LED16×16点阵汉字显示设计(VHDL版)
毕业设计（论文）开题报告
设计（论文）题
基于FPGA的LED 16×16点阵汉字显示设计
目
一、选题的背景和意义：
LED点阵显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。它以其色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。受到体育场馆用LED显示屏需求快速增长的带动，近年来，中国LED显示屏应用逐步增多。目前，LED已经广泛应用在银行、火车站、广告、体育场馆之中。而随着奥运会、世博会的临近，LED显示屏将广泛的应用在体育场馆以及道路交通指示中，LED显示屏在体育广场中的应用将出现快速增长。
因此，本设计是很有必要的，之所以基于FPGA设计是因为现场可编程门阵列（FPGA）设计周期小，灵活度高，适合用于小批量系统，提高系统的可靠性和集成度。并且采用编写灵活的VHDL语言编写主程序。本设计可以方便的应用到各类广告宣传中。
二、课题研究的主要内容：
1. 实现16×16点阵的汉字显示；
2. 实现有限汉字显示；
4. 实现汉字的滚动显示；
5. 完成方案论证。
三、主要研究（设计）方法论述：
通过去图书馆查阅书籍收集资料，同时在搜索引擎上检索资料，分析借鉴已有类似产品、设计方案与成功经验，选择几种可行方案比对，最后确定最切实可行的方案展开设计。
通过Multisim或Quartus软件对系统进行模拟仿真，对电路功能进行改进与完善。
在EDA试验箱上进行调试。
四、设计（论文）进度安排：
时间（迄止日期）工作内容
2010.5.17-5.23
理解并确认毕业设计任务书，撰写完成毕业设计开题报告（第1周）
2010.5.24-5.30
完成调研与资料收集、整理
（第2周）
2010.5.31-6.6
设计方案及原理框图确定
（第3周）
2010.6.7-7.4
电路资料收集，单元电路设计
（第4、5、6、7
周）
2010.7.5-7.18
电路仿真与改进、完善
（第8、9周）
2010.19-8.1
资料整理
（第10、11周）
2010..8.2-8.8
书写毕业设计报告
（第12周）
2010.8.9-8.16
（第13周）修改毕业设计报告并整理装订
五、指导教师意见：
指导教师签名：年月日六、系部意见：
系主任签名：年月日
目录
摘要
ABSTRACT
第一章前言 (1)
1.1本设计的研究背景和研究目的 (1)
1.2LED点阵显示特点 (2)
1.3FPGA设计的特点 (2)
第二章系统设计 (4)
2.1设计任务与要求 (4)
2.1.1设计任务 (4)
2.1.2设计要求 (4)
2.2设计原理 (4)
2.2.1总体设计方案 (4)
2.2.2方案的比较 (5)
2.3扫描控制模块 (6)
2.3.1 LED的显示原理 (6)
2.3.2汉字的存储 (7)
2.4汉字显示 (7)
2.4.1列循环扫描 (8)
2.4.2字符样式设计 (10)
2.4.3字母循环扫描及期间的延时环节 (14)
2.5整个完整的程序 (15)
第三章系统调试与仿真 (22)
3.1开发环境介绍 (22)
3.2调试与仿真 (22)
3.2.1 创建工程 (22)
3.2.2 编译前设置 (23)
3.2.3 全程编译 (25)
3.2.4时序仿真 (26)
第四章结束语 (29)
答谢辞 (29)
参考文献 (29)
摘要
主要研究基于VHDL的 Led点阵汉字滚动显示。首先描述了基于现场可编程门阵（FPGA）的硬件电路，以及点阵显示汉字的原理;然后在单个16X16 LED发光二极管点阵上滚动汉字的原理；最后给出了描述其功能的VHDL语言程序设计方法。通过编程、调试、仿真、下载正确地实现了汉字滚动显示扫描结果，其硬件系统的实验验证也获得了与软件模拟仿真结论
相吻合的结果。
关键词：LED点阵；FPGA；VHDL语言；汉字滚动显示
Abstract
Primary research is based on VHDL, Led Scrolling dot matrix characters.
First described based on field programmable gate array (FPGA) hardware circuit, as well as the principle character dot matrix display; and then in a single 16X16 LED scrolling LED dot matrix on the principles of Chinese characters; Finally, the VHDL description language program of its functions design. Through programming, debugging, simulation, download the correct character scroll achieved scan results, the experimental verification of its hardware and software are also obtained findings consistent with simulation results.
Keywords: LED dot-matrix; FPGA; VHDL language; character scrolling displa
第一章前言
1.1 本设计的研究背景和研究目的
受到体育场馆用LED显示屏需求快速增长的带动，近年来，中国 LED 显示屏应用逐步增多。目前，LED已经广泛应用在银行、火车站、广告、体育场馆之中。而随着世博会的临近，LED显示屏将广泛的应用在体育场馆以及道路交通指示中，LED显示屏在体育广场中的应用将出现快速增长。
目前，国内从事LED显示屏生产的企业众多，同时，受到外资企业LED 显示屏价格过高的影响，在中国LED显示屏市场上多以本土企业为主。目前，本土LED显示屏生产企业除供应国内需求外，还不断把产品出口到国外市场。而近年来，受到成本压力的影响，国际上一些知名的LED显示屏企业也逐步把生产基地移到了中国，如巴可在北京设立了显示屏生产基地，Lighthouse在惠州也拥有生产基地，Daktronics、莱茵堡都在国内设立了生产工厂。随着国际LED显示屏生产大厂不断把生产基地转移至国内，加之国内众多的LED显示屏本土企业，中国正在成为全球LED显示屏的主要生产基地。
因此研究LED汉字滚动显示屏的设计方法具有重要的理论和现实意义。
随着我国经济的高速发展,对公共场合发布信息的需求日益增长，利用LED点阵滚动显示汉字的出现正好适应了这一市场需求，已经成为信息传播的一种重要手段。
采用传统方法设计的汉字滚动显示器，通常需要使用单片机、存储器和制约逻辑电路来进行PCB板级的系统集成。尽管这种方案有单片机软件
的支持较为灵活，但是由于受硬件资源的限制，未来对设计的变更和升级，总是难以避免要付出较多研发经费和较长投放市场周期的代价。随着电子设计自动化（EDA）技术的进展，基于可编程FPGA器件进行系统芯片集成的新设计方法，也正在快速地到代基于PCB板的传统设计方式。因此，本设计的研究是很有必要的，之所以基于FPGA设计是因为现场可编程门阵列（FPGA）设计周期小，灵活度高，适合用于小批量系统，提高系统的可靠性和集成度。并且采用编写灵活的VHDL语言编写主程序。
1.2 LED点阵显示特点
（1）可以显示各种数字、文字、图表、曲线、图形；
（2）采用纯红、高绿作双基色发光器件，发光亮度高，色彩鲜艳、丰富；
（3）显示效果清晰、稳定、功耗低、寿命长；
（4）优质铝合金结构，磨沙、银镜或钛金不锈钢包边。尺寸和规格可根据需要灵活组合；
（5）支持各种计算机网络，编辑软件丰富、易用；
（6）适用于室内、外所有信息发布及广告宣传场所。如：银行、证券交易所、商场、市场、宾馆、洒楼、电信、邮政、医院、车站、机场等。
1.3 FPGA设计的特点
FPGA 通常被认为是ASIC 实现的一种替代手段. 一般ASIC 包括三种, 既全定制、半定制(含标准单元和门阵列) 以及可编程器件。对于前两种, 需要支付不可重复使用的工程费用NRE (Non recurring Engineering) , 主要用于芯片的流片、中测、分析的工程开销, 一次费用一般在1 万至数万美元以上。如果一次不成功、返工、甚至多次返工,NRE 费用将要上升。成本高、风险大, 而通常对每个ASIC 品种的需求量往往不大,NRE 费用分摊
到每个产品上价太高, 用户无法接受。而对于可编程器件PLD (Programmable Logic Device) 正是可以解决上述问题的新型ASIC, PLD 以其操作灵活、使用方便、开发迅速、投资风险小等突出优点, 特别适合于产品开发初期、科研样品研制或小批量的产品. FPGA 是一种新型的PLD, 其除了具有PLD 的优点外, 其规模比一般的PLD 的规模大。目前,Xilinx 推出的XC4025 可以达到25000 门的规模,Altera 公司的FLEX10K100 系列芯片可达到十万门的规模,完全可以满足用户的一般设计需要。
FPGA 的主要特点是: 寄存器数目多, 采用查找表计数,适合时序逻辑设计。但是互连复杂, 由于互连采用开关矩阵,因而使得延时估计往往不十分准确。
FPGA 也有其自身的局限性, 其一就是器件规模的限制,其二就是单元延迟比较大。所以, 在设计者选定某一FPGA器件后, 要求设计者对器件的结构、性能作深入的了解, 在体系结构设计时, 就必须考虑到器件本身的结构及性能, 尽可能使设计的结构满足器件本身的要求. 这样就增加了设计的难度。
离开对FPGA 结构的详细了解, 设计人员就不可能优化设计。因而设计人员必须了解FPGA 器件的特性和限制, 熟悉FPGA 的结构。
在了解FPGA 结构特点的基础上, 就可以利用VHDL 语言描写出高效的电路描述实现性能优化的电路。
第二章系统设计
2.1设计任务与要求
2.1.1设计任务
（1）设计一个16×16的LED点阵显示器；
（2）在设计过程中，EDA试验箱进行仿真调试。
2.1.2设计要求
（1）输出预定义“王、日、田、口”四个汉字；
（2）输出汉字循环显示；
（3）操作方便、可维护性高；
（4）程序简捷，便于修改。
2.2设计原理
2.2.1总体设计方案
方案一：本设计所使用的16×16的点阵，EDA实验箱上有其接口电路，列选信号为SEL0，SEL1，SEL2,SEL3,经4线16线译码器输出16列，从左起为第一列，列选信号是由一个4位向量SEL[3..0]控制；行选信号为H0～H15,是由16个行信号组成的，每一行由一个单独的位来控制，高电平有效。例如“0000”表示第0列，“0000000000000001”表示第一行的点亮。由于列是由一个向量决定，而每一时刻的值只能有一个固定的值，因而只能使某
一列的若干个点亮，因此就决定了只能用逐列扫描的方法。例如要使第一列的2,4,6,8，行亮，则列为“0001”、行为“0000000010101010”就可以实现了。
方案二：VHDL程序设计的是硬件，他和编程语言的最大区别是它可以“并发执行”。本设计可以将LED显示屏要的显示内容抽象成一个二维数组（数组中的‘1’对映点阵显示屏上面的亮点），用VHDL语言设计一个进程将这个数组动态显示在LED显示屏上，再利用另一个进程对这个数组按一定频率进行数据更新，更新的方式可以有多种。因为两个进程是同时进行的（并发执行），如果对数组中的汉字数据按滚动的方式更新，则可实现汉字的滚动显示。如图2-1为该方案原理图。
更新数组数据二维数组动态显示
图2-1 方案二原理图
2.2.2方案的比较
方案一很容易实现，而且占用FPGA的资源较少。但是由于其实现方式的局限性，该方案只能实现汉字的滚动显示。方案二中将LED点阵抽象成了一个二维数组。可以设计一些比较复杂的算法来控制这个数组，使设计的系统不但可以滚动显示汉字，还可以扩展一些其它的显示效果。但是方
案二中对数组的处理部分对FPGA芯片的资源消耗太大学校实验室里的EPF10K10LC84-4芯片只有576个逻辑单元远远不够设计要求。所以最终选择方案一。
2.3扫描控制模块
2.3.1 LED的显示原理
16×16扫描LED点阵的工作原理同8位扫描数码管类似。它有16个共阴极输出端口,每个共阴极对应有16个LED显示灯，所以其扫描译码地址需4位信号线（SEL0-SEL3），其汉字扫描码由16位段地址（0-15）输入。通过时钟的每列扫描显示完整汉字。
图2-2 LED灯红绿信号图2-3 16×16点阵LED等效电路
点阵LED一般采用扫描式显示，实际运用分为三种方式：
（1）点扫描
（2）行扫描
（3）列扫描
若使用第一种方式，其扫描频率必须大于16×64=1024Hz，周期小于1ms
即可。若使用第二和第三种方式，则频率必须大于16×8=128Hz，周期小于7.8ms即可符合视觉暂留要求。此外一次驱动一列或一行（8颗LED）时需外加驱动电路提高电流，否则LED亮度会不足。
2.3.2汉字的存储
用动态分时扫描技术使LED点阵模块显示图像，需要进行两步工作。第一步是获得数据并保存，即在存贮器中建立汉字数据库。第二步是在扫描模块的控制下，配合行扫描的次序正确地输出这些数据。获得图像数据的步骤是，先将要显示的每一幅图像画在一个如图3.3所示的被分成16×16共256个小方格的矩形框中，再在有笔划下落处的小方格里填上“1”，无笔划处填上“0”，这样就形成了与这个汉字所对应的二进制数据在该矩形框上的分布，再将此分布关系以32×16的数据结构组成64个字节的数据，并保存在只读存贮器ROM中。以这种方式将若干个汉字的数据贮存在存贮器内，就完成了图像数据库的建立工作。
图2-4 16×16LED点阵模块
2.4 汉字显示
汉字显示使用的是16×16的点阵，EDA实验箱上有其接口电路，列选
信号为SEL0，SEL1，SEL2,SEL3,经4线16线译码器输出16列，从左起为第一列，列选信号是由一个4位向量SEL[3..0]控制；行选信号为H0～H15,是由16个行信号组成的，每一行由一个单独的位来控制，高电平有效。例如“0000”表示第0列，“0000000000000001”表示第一行的点亮。由于列是由一个向量决定，而每一时刻的值只能有一个固定的值，因而只能使某一列的若干个点亮，因此就决定了只能用逐列扫描的方法。例如要使第一列的2,4,6,8，行亮，则列为“0001”、行为“0000000010101010”就可以实现了。下面是各个部分的程序设计：
2.4.1列循环扫描
列循环扫描
通过对每一列的扫描来完成对字母的现实，只要扫描的频率足够快，就能给人以连续的感觉。因此要控制扫描的频率，不能太低，否则，就会造成视觉上的不连续，本设计的扫描频率不得低于50Hz,扫描程序如下:
Library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity dz_xs is
Port(enable,clk:in std_logic; --端口定义输入信号Sel:out std_logic_vector(3 downto 0)); --端口定义输出信号End dz_xs;
Architecture count of dz_xs is
Signal lie:std_logic_vector(3 downto 0);
Begin
Process(clk,enable)--脉冲、使能信号begin
If clk'event and clk='1'then
If enable='1' then
If lie>"0000" then
Lie<=lie-"0001";
Else
Lie<="1111";
End if;
End if;
End if;
Sel<=lie;
End process;
2.4.2字符样式设计
字符样式设计
本环节是建立一个数据库，使之能在扫描的同时读取所需要的信息，从而完成汉字的显示。本次设计“王、日、田、口”汉字样式设计程序如下：Library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
use ieee.std_logic_unsigned.all;
Entity dz_xs is
Port(enable,clk:in std_logic;--端口定义输入信号h0,h8:out std_logic_vector(7 downto 0));--端口定义输出信号（h0-列数据输出，h8-代表行数据输出）
End dz_xs;
Architecture count of dz_xs is
Signal lie:std_logic_vector(3 downto 0);--信号标志
Signal past1:std_logic_vector(1 downto 0);
Begin
Process(enable,clk)--脉冲、使能信号Begin
If clk'event and clk='1'then
If enable='1' then
Case lie is
When "00"=>
Case lie is --“王”字设计When "0011"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When "0100"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When "0101"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When "0110"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When "0111"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When "1000"=>h0<="00011111";h8<="11110000"; When "1001"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When "1010"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When "1011"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When "1100"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When "1101"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When others=>h0<="00000000";h8<="00000000";
End case;
When "01"=>
Case lie is --“日”字设计When"0101"=>h0<="00011111";h8<="11110000"; When"0110"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"0111"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"1000"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"1001"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"1010"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"1011"=>h0<="00011111";h8<="11110000"; When others=>h0<="00000000";h8<="00000000";
End case;
When "10"=>
Case lie is --“田”字设计When"0100"=>h0<="00011111";h8<="11110000"; When"0101"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"0110"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"0111"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"1000"=>h0<="00011111";h8<="11110000";
When"1001"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"1010"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"1011"=>h0<="00010001";h8<="00010000"; When"1100"=>h0<="00011111";h8<="11110000"; When others=>h0<="00000000";h8<="00000000";
End case;
When "11"=>
Case lie is --“口”字设计When"0101"=>h0<="00011111";h8<="11100000"; When"0110"=>h0<="00010000";h8<="00100000"; When"0111"=>h0<="00010000";h8<="00100000"; When"1000"=>h0<="00010000";h8<="00100000"; When"1001"=>h0<="00010000";h8<="00100000"; When"1010"=>h0<="00010000";h8<="00100000"; When"1011"=>h0<="00011111";h8<="11100000"; When others=>h0<="00000000";h8<="00000000";
End case;
When others=>h0<="00000000";h8<="00000000";
End case;
End if;
End if;
End process;
2.4.3字母循环扫描及期间的延时环节
为使字母不断地循环显示，并且使每个字母之间有停顿，就需要在中间加一定的延时和循环环节。在这一环节中，可以通过修改其数值来控制每个字母的显示时间。
其程序如下：
process(clk)
variable int: integer range 0 to 10000;
begin
if clk’event and clk=’1’then
if int<10000 then
int:=int+1;
else
int:=0;
if ne xt1=”11”then
next1<=”00”;
汉字点阵显示屏设计报告
广西交通职业技术学院信息工程系 作品设计报告书 课程名称电子电路设计与制作_____________ 题目16*16 汉字点阵显示屏 _________________ 班级___________ 电信2011-1班_____________ 学号007 032 ____________________ 姓名_________________ 范杰________________
任课老师_____________ 韦家正 _______________ 二O 一三年一月 目录 摘要 一、系统方案选择和论证 (2) 1.1设计要求 (2) 2.1系统基本方案 (2) 2.1.1.主控电路选择 (2) 2.1.2.点阵显示屏部分 (2) 2.1.3.显示屏控制部分 (3) 二、电路模块的设计与分析 (3) 2.1.系统程序的设计 (3) 2.2.单片机系统及外围电路 (4) 23 LED点阵显示 (6) 24.汉字扫描的原理 (7) 25.方案的实现 (7) 三、系统软件设计 (8) 四、系统测试与分析 (10) 4.1点阵显示屏的仿真与程序调试 (10) 4.2整机测试 (10) 4.3系统主程序............................... 错误！未定义书签。 4.4系统测试结果分析 (21) 五、设计制作总结 (21) 5.1 总结 (21) 5.2 致谢词 (22) 六、参考文献 (22)
附录一：系统主要元件清单 (14)
摘要 摘要 LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的高亮度的LED发光二极管封装而成。LED点阵显示屏可以显示数字或符号，通常用来显示时间、速度、系统状态等灵活的动态显示。文章给出了一种基于MCS-51/52单片机的 16X16点阵LED显示屏的设计方案，包括系统具体的硬件设计方案，软件流程图和汇编语言程序等方面内容。在负载范围内，只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展，是一种成本低廉、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、性能稳定的图文显示方案。 Abstract LED dot matrix display, as a new display device, by a nu mber of in depe ndent high- bright ness LED light-emitt ing diode packages. LED dot matrix display can display nu mbers or symbols, usually used to display time, speed, system status, and a flexible dyn amic display. Pap er, a microcomputer-based MCS-51/52 16 16 dot matrix LED display desig n, in cludi ng the system specific hardware desig n, software flowcharts and assembly Ian guage programs and other aspects. Withi n the load range, by simply cascad ing Jiu expa nsion can right display Jin Xin g, is a low cost, high brightness, low voltage Gong Hao Xiao, miniaturization, Yi Yu IC match, Qu Dong simple, Shou Ming Ion g, impact resista nee, stable performa nee, graphics and display opti ons.
点阵显示汉字滚动图解
点阵的汉字滚动实现其实很简单，用一句话概括就是：一边在行（列）上进行扫描，一遍循环依次取出显示代码输入到列（行）上。 以我们板上载有的8×8点阵为例，当要实现2个汉字的滚动时，我们把整个滚动的过程拆开，会发现每一次完整的滚动，点阵要显示2×8=16个状态。我们可以把两个汉字的行（或列）扫描代码通过字模提取软件提出后保存在数组里，然后顺序循环的去取数组里的数据放到行（或列）上就可。 我们用图示来解析一下整个过程。我们假设要显示两个汉字”人”和”天”的左右滚动。 首先我们假设在行和列的输入数据中，1代表亮，0代表灭。数组code里保存好从字模软件中按行提取出来的扫描码，假设code[15]=A0,A1,A2,A3,A4,A5,A6,A7,B0,B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7(A代表“人”字的列扫描码，B代表“天”字的列扫描码) 思路是这样的： 第1个时段T1：（完整的汉字“天”） 时刻t0,R=0000_0001,L=A0,R0那一列显示；、 时刻t1,R=0000_0010,L=A1,R1那一列显示； 时刻t2,R=0000_0100,;L=A2,R2那一列显示； ……. 时刻t7,R=1000_0000,;L=A7,R7那一列显示； 然后又回到时刻t0的扫描状态，循环扫描。只要在这个T1时间段内按这样扫描的话，就形成了A0—A7所代表的数据，即汉字“人”
第2个时段T2：（开始滚入“天”字） 时刻t0,R=0000_0001,L=A1,R0那一列显示；、 时刻t1,R=0000_0010,L=A2,R1那一列显示； 时刻t2,R=0000_0100,L=A3,R2那一列显示； ……. 时刻t7,R=1000_0000,L=B0,R7那一列显示；“天”字第1列 然后又回到时刻t0的扫描状态，循环扫描。只要在这个T2时间段内按这样扫描的话，就形成了A1—A7和B0所代表的数据,如下图： 第3个时段T3： 时刻t0,R=0000_0001,L=A2,R0那一列显示；、 时刻t1,R=0000_0010,L=A3,R1那一列显示； 时刻t2,R=0000_0100,;L=A4,R2那一列显示； ……. 时刻t6,R=1000_0000,L=B0,R6那一列显示；“天”字第1列 时刻t7,R=1000_0000,L=B1,R7那一列显示；“天”字第2列 然后又回到时刻t0的扫描状态，循环扫描。只要在这个T3时间段内按这样扫描的话，就形成了A1—A7和B0--B1所代表的数据,如下图： 第4个时段T4： 时刻t0,R=0000_0001,L=A2,R0那一列显示；、 时刻t1,R=0000_0010,L=A3,R1那一列显示； 时刻t2,R=0000_0100,;L=A4,R2那一列显示； ……. 时刻t5,R=1000_0000,L=B0,R5那一列显示；“天”字第1列 时刻t6,R=1000_0000,L=B1,R6那一列显示；“天”字第2列 时刻t7,R=1000_0000,L=B2,R7那一列显示；“天”字第3列 然后又回到时刻t0的扫描状态，循环扫描。只要在这个T4时间段内按这样扫描的话，就形成了A1—A7和B0—B2所代表的数据,如下图：
微机接口实验-16x16点阵显示
实验04·LED显示器 王梦硕 0930******* 实验目的： 在理解LED点阵工作原理的基础上，实践使用点阵显示字符。 实验原理： 1·点阵式显示器： 发光二级管排列成矩阵，由亮与暗来产生字符或图形。 每一样的阳极连在一起，每一列的阴极连在一起，如右图所 示。 点阵显示器每一列的阴极连在一起，对每一列而言相当 于一个共阴显示器。同时每一行的阳极连在一起，相当于七 段显示器的比划。可采用动态显示电路，以笔画锁存器控制 行信号，以位锁存器控制列信号。 2·74HC595 实验中使用两片8位输出锁存移位寄存器74HC595（三态输出、串入并出），将单片机I/O口发出的串行数据转换为并行数据LD_QA~LD_QP，作为16x16 LED点阵显示器的行线，使用另外两片8位74HC595作为16x16 LED点阵显示器的列线LD_1~LD_16。当行输出高电平、列输出低电平时，可以点亮点阵。74HC595的工作时序图和推荐的连接方法如下： 下图中： ?LD-QA～LD-QP：点阵行控制信号 ?LD-1～LD-16：点阵列控制信号 ?SER（14脚）：串行数据输入端 ?-SCLR(10脚)：低电平时将移位寄存器的 数据清零。通常将它接Vcc。 ?SCK(11脚)：上升沿时将串行数据移入移 位寄存器。 ?RCK(12脚)：上升沿时移位寄存器的数据 锁存入数据寄存器。 ?-G(13脚): 高电平时禁止输出（高阻态）。
实验内容： 在16×16LED点阵上分别用静态方式和滚屏方式显示自己的姓（行扫描）。 两个实验部分的电原理图是相同的，如下所示：
1·静态方式： 流程图： 程序代码： L_DAT_H BIT P1.0 L_DAT_L BIT P1.1 L_STR BIT P1.2 L_CLK BIT P1.3 L_OE BIT P1.4 ROWH EQU 40H ;字模信号（顺向取膜，高位在前）ROWL EQU 41H SELH EQU 42H ;行扫描信号
基于FPGA的LED16×16点阵汉字显示设计(VHDL版)
毕业设计（论文）开题报告 设计（论文）题目基于FPGA的LED 16×16点阵汉字显示设计 一、选题的背景和意义： LED点阵显示屏是集微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的大型显示屏系统。它以其色彩鲜艳，动态范围广，亮度高，寿命长，工作稳定可靠等优点而成为众多显示媒体以及户外作业显示的理想选择。受到体育场馆用LED显示屏需求快速增长的带动，近年来，中国LED 显示屏应用逐步增多。目前，LED已经广泛应用在银行、火车站、广告、体育场馆之中。而随着奥运会、世博会的临近，LED显示屏将广泛的应用在体育场馆以及道路交通指示中，LED显示屏在体育广场中的应用将出现快速增长。 因此，本设计是很有必要的，之所以基于FPGA设计是因为现场可编程门阵列（FPGA）设计周期小，灵活度高，适合用于小批量系统，提高系统的可靠性和集成度。并且采用编写灵活的VHDL 语言编写主程序。本设计可以方便的应用到各类广告宣传中。 二、课题研究的主要内容： 1. 实现16×16点阵的汉字显示； 2. 实现有限汉字显示； 4. 实现汉字的滚动显示； 5. 完成方案论证。 三、主要研究（设计）方法论述： 通过去图书馆查阅书籍收集资料，同时在搜索引擎上检索资料，分析借鉴已有类似产品、设计方案与成功经验，选择几种可行方案比对，最后确定最切实可行的方案展开设计。 通过Multisim或Quartus软件对系统进行模拟仿真，对电路功能进行改进与完善。 在EDA试验箱上进行调试。 四、设计（论文）进度安排：
时间（迄止日期）工作内容 2010.5.17-5.23 理解并确认毕业设计任务书，撰写完成毕业设计开题报告（第1周） 2010.5.24-5.30 完成调研与资料收集、整理 （第2周） 2010.5.31-6.6 设计方案及原理框图确定 （第3周） 2010.6.7-7.4 电路资料收集，单元电路设计 （第4、5、6、7周） 2010.7.5-7.18 电路仿真与改进、完善 （第8、9周） 2010.19-8.1 资料整理 （第10、11周） 2010..8.2-8.8 书写毕业设计报告 （第12周） 2010.8.9-8.16 （第13周）修改毕业设计报告并整理装订 五、指导教师意见： 指导教师签名：年月日六、系部意见： 系主任签名：年月日 目录
单片机课程设计---16×16点阵式汉字显示
目录 摘要 (1) Abstract (2) 1设计原理 (3) 1.1 MCS-51单片机的结构及编程方法 (3) 1.2 16*16点阵LED原理 (5) 1.3 3-8译码器原理 (6) 2.设计方案介绍 (7) 2.1 设计总体思路 (7) 2.2 与题目相关的具体设计 (7) 2.3程序设计流程图 (8) 3.源程序，原理图和仿真图 (9) 3.1程序清单(见附录) (9) 3.2电路图 (9) 3.2.1电路原理图 (9) 3.2.2电路图分析 (9) 3.3仿真图 (9) 4性能分析 (10) 5.总结和心得 (11) 6.参考文献 (12) 附录：程序代码 (13)
摘要 LED点阵显示屏作为一种新兴的显示器件,是由多个独立的LED发光二极管封装而成. LED点阵显示屏可以显示数字或符号, 通常用来显示时间、速度、系统状态等。文章给出了一种基于MCS-51单片机的16×16 点阵LED显示屏的设计方案。包括系统具体的硬件设计方案,软件流程图和部分汇编语言程序等方面。在负载范围内, 只需通过简单的级联就可以对显示屏进行扩展,是一种成本低廉的图文显示方案。 关键词：MCS-51；LED；单片机
Abstract As a popular display device component, LED dot-matrix display board consists of several independent LED (Light Emitting Diode). The LED dot-matrix display board can display the number or sign, and it is usually used to show time, speed, the state of system etc. This paper introduces a kind of simple 16ｘ16 LED display screen design process based on MCS-51 single chip minicomputer . The detail hardware scheme, software flow and assemble language programmer design and so on is followed. The display part can be cascaded to meet the need. The practice proves the design is low-cost and effective. Key words: MCS-51；LED；MCU
单片机汉字显示控制
摘要 LED显示器由于其价格低廉、体积小、功耗低、可靠性好得到广泛使用，LED点阵显示电子广告牌随处可见。现在市场上各类基于LED的显示屏较多，但大部分产品为单一模式的LED显示屏，其在显示内容的更换及显示屏的重组等方面都存在不便之处。随着信息化社会的迅速发展，LED显示屏正在向显示内容丰富、信息更改方便等方面发展。本系统基于单片机(AT89C51)控制显示汉字采用16×16 LED点阵。 关键词：LED点阵；汉字；信息；单片机
目录 1 课题描述 (1) 2 设计过程 (2) 2.1硬件电路设计 (2) 2.12硬件电路组成 (2) 2.14汉字显示原理及字库代码获取方法 (3) 2.2 程序设计 (5) 2.21 程序流程图 (5) 2.22程序清单 (6) 3 测试 (9) 4总结 (10) 参考文献 (11)
1 课题描述 目前，国内的LED点阵显示屏大部分是单显示型，其显示的内容相对较少，显示花样较单一。一般在产品出厂时，显示内容就已写入显示屏控制系统中的EPROM芯片内，当需要更换显示内容时就非常困难，这样使该类型的显示屏使用范围受到了限制。国内的另一种LED显示屏——可编程序型LED显示屏，虽然增加了显示屏系统的编程能力，显示内容和显示花样都有所增加，但也存在着更换显示内容不便的缺点。随着社会经济的迅速发展，如今的广告牌都存在着显示内容丰富、信息量大、信息更换速度快等特点。因此传统的LED显示屏控制系统已经越来越不能满足现代广告宣传业的需要。而利用PC机通信技术控制LED显示屏，则具有显示内容丰富，信息更换灵活等优点。 本课题基于单片机(AT89C51)控制汉字显示采用16×16 LED点阵。 开发工具：DICE-51仿真开发系统，Proteus仿真软件。
EDA 16x16点阵显示
课程设计报告 课程名称数字系统与逻辑设计 课题名称16*16点阵显示 专业通信工程 班级 学号 姓名 指导教师乔汇东胡瑛 2012年7月2日
湖南工程学院课程设计任务书 课程名称数字系统与逻辑设计课题16*16点阵显示 专业班级通信工程1001班 学生姓名 学号 指导老师乔汇东胡瑛 审批乔汇东 任务书下达日期2012 年6月23日 任务完成日期2012 年7月2日
《数字系统与逻辑设计》课程设计任务书 一、设计目的 全面熟悉、掌握VHDL语言基本知识，掌握利用VHDL语言对常用的的组合逻辑电路和时序逻辑电路编程，把编程和实际结合起来，熟悉编制和调试程序的技巧，掌握分析结果的若干有效方法，进一步提高上机动手能力，培养使用设计综合电路的能力，养成提供文档资料的习惯和规范编程的思想。 二、设计要求 1、设计正确，方案合理。 2、程序精炼，结构清晰。 3、设计报告5000字以上，含程序设计说明，用户使用说明，源程序清单及程序框图。 4、上机演示。 5、有详细的文档。文档中包括设计思路、设计仿真程序、仿真结果及相应的分析与结论。 三、进度安排 第二十周星期一：课题讲解，查阅资料 星期二：总体设计，详细设计 星期三：编程，上机调试、修改程序 星期四：上机调试、完善程序 星期五：答辩 星期六-星期天：撰写课程设计报告 附： 课程设计报告装订顺序：封面、任务书、目录、正文、评分、附件（A4大小的图纸及程序清单）。 正文的格式:一级标题用3号黑体,二级标题用四号宋体加粗,正文用小四号宋体;行距为22。正文的内容:一、课题的主要功能；二、课题的功能模块的划分（要求画出模块图）；三、主要功能的实现；四、系统调试与仿真；五、总结与体会；六、附件（所有程序的原代码，要求对程序写出必要的注释）；七、评分表。
16 16点阵LED循环显示汉字汇编语言设计
LED16X16点阵显示 课程设计报告 学院信息工程学院 专业通信工程 班级0801 学生姓名 指导老师 二0一0年十二月 一、设计目的 本次课程设计目的剖析试验箱，利用微机接口芯片8255，并行控制LED点阵显示；其次就是掌握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点阵显示的基本原理和如何来实现汉字的的循环左移显示。 二、设计内容 利用598H试验系统扩展接口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。 三、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。 1、8255 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系列微处理据设计的，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、使用灵活。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)。 2、138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
使能端必须加以处理，否则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，根据LED的公共极是阳极还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、373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；如果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被锁存在已建立的数据电平。 4、LED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，就可显示各种图形或文字信息。 点阵式LED绝大部分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。将连续的几帧画面高速的循环显示，只要帧速率高于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显示技术中被广泛使用。 以8×8点阵模块为例，说明一下其使用方法及控制过程。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。同样，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”的过程。其过程如图3.1 图3.1用动态扫描显示字符“B”的过程 Proteus中只有5×7和8×8等LED点阵，并没有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。下面我们就首先介绍使用8×8点阵构建16×16点阵的方法，并构建一块16×16LED点阵，用于本次设计。
16X16点阵LED显示
毕业设计说明书 课题名称: 16乘16点阵显示电路的电路原理图及pcb绘制 学生姓名 专业 班级 时间 指导教师
姓名 设计题目16乘16点阵显示电路的原理图及pcb 绘制 指导教师 设计目的利用单片机控制显示屏，显示相应字幕掌握PROTEL99SE软件的操作和应用 理解和运用芯片 设计摘要 本设计是一16×16点阵LED电子显示屏的设计。 整机以单片机AT89C51为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。通过该芯片控制一个行驱动器 74LS168和两个列驱动器74LS164来驱动显示屏显示。采用4块8×8点阵LED显示模块来组成16×16点阵显示模式。 单片机控制系统程序采用单片机以C语言进行编辑，通过编程控制各显示点对应LED阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。 论文着重介绍点阵显示的制作过程，即元器件的制作，单个封装，原理图的绘制以及PCB版布线的过程 设计规划1.建立库原件里面的没有的原件，并做出封装 2.绘制点阵点阵显示的原理图 3.对原理图里面的原件进行封装 4.创建链接表 5.导入到PCB里面，并排列连接 6.制造PCB版 7.
姓名 设计题目16乘16点阵显示电路的原理图及pcb绘制指导教师 设计目的利用单片机控制显示屏，显示相应字幕掌握PROTEL99SE软件的操作和应用 理解和运用芯片 设计摘要 本设计是一16×16点阵LED电子显示屏的设计。 整机以单片机AT89C51为核心，介绍了以它为控制系统的LED点阵电子显示屏的动态设计和开发过程。通过该芯片控制一个行驱动器 74LS168和两个列驱动器 74LS164来驱动显示屏显示。采用4块8×8点阵LED显示模块来组成16×16点阵显示模式。 单片机控制系统程序采用单片机以C语言进行编辑，通过编程控制各显示点对应LED阳极和阴极端的电平，就可以有效的控制各显示点的亮灭。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库中提取。 论文着重介绍点阵显示的制作过程，即元器件的制作，单个封装，原理图的绘制以及PCB版布线的过程 设计规划1.建立库原件里面的没有的原件，并做出封装 2.绘制点阵点阵显示的原理图 3对原理图里面的原件进行封装 4创建链接表 5导入到PCB里面，并排列连接 6制造PCB版
16-16点阵LED显示汉字汇编语言
LED16X16点阵显示课程设计报告 学院 专业 班级 学生 指导老师
一、设计目的 本次课程设计目的剖析试验箱，利用微机接口芯片8255，并行控制LED点阵显示；其次就是掌握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点阵显示的基本原理和如何来实现汉字的的循环左移显示。 二、设计容 利用598H试验系统扩展接口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。 三、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。 1、8255 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系列微处理据设计的，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、使用灵活。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)。 2、138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，故使能端必须加以处理，否则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，根据LED的公共极是阳极还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、373锁存器 74LS373是低功耗肖特基TTL8D锁存器，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；如果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被锁存在已建立的数据电平。 4、LED 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，就可显示各种图形或文字信息。 点阵式LED绝大部分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
基于51单片机的汉字点阵显示设计
湖南科技大学测控技术与仪器专业
单 片 机 课 程 设 计
题 姓 学 名 号
目
指导教师 成 绩 ____________________
湖南科技大学机电工程学院 二〇一五年十二月制
湖南科技大学课程设计
摘要
LED 显示屏在我们的周围随处可见，它的应用已经普及到社会中的方方面面。作为 一种新型的显示器件，在许多场合都可以见到它的身影，不仅是它的应用使呈现出来的 东西更加美观，更重要的是它的应用方便，成本很低，除了能给人视觉上的冲击外，更 能给人一种美的享受。LED 显示屏是由多个发光二极管按矩阵形式排列封装而成，通常 用来显示时间、图文等各种信息。本设计是基于 ATS52 单片机的 16*16 点阵式显示屏， 该 LED 显示屏能实现 16*16 个汉字，简单的显示图像, 然后一直循环着显示下去。该设 计包含了硬件、软件、调试等方案，只需简单的级联就能实现显示屏的拓展，但要注意 不要超过负载能力。本次设计的作品体积小、功能多、方便实用、花费小，电路具有结 构简单、操作方便、精度高、应用广泛的特点。 关键词： LED，ATS51 单片机，显示屏
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湖南科技大学课程设计
目录
摘要…………………………………………………………………………i 第一章 系统功能要求 ……………………………………………………1 1.1 系统设计要求 ……………………………………………………1 第二章 方案论证 …………………………………………………………1 2.1 方案论证 …………………………………………………………1 第三章 系统硬件电路设计 ………………………………………………1 3.1 AT89S51 芯片的介绍 ………………………………………………1 3.1.1 系统单片机选型…………………………………………………1 3.1.2 AT89S51 引脚功能介绍 …………………………………………2 3.2 LED 点阵介绍………………………………………………………2 3.2.1LED 点阵……………………………………………………………2 3.3 系统各硬件电路介绍 ………………………………………………3
3.3.1 系统电源电路设计介绍……………………………………………3 3.3.2 复位电路……………………………………………………………4 3.3.3 晶振电路……………………………………………………………4 3.4 系统的总的原理图……………………………………………………5 第四章 系统程序设计 ………………………………………………………5 4.1 基于 PROTEUS 的电路仿真……………………………………………5 4.2 用 PROTEUS 绘制原理 ………………………………………………6
4.3PROTEUS 对单片机内核的仿真 ………………………………………6
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16×16点阵LED显示汉字
以下程序在16×16点阵LED上依次显示“梅川酷子”四个字，分别用正向显示和反向显示，间隔两秒钟变换一次，电路图和效果图下图所示。 AT89c52晶振频率为24MHz，用T0定时，改变变量flag值，从而让程序确定显示哪个汉字和显示方式（正向or反向）。 ＃include
8×8LED点阵显示汉字课程设计
目录 第1章本设计的研究背景及目的要 求 0 1.1凌阳单片 机 0 1.2 LED(8×8)点阵模块简 介 (1) 第2章设计方案和基本原 理 (3) 2.1设计方 案 (3) 2.2 基本原 理 (3) 1. 8×8LED点阵的工作原 理 (3) 第3章程序设 计 (6) 3.1程序流程 图 (6) 3.2 程序代 码 (6) 第4章调试结果及分 析 (8) 4.1调试结 果 (8) 4.2结果分 析 (9) 第5章结论与体 会 (10) 参考文 献 .................................................................. 11 附 录 .................................................................. . (12) 第1章本设计的研究背景及目的要求
1.1凌阳单片机 (1)来源 随着单片机功能集成化的发展，其应用领域也逐渐地由传统的控制，扩展为控制处理数据处理以及数字信号处理，DSP（Digital Signal Processing）等领域。凌阳的16位单片机就是为适应这种发展而设计的。 (2)构造 它的CPU内核采用凌阳最新推出的Microcontroller and Signal Processor 16 位微机处理器芯片，以下简称μ'nSP?。围绕μ'nSP?所形成的16位μ'nSP?系 列单片机，以下简称μ'nSP? 家族。采用的是模块式集成结构，它以μ'nSP?内核为中心集成不同规模的ROM PAM和功能丰富的各种外设部件。μ'nSP?内核 是一个通用的和结构。除此之外的其它功能模块均为可选结构。以及这种结构可大可小可有可无，借助这种通用结构附加可选结构的积木式的构成，便可成为各种系列的派生产品，以适合不同场合，这样做无疑会使每种派生产品具有更强的功能和更低的成本。μ'nSP?家族有有以下特点：体积小，集成度高，可靠性 好易于扩展。μ'nSP? 家族把各功能把各功能部件模块化地集成在一个芯片里。内部采用总线结构，因为减少了各功能部件之间的连接，提高了其可靠性和抗干扰能力，另外，模块化的结构易于系列的扩展，以适应不同用户的需求。具有较强的中断处理能力。μ'nSP?家族的中断系统支持10个中断向量及10余个中断源，适合实时应用领域。高性能价格比：μ'nSP?家族片内带有高寻址能力的ROM，静态RAM和多功能的I/O口，另外μ'nSP?的指令系统提供出具有较高运算速度的16位，16位的乘法运算指令和内积运算指令，为其应用添加了DSP功能，使得μ'nSP?家族运用在复杂的数字信号处理方面既很便利又比专用的DSP芯片廉价。 优点： 功能强、效率高的指令系统：μ'nSP?的指令系统的指令格式紧凑，执行迅速，并且其指令结构提供了对高级语言的支持，这可以大大缩短产品的开发时间。低功耗、低电压：μ'nSP?家族采用CMOS制造工艺，同时增加了软件激发的弱振方式，空闲方式和掉电方式，极大地降低了其功耗，另外，μ'nSP?家族的工 作电压范围大，能在低电压供电时正常工作，且能用电池供电，这对于其在野外作业等领域中的应用具有特殊的意义。 (3)应用领域 凌阳单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分如下几个范畴： 1.在智能仪器仪表上的应用 单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。采用单片机控例且功能比起采用电子或数字电路更加强大。智能化、微型化，制使得仪器仪表数字化、． 。如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）在工业控制中的应用2. 例如工厂流水线的智能化管数据采集系统。用单片机可以构成形式多样的控制系统、
汉字显示模块
1.点阵式汉字显示屏的设计 由点阵LED组成的汉字显示屏在公告场所应用非常广泛。例如，车站的发出时间提示、股票大厅中股票价格显示板、商场的活动广告栏、候机厅的起飞时间表等等。点阵显示器不仅亮度高，而且可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，有单片机控制实现各种文字或图形的变化，达到广告宣传和提示的目的。 2.设计要求 设计要求 1、以AT89S52单片机为核心器件，组成一个点阵汉字显示屏幕； 2、显示屏由一块16×16点阵显示器组成，可以依次显示四个汉字。 验收标准 1、用protel99se软件画出系统硬件设计的原理图与PCB板图； 2、完成该课题的程序设计； 3、完成硬件与软件综合测试； 4、通过验收，提交课程设计报告。 3.硬件电路的设计 3.1 设计思路 根据设计要求，确定设计方案如下： 选择4片74LS273作为16×16点阵LED显示器的数据锁存器； 1#、2#锁存器分别控制上8行和下8行，3#、4#锁存器分别控制左8列和右8列； P0口作为I/O口，输出行数据和控制信号； P2口作为I/O口，与“写”控制信号配合，输出列控制信号； 通过编程依次显示汉字“欢迎光临”。
3.2硬件电路设计原理及框图 根据设计要求与设计思路，硬件电路设计框图如图3.1所示。硬件电路结构由6个部分组成：时钟电路、复位电路、点阵显示器阳极驱动电路、阴极驱动电路和16×16点阵显示器电路。 4.2.1驱动芯片74LS273的应用 74LS273是一种高速的8位寄存器芯片。芯片中有8个同时钟的D触发器和一个低电平复位端。如图3.2为其管脚图，图3.3为其真值表。 当芯片的第一号引脚为低电平时，不论数据输入端为任何数据，输出全部为低电平。所以，本设计将第一号引脚通过上拉电阻直接接高电平。 芯片的CP端通过或门芯片4071分别与单片机的P3.6和P2.7、P2.6、P2.5、P2.4相连接。这样，当单片机“写信号”为低电平有效时，配合P2口，可以对各个74LS273的地址输出数据。74LS273驱动对应的LED发光，显示出汉字。 3.2.2点阵LED显示器汉字显示的工作原理 16×16LED点阵显示器有两种接线形式，即共阴 极接法和共阳极接法。共阳极接法每一行发光二极管 的阳极接在一起，有一个引出端H1，每一列发光二 极管的阴极接在一起，有一个引出端L1接低电平时， （如图4.4所示）左上角的二极管点亮。因此，对行 和列的电平进行行扫描控制时，可以实现显示不同汉 字的目的。 图3.4 LED引脚图
8 16X16LED点阵显示程序
16×16按字显示程序： ；P0和P2口输出字型码，P1口输出列线扫描。 ORG 0000H SJMP LOOP ORG 0080H LOOP:MOV A,#00H ;开机初始化，清除画面MOV P0,A ;清除P0口 ANL P2,#00 ;清除P2口 MOV R2,#200 D100MS: MOV R3,#250 ;延时100毫秒 DJNZ R3,$ DJNZ R2,D100MS
MOV 20H,#00H ;字型码指针赋初值 L100: MOV R1,#10 ;每个字的停留时间 L16: MOV R6,#16 ;每个字16个16位码 MOV R4,#00H ;列线扫描指针清零,接4-16译码器,。 MOV R0,20H ;字型码指针存入R0 L3: MOV A,R4 ;列线扫描指针存入A MOV P1,A ;列线扫描输出 INC R4 ;扫描指针加1，指向下一列 MOV A,R0 ; 取码指针存入A MOV DPTR,#TABLE ;取数据表的上半部分的代码 MOVC A,@A+DPTR MOV P0,A ; 输出到P0 INC R0 ;取字型码指针加1，取下一个码。 MOV A,R0 MOV DPTR,#TABLE ;取数据表下半部份的代码 MOVC A,@A+DPTR MOV P2,A ;输出到P2口 INC R0 ;取字型码指针加1，取下一个码。 MOV R3,#02 ;扫描1毫秒 DELAY2:MOV R5,#248 DJNZ R5,$ DJNZ R3,DELAY2 MOV A,#00H ;清除屏幕 MOV P0,A ANL P2,#00H DJNZ R6,L3 ;一个字16个码是否完成？ DJNZ R1,L16 ;每个字的停留时间是否到了？ MOV 20H,R0 ;取码指针存入20H(静态显示) CJNE R0,#224,L100 ;7个字224个码是否完成？ JMP LOOP ;反复循环 16×16滚动显示程序： ORG 0000H SJMP LOOP ORG 0080H LOOP:MOV A,#00H ;开机初始化，清除画面 MOV P0,A ;清除P0口
16x16点阵显示LED
开封大学 学生毕业设计 题目点阵式汉字电子显示屏设计 年级 11级专业电子信息工程技术 班级电子3班 学生姓名苗本朋起止时间 2013.11,4-2014,05.26指导教师肖兴达职称副教授 2014年 5 月 26 日
摘要 电子显示屏的应用范围越来越广泛，它作为一个重要的宣传平台，已经受到全社会的普遍认可。本课题以单片机为控制核心，通过8x8 LED电子显示屏及相关的外围电路，设计制作了一个16x16 点阵LED电子显示屏。 本文介绍了基于AT89C51单片机点阵显示屏的设计方案，阐述了16×16点阵LED 显示屏的设计原理与思路，详细叙述了系统硬件、软件设计的具体实现过程。论文重点阐述了显示模块及相关驱动模块等的模块化设计思路与制作方法。软件部分同样也采用模块化的设计思想，显示模块，并采用简单流通性强的汇编语言编程实现。系统能实现清晰的图文伴随左移出显示功能。在实际设计调试过程中，通过肉眼观察该显示屏显示的图文是否稳定、清晰无串扰，查找造成图文不清晰的根源，确定调整方案，尽可能的使显示图文与要求相符合。 关键词：单片机；LED显示屏
目录 1 引言 (3) 1.1 课题的背景 (3) 1.2 研究目的和意义 (4) 1.3 研究内容 (5) 2 系统方案论证 (5) 2.1 方案论证 (6) 2.2模块方案确定 (6) 2.2.1 电源模块 (6) 2.2.2 单片机控制模块 (6) 2.2.3 时钟信号电路 (6) 2.2.4 复位电路 (7) 2.2.5 显示驱动模块 (7) 3 系统硬件电路设计 (8) 3.1硬件电路设计 (8) 3.2各单元电路说明 (8) 3.2.1 单片机主控模块的设计 (8) 3.2.2 16X16点阵显示模块设计 (11) 3.2.3 驱动模块电路设计 (13) 3.2.4 电源电路设计 (15) 4 系统软件设计 (18) 4.1点阵显示原理 (18) 4.2系统程序流程图 (20) 4.3系统程序 (22) 5 单片机I/O口分配 (26) 6 结果分析及总结 (26) 6.1结果分析 (26) 6.2总结 (26) 参考文献 附录1：电路图 附录2：元件清单
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