平。然后控制列的高电平编程时按“高位往低位”的顺序编写代码如果，当你所选购的8x8LED点阵型号是别的型号，而你又没有得到相关电路图时，可以自己用数字万用表去检测。方法如下：1以有标记的那一端在上，建立坐标系。2将数字万用表调到测试二极管的那端，如后将红笔固定在某一引脚上，然后将黑笔分别与其他引脚相接。观察哪一行或者那一列的小灯是否被点亮，然后记下坐标。如果小灯没亮，则将黑笔与红笔换位，再重复测量。3然后重复上述步骤2。之后整理所得的数据，即可得到该8x8LED点阵的电路图了。点阵模块图如下： 如上图所示，本实验通过列扫描方

4、式，扫描同时给行线送显示数据。当扫描到某列，则该列选通，其他列截止，选通瞬间送显示数据，则所对应的二极管亮。显示的基本原理：点阵依靠循环点亮每一列（或行），快速循环形成一屏图像，而每一屏快速交替，可进一步形成动画的效果。 （2）同时，74LS245的管脚图如下图 （3） 74LS154管脚图如下图：五实验方案（1）方案论证控制模块整个系统由8051、74LS154，8255组成，其中，8051，8255，以及开关都集成在实验箱上。并且集成了时钟等必须器件。74LS154是4线转16线译码器，4线端接8255的PB.0-PB.3口接收列扫描信息，16线端低电平有效，控制点阵的16列74LS245

5、是对列的驱动，8255的PA.0-PA.7用于将行扫描数据进行高速串-并转换，实验箱内部便可提供较大电流总够控制点阵的8行，这样，点阵的128个点中被选通的就亮。显示模块由2块TOP-23088DH-U 8x8LED点阵组成（2）流程图Y NY NY NY NY N（3）硬件连接（4）软件部分编程思路为：先对相关变量进行初始化，循环扫描点亮16列LED，一帧图像扫描完毕后，列指针向右移动一位，再扫描下一帧图像。依此类推，列指针共向右移动16位，这样主观上就感觉向左滚动，移动一个汉字（列指针右移16位）后，字指针指向下一个汉字，这样就能在显示屏上看到汉字滚动。（5）实验程序ORG 0000HLJ

6、MP STARTORG 3000HSTART: MOV DPTR,#8003H MOV A,#81H MOVX DPTR,A MOV R6,#2 MOV R7,#10H MOV DPTR,#8002H MOVX A,DPTR JNB ACC.0,L1 JNB ACC.1,L2 JNB ACC.2,L3 JNB ACC.3,L41 JNB ACC.4,L51L41: LJMP L4L51: LJMP L5 SJMP STARTL1: MOV R0,#00H MOV R1,#00HLOOP1: MOV A,R1 MOV DPTR,#8001H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#TAB1

7、MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8000H MOVX DPTR,A LCALL DELAY INC R0 INC R1 DJNZ R7,LOOP1 MOV R7,#10H LJMP STARTL2: MOV R4,#00H MOV A,R4 MOV R0,ALOOP2: MOV R1,#00HKK2: MOV A,R1 MOV DPTR,#8001H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#TAB2 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8000H MOVX DPTR,A INC R0 INC R1 LCALL DELAY LC

8、ALL DELAY DJNZ R7,KK2 MOV A,R4 MOV R0,A MOV R7,#10H DJNZ R6,LOOP2 LCALL DELAY LCALL DELAY INC R4 MOV A,R4 MOV R0,A ; MOV R7,#10H MOV R6,#02H CJNE R4, #16,LOOP2 LJMP STARTL3: MOV R4,#00H MOV R5,#08H MOV A,R4 MOV R0,A MOV R1,#00HLOOP3: MOV A,R1 MOV DPTR,#8001H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#TAB3 MOV A,R0 MOVC

9、A,A+DPTR MOV DPTR,#8000H MOVX DPTR,A LCALL DELAY LCALL DELAY INC R0 INC R1 DJNZ R7,LOOP3 MOV R7,#10H MOV A,R4 MOV R0,A DJNZ R6,LOOP3 MOV R6,#2 MOV A,#16 ADD A,R4 MOV R4,A MOV R0,A DJNZ R5,LOOP3 LJMP STARTL4: MOV R4,#00H MOV R5,#08H MOV A,R4 MOV R0,A MOV R1,#00HLOOP4: MOV A,R1 MOV DPTR,#8001H MOVX DP

10、TR,A MOV DPTR,#TAB4 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8000H MOVX DPTR,A LCALL DELAY LCALL DELAY INC R0 INC R1 DJNZ R7,LOOP4 MOV R7,#10H MOV A,R4 MOV R0,A DJNZ R6,LOOP4 MOV R6,#2 MOV A,#16 ADD A,R4 MOV R4,A MOV R0,A DJNZ R5,LOOP4L6: MOV R4,#00H MOV R5,#08H MOV A,R4 MOV R0,A MOV R1,#00HLOOP6: MOV A,R1

11、MOV DPTR,#8001H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#TAB6 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8000H MOVX DPTR,A LCALL DELAY LCALL DELAY INC R0 INC R1 DJNZ R7,LOOP6 MOV R7,#10H MOV A,R4 MOV R0,A DJNZ R6,LOOP6 MOV R6,#2 MOV A,#16 ADD A,R4 MOV R4,A MOV R0,A DJNZ R5,LOOP6 LJMP STARTL5: MOV R4,#00H MOV A,R4 MOV R0,ALOOP5:

12、 MOV R1,#00HKK5: MOV A,R1 MOV DPTR,#8001H MOVX DPTR,A MOV DPTR,#TAB5 MOV A,R0 MOVC A,A+DPTR MOV DPTR,#8000H MOVX DPTR,A INC R0 INC R1 LCALL DELAY DJNZ R7,KK5 MOV A,R4 MOV R0,A MOV R7,#10H DJNZ R6,LOOP5 LCALL DELAY INC R4 MOV A,R4 MOV R0,A ; MOV R7,#10H MOV R6,#02H CJNE R4, #16,LOOP5 LJMP STARTDELAY:

13、 MOV R2,#0FHPP: MOV R3,#0FH DJNZ R3,$ DJNZ R2,PP RETTAB1:DB 88H,4AH,2AH,0FFH,0CAH,0AEH,88H,0C0H,18H,0FFH,00H,3CH,05H,0FFH,05H,3CHTAB2:DB 44H,24H,14H,0FH,14H,24H,44H,00H,8BH,0F6H,0AAH,0AEH,0ABH,0FEH,0AAH,0AAH DB 44H,24H,14H,0FH,14H,24H,44H,00H,8BH,0F6H,0AAH,0AEH,0ABH,0FEH,0AAH,0AAHTAB3: DB 0FFH,81H,8

14、1H,81H,81H,81H,81H,0FFH,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,7EH,42H,42H,42H,42H,7EH,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,3CH,24H,24H,3CH,00H,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,18H,18H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,

15、00H,00H,18H,18H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,00H,3CH,24H,24H,3CH,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,7EH,42H,42H,42H,42H,7EH,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 0FFH,81H,81H,81H,81H,81H,81H,0FFHTAB4: DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00

16、H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,18H,18H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,18H,18H,00H,00H,00H DB 00H,00H,3CH,24H,24H

17、,3CH,00H,00H, 00H,00H,3CH,24H,24H,3CH,00H,00H DB 00H,7EH,42H,42H,42H,42H,7EH,00H, 00H,7EH,42H,42H,42H,42H,7EH,00H DB 0FFH,81H,81H,81H,81H,81H,81H,0FFH, 0FFH,81H,81H,81H,81H,81H,81H,0FFHTAB6: DB 0FFH,81H,81H,81H,81H,81H,81H,0FFH, 0FFH,81H,81H,81H,81H,81H,81H,0FFH DB 00H,7EH,42H,42H,42H,42H,7EH,00H, 0

18、0H,7EH,42H,42H,42H,42H,7EH,00H DB 00H,00H,3CH,24H,24H,3CH,00H,00H, 00H,00H,3CH,24H,24H,3CH,00H,00H DB 00H,00H,00H,18H,18H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,18H,18H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,0

19、0H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H DB 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H, 00H,00H,00H,00H,00H,00H,00H,00HTAB5: DB 01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H,80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01H DB 01H,02H,04H,08H,10H,20H,40H,80H,80H,40H,20H,10H,08H,04H,02H,01HEND六.实际制作与调试（1）实际制作使用ke

20、il先对软件程序进行编译测试并进行proteus仿真，调试成功后开始硬件部分。再编一段小程序用来测试硬件，发现LED有显示，即可向下进行，在这个环节上，所编程序应将字型表先全设为0FFH，因为只有让LED全点亮才能测试出所有线路，LED，8051和8255能否正常工作、点阵的极性及是否有坏点。在制作过程中，由于LED管脚并不是与每一行每一列一一对应的，所以上网站找到了关于该点阵的资料。之后在用仪器测试74LS154，74LS245是否正常，然后按照之前设计好的线路连接硬件线路，电路连接需要仔细。（2）调试过程先通过韦弗的软件将程序下载到实验箱中，初始为黑屏，因为没有按键被按下。之后通过按键进行

21、控制，看显示是否正确，若点阵全都不亮，则首先要仔细检查程序，很可能是程序出了问题，因为之前已经对硬件进行测试了，若确定程序没有问题，则很可能是连线出现了断线，或者是连线连错了，点阵实验的线较多，所以需要在实验之前对每根线路进行检测，检测的方法是使用万用表检测是否出现短路现象。由于线较多，所以很容易接连错了，也有可能是前面对LED的能否正常工作没有测试到位导致部分电路问题被遗漏。若测试时就只有几个点不亮，这时就能确定点阵极性及那些点是坏点。（3）实物图七实验总结 1.实验过程中的问题与分析：（1）这次实验管教连线比较多，而且比较密集，一定要细心。（2）点阵的每个管脚行与列要先通过测试后才能确定，

22、或者是在网上寻找资料确定管脚，由于管脚并不是按顺序的，所以不能随便连接（3）最好事先写一个测试程序，加一个延时判断一下。（4）程序关键之处在于串口发送列数据的延时控制，否则很难观测到扫描图像。同时，行数据的延时控制也很重要，这决定整个画面是否闪烁。（5）为了控制汉字滚动速度，有时需对一帧图像扫描数次后才将列指针移位。（6）为了是提高显示图形的亮度，加了一块74LS245芯片对行进行驱动。（7）连接好硬件后，通过对各元件的测试，加深了对实验原理以及各元件的工作原理的理解。（8）通过对实验程序的修改增加显示图形的变化，进一步加深了对试验程序的理解。2实验心得：通过本次单片机课设，更加加深了对单片机

23、硬件系统和8X8点阵、74LS245和74LS154等元件工作原理的理解；同时通过设计过程中的查询资料，初步掌握了keil uvision3和proteu以及8X8字模提取等软件的应用，进一步熟练掌握了伟福单片机仿真软件的应用；同时实际接触了各个功能芯片以及点阵实物，对各元器件有了比较形象的认识，了解了点阵的每个管脚的查询方法；同时学会了实现点阵静态显示、循环移动显示、周期显示以及各种变化图形的程序设计思路；此外，通过实验过程中出现的问题和解决问题的过程，提高了分析问题，了解问题本质，进而解决问题的能力。总而言之，通过本次单片机课设，收获很大。8参考资料1陈堂敏.刘焕平主编.单片机原理与应用.北京:北京理工大学出版社,2007.2沈美明.温动蝉编著.IBM-PC汇编语言程序设计.北京:清华大学出版社,1994.3张仰森等编.微型计算机常用软硬件技术速查手册.北京:北京希望电脑公司,1994.4江修汗等编.计算机控制原理与应用.西安:西安电子科技大学出版社,1999.