1、24乘24点阵汉字显示设计 HUBEI NORMAL UNIVERSITY综合课程设计 （二） Integrated Curriculum Design（2） 所在院系教育信息与技术学院专业名称信息工程班级1102题目LED点阵（24*24）汉字系统设计指导教师成员完成时间一、设计任务及要求：设计任务： LED点阵（24*24）汉字系统设计要 求： 1.通过设计实现24*24点阵汉字系统。2.依次开始显示“教育信息与技术学院”字体。3.通过Proteus进行电路仿真，以及使用Keil软件编程。4.提交实物。 指导教师签名： 2013年 月 日 二、指导教师评语： 指导教师签名： 2013年 月
2、 日 三、成绩 验收盖章 2013年 月 日 LED点阵（24*24）汉字系统设计1 设计目的(1) 熟悉Proteus仿真软件的使用，了解各元件的功能及作用；(2) 熟悉LED点阵的行与列的判别方法，以及熟悉一般设计过程。(3) 熟悉AT89C52单片机的基本结构、引脚功能、存储器结构等基本知识。(4) 掌握74HC138芯片的引脚功能及使用方法，芯片的级联方法，以及掌握电路的基本调试能力。(5) 掌握Keil软件的使用方法，以及如何创建文件和编写程序。2 设计思路本次设计采用Proteus单片机仿真平台对用9个8*8点阵组成的24*24点阵式LED显示屏进行仿真设计，实现汉字显示。在设计中
3、共有6个模块，其分别是时钟电路模块，复位电路模块，单片机控制模块，显示器模块，列控制模块，行控制模块。在Proteus中完成硬件的设计，同时采用Keil开发平台软件设计程序，最终实现点阵显示屏的特定汉字显示。3 设计过程 LED点阵汉字系统主要有6个模块，每个模块都有自己特定的功能，是不可缺少的组成部分。在设计前的首要条件是先对LED点阵汉字系统的实现过程有深入的了解，然后按功能分模块设计电路，最后组成完整的工作电路。本次设计由AT89C52作为主控单元，显示屏选用9个8*8点阵显示模块来组成24*24点阵显示器，行控制直接使用单片机的引脚控制，列控制选用3个移位寄存器74HC138来控制,汉
4、字的字模是使用取模软件实现的。本系统的总体设计图1所示。图1 总体设计图时钟电路模块AT89C52单片机芯片内部设有一个由反向放大器过程的振荡器，XTAL1和XTAL2分别为振荡电路的输入端和输出端，时钟可由内部或外部生成，在XTAL1和XTAL2引脚上外接定时元件，内部振荡电路就会产生自激震荡，系统采用的定时元件为石英晶体和电容组成的并联震荡回路。晶振频率选择12MHz,C1,C2的电容值取30pF,电容的大小起频率微调的作用。时钟电路如图2所示。图2 时钟电路模块复位电路模块单片机有多种复位电路。本系统采用电平式开关复位与上拉复位方式，如图3所示。当上电时，C1相当于短路，使单片机复位，按
5、下复位键时单片机复位。在有时碰到干扰时会造成错误复位，但在一般情况下，不会出现单片机错误复位，而可能会引起内部某些寄存器错误复位，如果复位端加一个去耦电容，则会得到很好的效果。图3 复位电路模块单片机控制模块 图4是单片机的I/O口连接电路，P0口作为连接74HC138的片选使能和译码数字，P1，P2以及P3端口直接用以控制显示屏的行。图中RP1为上拉电阻。图4 单片机控制模块 显示模块由于Proteus软件中没有24*24点阵显示屏，所以该系统的显示屏选用9块8*8点阵显示模块来组合成24*24点阵显示屏，如图5所示。此点阵按共阴式组合，控制列选端低电平有效。P0P23为列控制端，A00A0
6、7，A1017，A20A27为行数据端。在汉字进行显示时，所显示的汉字从左向右滚动。图5 点阵显示模块 列控制模块列控制器由3个374HC138组合构成，如图6所示。74HC138是3-8译码器，它具有三个使能端，三个数据输入端，只有当使能端E1为高电平，而E2与E3都为低电平时，才能正常工作，输出端低电平有效。图6 列控制模块 行控制模块行数据传输电路采用AT89C52单片机的P1，P2以及P3的8个端口直接控制，因此此系统是直接用单片机的端口控制，因此减少了芯片的用量，使的该系统在功能完整的前提下，原理图简单，美观。 汉字取模在确定所需要进行显示的汉字时，就可以使用取模软件PCtoLCD2
7、002：(1)打开取模应用软件，在字宽和字高处都设为24.(2)单击菜单栏中的“选项”，对其进行设置。如图7所示。图7 字模选项设置窗口(3)由于汉字显示时从左想右移动，所以在输入框中输入“院学术技与息信育教”，单击生成字模项。便可得到所需到的字模。如图8所示。图8 字模生成窗口生成的字模见仿真分析。4电路仿真与分析 仿真结果显示汉字取模编码： 0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF8,0xFF,0x7F,0x08,0x00,0x00,0x08,0x02,0x00,0xC8,0x05,0x01,0x78,0x08,0x43,0x18,0
8、xF0,0x41,0x80,0x21,0x20,0xF0,0x20,0x20,0x20,0x22,0x10,0x20,0x22,0x0E,0x20,0xE2,0x03,0x24,0x22,0x00,0x38,0x22,0x00,0x20,0xE2,0x3F,0x20,0x22,0x20,0x20,0x23,0x20,0xE0,0x22,0x20,0x70,0x10,0x20,0x20,0x00,0x3E,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,/*院,0*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0C,0x01,0x80,0x07,0x01
9、,0x00,0x01,0x01,0x04,0x09,0x01,0x18,0x09,0x01,0x70,0x09,0x01,0x00,0x09,0x21,0x00,0x09,0x21,0x04,0x09,0x61,0x78,0xC9,0x7F,0x30,0xC9,0x3F,0x00,0x29,0x01,0x80,0x18,0x01,0x40,0x19,0x01,0x30,0x0D,0x01,0x1C,0x09,0x01,0x04,0x05,0x01,0x00,0x83,0x00,0x80,0x83,0x00,0x80,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00
10、,/*学,1*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x01,0x08,0x00,0x01,0x04,0x00,0x01,0x06,0x00,0x01,0x03,0x00,0x81,0x01,0x00,0xC1,0x00,0x00,0x31,0x00,0x00,0x19,0x00,0x00,0x0F,0x00,0xFE,0xFF,0x7F,0xFC,0xFF,0x7F,0x00,0x07,0x00,0x00,0x19,0x00,0x08,0x61,0x00,0x08,0xC1,0x00,0x10,0x81,0x01,0x30,0x01,0x03,0x00,0x
11、01,0x06,0x80,0x00,0x0C,0x80,0x00,0x04,0x00,0x00,0x04,0x00,0x00,0x00,/*术,2*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x60,0x00,0x80,0x20,0x20,0x80,0x20,0x60,0xFE,0xFF,0x7F,0xFC,0xFF,0x3F,0x80,0x10,0x00,0x80,0x08,0x40,0x40,0x08,0x40,0x80,0x08,0x40,0x80,0x08,0x20,0x80,0x38,0x20,0x80,0xC8,0x10,0x80,0x08,0x0B,
12、0xFC,0x0F,0x0C,0x84,0x08,0x0E,0x80,0x88,0x13,0x80,0xE8,0x30,0x80,0x38,0x20,0x40,0x08,0x60,0x40,0x00,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*技,3*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x1E,0x01,0xFC,0x1F,0x01,0x44,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x1
13、0,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x21,0x40,0x90,0x21,0x40,0x10,0x61,0x40,0x10,0x70,0x40,0x10,0x3E,0x40,0xF8,0x0F,0x60,0x08,0x00,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*与,4*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x60,0x00,0x00,0x30,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x00,0
14、xF0,0xFF,0x00,0x10,0x49,0x3F,0x10,0x49,0x7F,0x10,0x49,0x40,0x1E,0x49,0x40,0x14,0xC9,0x40,0x10,0x49,0x43,0x10,0x49,0x46,0x10,0x49,0x40,0x10,0x49,0x40,0x10,0x49,0x68,0xF0,0xFF,0x70,0x10,0xC0,0x21,0x00,0x00,0x02,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*息,5*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x10
15、,0x00,0x00,0x08,0x00,0x00,0x06,0x00,0x80,0x03,0x00,0xE0,0xFF,0x7F,0x3C,0x00,0x00,0x2C,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,0x20,0x10,0x00,0x20,0x92,0x7F,0x20,0x12,0x11,0x20,0x12,0x11,0x24,0x12,0x11,0x3C,0x12,0x11,0x38,0x12,0x11,0x20,0x12,0x11,0x20,0x12,0x11,0x20,0x92,0x10,0x20,0x99,0x7F,0x20,0x10,0x00,0x30,0x00
16、,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*信,6*/0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x03,0x00,0x10,0xFB,0x7F,0x90,0x92,0x04,0x50,0x92,0x04,0x70,0x92,0x04,0x32,0x92,0x04,0x14,0x92,0x04,0x1C,0x91,0x04,0x10,0x91,0x24,0x10,0x91,0x24,0x50,0x91,0x64,0x90,0x89,0x64,0x
17、90,0xF9,0x3F,0x10,0x03,0x00,0x10,0x03,0x00,0x18,0x00,0x00,0x18,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*育,7*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x82,0x06,0x20,0x4A,0x06,0x20,0x2A,0x22,0x20,0x2A,0x42,0xFE,0x19,0xC2,0xFC,0xCD,0x7F,0x20,0xEE,0x3F,0x20,0x1B,0x01,0xC0,0x1A,0x81,0x60,0x0A,0x41,0x30,0x31,
18、0x40,0x00,0x09,0x20,0x00,0x07,0x10,0xF0,0x3C,0x08,0xBC,0xC0,0x05,0x84,0x00,0x07,0x80,0xE0,0x0D,0x80,0x3F,0x30,0x80,0x00,0x60,0xC0,0x00,0x60,0x80,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*教,8*/; 图9 汉字显示 仿真分析在设计的过程中，最初我们的构想是用3片74HC595芯片控制显示屏的行，在仿真的过程中虽然比较难以控制，但是还是得以实现。考虑到焊实物时会比较困难，若是用单片机直接控制则在实现相同的功能的情况下，能减少芯片的使用量，为
19、焊接实物减少一定的麻烦，所以我们最终决定行数据传输电路采用AT89C52单片机的P1，P2以及P3的8个端口直接控制。既然需要显示汉字，那么必然要使用取模软件，然而在刚接触到取模软件PCtoLCD2002时有点不知所措，在不断地摸索中，最终学会了使用这个软件。尤记得在第一次取模测试成功时的激动心情。在显示汉字的显示过程中，第一次只能显示一个字，在修改程序之后，仿真时可以显示多个字了。在和老师的交流中，老师建议将汉字滚动显示，由于汉字需要滚动会有扫描时间的测试，最后在经过多次尝试之后，最终得到了满意的结果。由仿真结果可知，到仿真这部分，汉字滚动显示功能基本完成。字虽然有点闪动，只需在程序中将时间
20、部分稍作小改即可适应于实物的显示。实物完成后再做适当的修改。5 焊接实物点阵部分图10 点阵部分 最小系统图11 最小系统整体实物图图12 整体实物图 焊接线路图图13 焊接线路图6 总结此次课程设计我们选择了24x24的点阵汉字显示系统。需要8x8点阵9个。在仿真软件Protues中连接电路图还比较简单。后来到程序的编写，起初的汉字我们采用的是静态显示，即一个一个字的显示，后来改进为滚动显示。期间还是遇到了一些问题，类似于扫描时间控制不好，出现一个字间断的显示。在不断改进中，成功滚动显示“教育信息与技术学院”几个字。这次的课程设计的难点在于焊接实物。对于没有过经验的人还是比较难的。主要体现在
21、9个8*8点阵的焊接。我们采用的是LD78BS-SS22型号的点阵，体积小，引脚密，造成了一定的难度。细致谨慎的一排排焊接又一排排的检测最后用了三天焊接成功。最后将程序编译进去时也不算一帆风顺。原因在于一个点阵的内部错误，导致整体效果不是很好。不过基本结果还是显示成功。通过本次课程设计，深刻体会了任何小细节都不能放过，都需要认认真真的检测每一部分。不然会导致最后的失败。同伴和我都深有领悟，希望广大同学也不要重蹈覆辙。参考文献1路勇.电子电路实验与仿真M. 北京:清华大学出版社，20042康华光.电子技术基础 数字部分（第五版）M.北京:高等教育出版社， 3张宪,何宇斌.电子电路制作指导M. 北
22、京:化学工业出版社，20064谢自美.电子线路设计实验测试M. 武汉:华中科技大学出版社，20065康华光.电子技术基础 模拟部分（第五版）M.北京:高等教育出版社，附件1、电路完整图：图14 仿真电路完整图2、控制程序代码：#include#define uchar unsigned char#define uint unsigned intuchar code tab1=0x08,0x0c,0x0a,0x0e,0x09,0x0d,0x0b,0x0f, 0x10,0x14,0x12,0x16,0x11,0x15,0x13,0x17, 0x20,0x24,0x22,0x26,0x21,0x25
23、,0x23,0x27,;uint code tab3=0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0xF8,0xFF,0x7F,0x08,0x00,0x00,0x08,0x02,0x00,0xC8,0x05,0x01,0x78,0x08,0x43,0x18,0xF0,0x41,0x80,0x21,0x20,0xF0,0x20,0x20,0x20,0x22,0x10,0x20,0x22,0x0E,0x20,0xE2,0x03,0x24,0x22,0x00,0x38,0x22,0x00,0x20,0xE2,0x3F,0x20,0x22,0x20,0x2
24、0,0x23,0x20,0xE0,0x22,0x20,0x70,0x10,0x20,0x20,0x00,0x3E,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,/*院,0*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x0C,0x01,0x80,0x07,0x01,0x00,0x01,0x01,0x04,0x09,0x01,0x18,0x09,0x01,0x70,0x09,0x01,0x00,0x09,0x21,0x00,0x09,0x21,0x04,0x09,0x61,0x78,0xC9,0x7F,0x30,0xC9,0x3F,0x00,0x29,0
25、x01,0x80,0x18,0x01,0x40,0x19,0x01,0x30,0x0D,0x01,0x1C,0x09,0x01,0x04,0x05,0x01,0x00,0x83,0x00,0x80,0x83,0x00,0x80,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x00,0x00,/*学,1*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x01,0x08,0x00,0x01,0x04,0x00,0x01,0x06,0x00,0x01,0x03,0x00,0x81,0x01,0x00,0xC1,0x00,0x00,0x31,0x00,0x00
26、,0x19,0x00,0x00,0x0F,0x00,0xFE,0xFF,0x7F,0xFC,0xFF,0x7F,0x00,0x07,0x00,0x00,0x19,0x00,0x08,0x61,0x00,0x08,0xC1,0x00,0x10,0x81,0x01,0x30,0x01,0x03,0x00,0x01,0x06,0x80,0x00,0x0C,0x80,0x00,0x04,0x00,0x00,0x04,0x00,0x00,0x00,/*术,2*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x80,0x60,0x00,0x80,0x20,0x20,0x80,0x20,0x
27、60,0xFE,0xFF,0x7F,0xFC,0xFF,0x3F,0x80,0x10,0x00,0x80,0x08,0x40,0x40,0x08,0x40,0x80,0x08,0x40,0x80,0x08,0x20,0x80,0x38,0x20,0x80,0xC8,0x10,0x80,0x08,0x0B,0xFC,0x0F,0x0C,0x84,0x08,0x0E,0x80,0x88,0x13,0x80,0xE8,0x30,0x80,0x38,0x20,0x40,0x08,0x60,0x40,0x00,0x60,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*技,3*/0x00,
28、0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x00,0x01,0x00,0x1E,0x01,0xFC,0x1F,0x01,0x44,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x01,0x40,0x10,0x21,0x40,0x90,0x21,0x40,0x10,0x61,0x40,0x10,0x70,0x40,0x10,0x3E,0x40,0xF8,0x0F,0x60,
29、0x08,0x00,0x40,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*与,4*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x60,0x00,0x00,0x30,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x00,0xF0,0xFF,0x00,0x10,0x49,0x3F,0x10,0x49,0x7F,0x10,0x49,0x40,0x1E,0x49,0x40,0x14,0xC9,0x40,0x10,0x49,0x43,0x10,0x49,0x46,0x10,0x49,0x40,0x10,0x49,0x4
30、0,0x10,0x49,0x68,0xF0,0xFF,0x70,0x10,0xC0,0x21,0x00,0x00,0x02,0x00,0x00,0x0E,0x00,0x00,0x1C,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*息,5*/0x00,0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x08,0x00,0x00,0x06,0x00,0x80,0x03,0x00,0xE0,0xFF,0x7F,0x3C,0x00,0x00,0x2C,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,0x20,0x10,0x00,0x20,0x92,0x7F,0x20,0
31、x12,0x11,0x20,0x12,0x11,0x24,0x12,0x11,0x3C,0x12,0x11,0x38,0x12,0x11,0x20,0x12,0x11,0x20,0x12,0x11,0x20,0x92,0x10,0x20,0x99,0x7F,0x20,0x10,0x00,0x30,0x00,0x00,0x20,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,/*信,6*/0x00,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x00,0x00,0x10,0x03,0x00,0x10,0xFB,0x7F,0x90,0x92,0x04,0x50,0x92,0x04,0x70,0x92,0x04,0x32,0x92,0x04,0x14,0x92,0x04,0x1C,0x91,0x04,0x10,0x91,0x24,0x10,0x91,0x24,0x50,0x91
