LED点阵告示牌(软件设计).doc

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1、 摘要本文利用嵌入式系统软件设计仿真平台Proteus对点阵式LED滚动汉字显示屏进行仿真设计，完成了系统的硬件电路设计和软件编程，并进行了仿真调试，实现了汉字在点阵式LED显示屏上的滚动显示，为达到仿真设计的目的。而我的部分是主要是利用单片机对LED点阵的显示及方式来进行控制，在Proteus中仿真，在Keil中编程。该LED点阵显示模块采用AT89C51控制来显示汉字，用74HC595和74LS138对LED点阵进行列行驱动。因此对LED点阵模块单元如何进行行列信号控制及信号传输中的驱动问题进行了研究。讨论了单片机控制系统中关键的数据处理以及发送问题，在LED显示屏上的动画操作，结果表明采

2、用串行数据输入、并行数据及同步时钟输出的专用电路可以大大减少CPU的辅助时间，提高数据的发送速度。利用并行RAM对单片机进行扩展，为加大存储，在单片机原有基础上加入24C02，使得存储空间加大。关键词：LED点阵告示牌；扫描；动态显示；字模 LED dot lattice billboard(software design)AbstractIn my text,embedded system software is used to complete the simulation design of Chinese Characters scrolling display,in LED dot

3、lattice billboard by proteus simulation platform.it completed both the hardware design and the software programmed of the system. in addition,the simulation debugging in this text realized the chinese characters scrolling display which achieved the simulation design.my research is aiming at using th

4、e single chip to control the display and the ways of LED dot lattice billboard in the module of proteus simulation,either the keil programme.the at89c51 is used to control the characters display;the 74hc595 and 74ls138 are to drive the lines of LED dot lattice billboard.thus,i studied how to control

5、 the ranked signal and how to drive in signal transmission.how to deal with the key data in the single chip-controlled system also is discussed,so as its sending.the results of animation display in LED indicated that using the serial data input, which accompanied by parrallel data and the synchronic

6、al output circuit ,can reduce the auxiliary time of CPU,therefore,improve the data transmission speed.using the parrallel RAM to enlarge the single chip ,and based on the single chip,24c02 is added to extend the single chips storage.Keywords：LED dot lattice billboard；scanning；dynamic display；lattice

7、目录1 绪论11.1 LED的历史与现状11.2 LED的照明特点21.3 显示屏的应用31.4 本研究的框架42 LED显示屏运行原理52.1 AT89C51最小系统及其扩展52.1.1 时钟振荡器62.1.2 复位电路设计62.1.3 并行RAM扩展72.2 显示屏阵列82.3 行列驱动的选择92.3.1 行驱动电路102.3.2 列驱动电路103 软件设计123.1 系统主程序设计123.2 LED点阵扫描设计133.3 左移动显示流程图143.4 汉字显示子程序154 系统仿真和调试184.1 仿真环境介绍184.2 仿真过程与结果184.2.1 绘制电路图184.2.2 Hex文件的

8、生成194.2.3 运行结果215 总结23附录24参考文献27致谢28281 绪论1.1 LED的历史与现状1970年代最早的GaP、GaAsP同质结红、黄、绿色低发光效率的LED已开始应用于指示灯、数字和文字显示。 从此LED开始进入多种应用领域，包括宇航、飞机、汽车、工业应用、通信、消费类产品等，遍及国民经济各部门和千家万户。到1996年LED在全世界的销售额已达到几十亿美元。尽管多年以来LED一直受到颜色和发光效率的限制，但由于GaP和GaAsP LED具有长寿命、高可靠性,工作电流小、可与TTL、CMOS数字电路兼容等许多优点因而却一直受到使用者的青眯。 最近十年，高亮度化、全色化一

9、直是LED材料和器件工艺技术研究的前沿课题。超高亮度(UHB)是指发光强度达到或超过100mcd的LED，又称坎德拉(cd)级LED。高亮度A1GaInP和InGaN LED的研制进展十分迅速，现已达到常规材料GaA1As、GaAsP、GaP不可能达到的性能水平。1991年日本东芝公司和美国HP公司研制成InGaA1P 620nm橙色超高亮度LED，1992年InGaA1p590nm黄色超高亮度LED实用化。同年，东芝公司研制InGaA1P 573nm黄绿色超高亮度LED，法向光强达2cd。1994年日本日亚公司研制成InGaN 450nm蓝(绿)色超高亮度LED。至此，彩色显示所需的三基色红

10、、绿、蓝以及橙、黄多种颜色的LED都达到了坎德拉级的发光强度，实现了超高亮度化、全色化，使发光管的户外全色显示成为现实。 我国发展LED起步于七十年代，产业出现于八十年代。全国约有100多家企业，95%的厂家都从事后道封装生产，所需管芯几乎全部从国外进口。通过几个“五年计划”的技术改造、技术攻关、引进国外先进设备和部分关键技术， 使我国LED的生产技术已向前跨进了一步。随着社会文化的不断发展，人们的消费标准不断改变，户外灯箱广告更是扮演着越来越重要的宣传角色，不论是汽车站、火车站、飞机场，还是学校、商场、电影院都离不开它。然而传统的霓虹灯广告牌不论是显示效果、耗电量还是可修改性都无法满足当前社

11、会的需求，传统的霓虹灯广告有待改进，之后出现了LCD，而LCD的成本高，尤其是要构成大尺寸的显示屏，成本令大多数人无法接受。还有LCD本身不发光，需要另带光源。正因为LCDD的这些特点，LCD的应用受到一定的限制。由于LED自身就是发光器件且较容易做成大的尺寸，在一些特定场合有着独特的优势，正好可以弥补之前的不足。由于单片机技术的不断发展和高亮度LED发光二极管的出现使得大屏幕高亮度LED电子广告显示屏成为可能，与传统在显示效果以及可修改性上都有着无法比拟的优势，而且单片机的日益平民化以及LED技术的不断创新，使得高亮度高清晰的LED点阵告示牌与传统的成本日已接近。另外，SMT技术的飞速发展，

12、开关电源的大规模使用，使其无论在体积上还是在可靠性上都比传统有明显的优势，也其在特殊领域的应用奠定了基础。这种新兴的大屏幕显示技术成为众人目光中的焦点。与传统的显示设备相比，首先。LED显示屏色彩丰富，3基色的发光管可以显示全彩色，显示方式变化多样（文字、图形、动画、视频、电视画面等）、亮度高，是集光电子技术、微电子技术、计算机技术、信息处理技术于一体的高技术产品，可用来显示文字、计算机屏幕同步的图形。其次，LED显示屏的象素采用LED发光二极管，将多个发光二极管以序列的形式构成LED显示阵列，这种显示屏具有耗电省、成本低、亮度高、清晰度高、寿命长等优点，而且LED显示屏以其受空间限制较小，并

13、可以根据用户要求设计屏的大小，具有全彩色效果，视角大，是信息传播设施划时代的产品。再次，LED显示屏应用广泛，金融证券、银行利率、商业广告、文化娱乐等方面，显示效果清晰稳定，越来越多的地方开始使用LED电子显示屏，有巨大的社会效益和经济效益。它以其超大画面、超宽视觉、灵活多变的显示方式等独具一格的优势，是目前国际上使用广泛的显示系统。LED显示屏采用了低电压扫描驱动，具有耗电省、使用寿命长、成本低、亮度高、视角大、可视距离远、防水、规格品种多等优点，可以满足各种不同应用场景的需求，发展前景非常广阔，被公认为最具增长潜力也是发展最快的的LED应用市场。2008年LED显示屏市场规模约100亿元。

14、隋着北京奥运会、上海世博会、广州亚运会等重大赛会的举办和筹备，体育场馆、机场、车站、银行、医院、公共广场、商业场所、居民社区的大面积应用，LED显示屏的市场应用空间不断扩大。此外，已架设的大型LED显示屏幕每10年将历经一次换机潮，随着人们生活水平的提高，户外led显示屏将逐渐应用于各个行业。1.2 LED的照明特点LED是由三五族化合物，如GaAs、GaAsP等半导体制成的，其核心是PN节。因此它具有一般P-N特性，即正向导通，反向截止、击穿特性。此外，在一定条件下，它还具有发光特性。在正向电压下，电子由N区注入P区，空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子（少子）一部分与多数载流子（多

15、子）复合而发光。LED照明产品，是新一代的照明趋势，具有绿色环保、节能等特点。产品分为公共照明和室内照明两大系列，公众照明系列包括LED路灯、LED隧道灯、LED投光灯，可用于小区、街道、道路、投光照明。室内照明包括LED筒灯、LED日光灯，适用于家居、商业、机关、学校、部队、医院、航天等领域的室内照明场所，以及节日灯饰、公园、舞台等，可普遍代替传统的各种吊灯、筒灯、日光灯、灯条等灯具。采用高品质的LED光源，在同样的电能下1W发的光相当于白炽灯的4-5倍，是节能灯2倍以上。因为LED是半导体材料，无任何有害物质，可回收利用，因为属于固态，不易碎。而且LED灯具正常使用寿命是节能灯的5倍以上。

16、LED显色指数比传统灯具要高，普遍达到75以上，传统灯大概是40-50.节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快就会坏掉，LED属于半导体，可工作在告诉开关状态。信息化社会的形成，形成领域愈加广泛，LED显示屏的应用前景更为广阔。预计大型或超大型LED显示屏的主流产品局面将会发生改变，适合于服务行业特点和专业性要求的小型LED显示屏会有较大提高，面向信息服务领域的LED显示屏门类和品种体系将更加丰富，部分潜在市场需求和应用领域将会有所突破，大批量、小型化的标准系统LED显示屏在LED显示屏市场总量中将会占有更大份额。1.3 显示屏的应用LED显示屏的应用涉及社会经济的许多方面，主要包括一下若

17、干领域。（1）证券交易、金融信息显示这一领域的LED显示屏占到前几年国内LED显示屏需求量的50%以上，目前仍为LED显示屏的主要需求行业。上海证券交易所、深圳证券交易所及全国上万家证券、金融营业机构广泛使用了LED显示屏。（2）机场航班动态信息显示民航机场建设对信息显示的要求非常明确，LED显示屏是航班信息显示系统FIDS的首选产品，首都机场、上海浦东国际机场、海口美兰机场、珠海机场、厦门高崎机场、深圳黄田机场及全国数十家新建和改、扩建机场都选用了国产的LED显示屏。（3）港口、车站的旅客引导信息显示以LED显示屏为主体的信息系统和广播系统、列车到发显示系统、票务信息系统等共同构成客运枢纽的

18、自动化系统，北京站、北京西站、南昌站、西安站等国内重要火车站和港口都安装了国内厂家提供的产品和系统。（4）体育场馆的信息显示LED显示屏取代了传统的灯泡及CRT显示屏，43届世乒赛主场地的天津体育中心首次采用了国产彩色视频LED显示屏，收到了普遍好评。上海体育中心、大连体育场等许多国内重要体育场馆相继采用了LED显示屏作为信息显示的指数要手段。（5）道路交通的信息显示智能交通系统的兴起，在城市交通、高速公路等领域，LED显示屏作为可变情报板、限速标志等，替代国外同类产品，得到普遍采用。（6）调度指挥中心的信息显示电力调度、车辆动态跟踪、车辆调度管理等，也在逐步采用高密度的LED显示屏。（7）邮

19、政、电信、商场购物中心等服务领域的业务宣传及信息显示。遍布全国的服务领域均有国产LED显示屏在信息显示方面发挥作用。（8）广告媒体除单一大型户内、户外显示屏作为广告媒体外，国内一些城市出现了集群LED显示屏广告系统；列车LED显示屏广告发布系统已在全国数十列旅客列车上得到采用。1.4 本研究的框架本次设计主要是LED显示屏的滚动显示，要想显示屏上出现图片，首先要使LED点阵亮，而要使点阵亮，就必须有驱动，而驱动的控制则是由单片机完成。在单片机的控制当中又会需要最小系统进行高性能的控制。由于最小系统本身所带内存有限，必须要有系统扩展。所以，在本次设计中，LED显示屏的设计主要是利用AT89C51

20、对点阵屏进行控制，利用74HC595和74LS138进行驱动。由于AT89C51最小系统无法满足系统功能，所以要对单片机进行扩展，所以利用并行RAM6264对系统进行数据存储扩展。所以基本框架如下图：复位时钟存储单片机地址锁存器6264行驱动列驱动点阵图1-1 研究框架2 LED显示屏运行原理LED显示屏通常由主控制器、扫描板、显示控制单元和LED显示屏组成，主控制器从计算机显示卡获取一屏数据，然后分配给各扫描板，每块扫描板负责控制LED显示屏上的若干行（列），而每一行（列）上的LED显示信号则用串行方式通过本行的各个显示控制单元级联传输，每个显示控制单元直接面向LED显示屏。2.1 AT89

21、C51最小系统及其扩展AT89C51是一种带4K字节FLASH存储器（FPEROMFlash Programmable and Erasable Read Only Memory）的低电压、高性能CMOS 8位微处理器，俗称单片机。AT89C2051是一种带2K字节闪存可编程可擦除只读存储器的单片机。单片机的可擦除只读存储器可以反复擦除1000次。该器件采用ATMEL高密度非易失存储器制造技术制造，与工业标准的MCS-51指令集和输出管脚相兼容。由于将多功能8位CPU和闪烁存储器组合在单个芯片中，ATMEL的AT89C51是一种高效微控制器，AT89C2051是它的一种精简版本。AT89C单片

22、机为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且价廉的方案。在特定情况下，对单片机最小系统可进行扩展如图2-1所示。图2-1 AT89C51最小系统及扩展AT89C51提供以下标准功能：4K字节Flash闪速存储器，128字节内部RAM，32个I/O口线，两个16位定时/计数器，一个5向量两级中断结构，一个全双工串行通信口，片内振荡器及时钟电路。同时，AT89C51可降至0Hz的静态逻辑操作，并支持两种软件可选的节电工作模式。空闲方式停止CPU的工作，但允许RAM，定时/计数器，串行通信口及中断系统继续工作。掉电方式保存RAM中的内容，但振荡器停止工作并禁止其他所有部件工作直到下一个硬件复位。2.1

23、.1 时钟振荡器AT89C51中有一个用于构成内部如图2-2所示的震荡器的高增益反相放大器，引脚XTAL1和XTAL2分别是该放大器的输入端和输出端。这个放大器与作为反馈元件的片外石英晶体或陶瓷谐振器一起构成自激振荡器，单片机18（X1）、19（X2）引脚由接12M晶振和两个33pF电容构成的时钟电路。图2-2 振荡电路X1是晶体振荡器，它的作用是提供稳定的时钟脉冲，C42和C43是晶振的匹配电容。单片机工作必须有稳定的时钟脉冲，就像人活着心脏就必须跳动一样。2.1.2 复位电路设计当MCS-51系列单片机的复位引脚RST出现2个机器周期以上的高电平是，单片机就执行复位操作。如果RST持续为高

24、电平，单片机就处于循环复位状态。根据应用的要求，复位操作通常有两种基本形式：上电复位和上电或开关复位。本次设计采用的如图2-3所示复位电路。图2-3复位电路上图是复位电路，在刚上电的一瞬间，电源电压不稳定，这样会使单片机工作在不稳定的状态下，从而使单片机的指令乱飞，会让单片机不能从正确的地方开始执行程序。而复位电路的作用就是在这段电压不稳定的时间内，是单片机一直处于复位的状态。在上电的时候，电源电压不稳定，相当于交流，那么电容对交流时短路的，电源电压直接连到复位管脚，是单片机复位。而当电源稳定时，电容对直流是开路的，那么GND久接在复位管脚上面，单片机正常工作。2.1.3 并行RAM扩展一般在

25、单片机的最小系统的内存不够时，就需要进行扩展，AT89C51的RAM有128*8位，而本设计中则需要256个字节，所以需要并行扩展一个如图2-4所示外部的RAM。图2-4 并行RAM扩展 2.2 显示屏阵列对于点阵型LED显示可以采用共阴极或共阳极，本系统采用共阳极，其硬件电路如图2-5所示。图2-5 显示屏阵列硬件图当行上有一正选通信号时，列选端四位数据为0的发光二极管便导通点亮。这样只需要将图形或文字的显示编码作为列信号跟对应的行信号进行逐次扫描，就可以逐行点亮阵列，只要扫描速度大于30Hz,由于扫描时间很快，人眼的视觉有暂留效应，就可以看到显示的是完整的图形或文字。本设计的是如图2-6所

26、示的32*64的LED点阵告示牌，可以显*示8个汉字。由于所有LED显示屏都是利用点阵小块组合而成的，而在此设计中我们选用的是8*8的点阵组合，所以需要8*8的点阵32个。图2-6 32*64共阳极点阵2.3 行列驱动的选择从理论上说，不论显示图形还是文字，只要控制与组成这些图形或文字的各个点所在位置相对应的LED器件发光，就可以得到我们想要的显示结果，这种同时控制各个发光点亮灭的方法称为静态驱动显示方式。32*64的点阵共有2048个发光二极管，显然单片机没有这么多端口，如果我们采用锁存器来扩展端口，按8位的锁存器来计算，32*64的点阵需要256个锁存器，这个数字很庞大，而且成本很高，我们

27、仅32*64的8个汉字点阵，在实际应用中的显示屏往往要大得多，这样在锁存器上花的成本将是一个很庞大的数字。因此在实际应用中的显示屏几乎都不采用这种设计，而采用另一种称为动态扫描的显示方法。动态扫描的意思简单说就是逐行轮流点亮，这样扫描驱动电路就可以实现多行（比如8行）的同名列共用一套列驱动。具体就本设计来说，32*64的点阵，把同一列的发光二极管的阴极连在一起，再去驱动这一列LED（共阳极接法），每一列先送出对应第一行发光管对应的数据并锁存，再选通第一行使其点亮一定的时间，然后熄灭；在送出第2行的数据并锁存，再选通第2行使其点亮相同的时间，然后熄灭第八行之后，又重新点亮第一行，反复轮回。当这样

28、轮回的速度足够快（每秒30次以上），由于人眼的视觉暂留现象，就能看到显示屏上稳定的图形了。2.3.1 行驱动电路为了整个大屏幕方便以后扩展控制，防止直接驱动损坏单片机以及隔离外界干扰信号，使用了74LS138这个3-8译码器作为行选芯片。单片机输出的行选信号经74HC245数据缓存器将数据送往3/8译码器的输入端，生成8条行选信号线，在经过场效应管驱动对应的行LED显示。如图2-7所示的电路图则为行驱动电路设计图。图2-7 行驱动电路2.3.2 列驱动电路每个汉字需要4个8*8的LED点阵，要想实现16行扫描驱动，上下2行必须都有1个74HC595接到LED点阵模块上，而每个汉字是按照16*1

29、6取模，所以需要4个74HC595来驱动一个汉字，而在我的电路设计中，是要显示8个汉字，就需要8*4=32个74HC595来实现16行扫描显示，但这样的话所需芯片的数量就会增加，所以我利用8个74HC595级联来驱动两行8个8*8点阵，这样32*64点阵只需要16个74HC595就可以了，亮度也可以保证。如图2-7所示为列驱动电路。 图2-8 列驱动电路本章介绍了硬件的连接方法以及原理，并且包含了部分电路图，此电路已经试验证明可以显示汉字信息，并且可动态显示，其中运用了74HC595，74HC595的功能是串入并出，并且带有锁存和移位的功能，而行驱动则是使用了38线译码器74LS138驱动因为

30、如果用单片机直接连接LED点阵，引脚不够，同时驱动能力也不行，而用了这个译码器，可以节省引脚，并且方便以后扩展。在本次设计中，是利用一个74LS138控制两排LED点阵，这样可以使原来的1/32扫，变成1/16扫，使得LED点阵的亮度增加。3 软件设计本设计的软件部分的主要任务就是希望可以在显示屏上显示出各种图形或者文字。而设计的步骤主要如下。第一步分析问题，明确任务要求，对于复杂的问题，还要讲要解决的问题抽象成数学模型，即用数学表达式来描述。第二步确定算法，即根据实际问题和指令系统的特点确定完成这一任务须经历的步骤。第三步根据所选择的算法，确定内存单元的分配：使用那些寄存器：程序运行中的中间

31、数据及结果存放在那些单元，以利于提高程序的效率和运行速度：然后制定出解决问题的步骤和顺序，画出程序的流程图。第四步根据流程图，编写源程序。显示屏软件的主要功能是向显示屏提供显示数据，并产生各种控制信号，使屏幕按设计的要求显示。根据软件分层次设计的原理，可把显示屏的软件系统分成两大层：第一层是底层的显示驱动程序，第二层是上层的系统应用程序。显示驱动程序负责向点阵屏传送特定组合的显示数据，并负责产生行扫描信号和其它控制信号，配合完成LED显示屏的扫描显示工作。显示驱动程序由显示子程序实现；系统环境设置(初始化)由系统初始化程序完成；显示效果处理等工作，则由主程序通过调用子程序来实现。3.1 系统主

32、程序设计本设计的系统软件能使系统LED显示屏各点亮度均匀、充足，可显示图形和文字，显示图形和汉字应稳定、清晰无串扰。图形或文字显示有静止、移入移出等显示方式。不论在什么程序中，主程序是必不可少的一部分。所有子程序都是在主程序的大环境下进行的。图3-1就是本设计中主程序的流程图。系统主程序开始以后，首先是对系统环境初始化，包括设置串口、配置中断、打开中断、调用子程序、显示完毕，结束。图3-1 主程序3.2 LED点阵扫描设计由于LED点阵利用74LS138驱动，由于138的特点是每次只能是一行二极管点亮，所以要使整个屏幕都亮的话，只能一行一行扫描，当频率达到30Hz时，人肉眼就看不出灯是一行行扫

33、描过去的，就看见整个屏幕都亮了，而我们设计的是点阵第1行和第17行并行由一个138控制，第8行和第25行有另一个138控制。显示驱动程序查询当前燃亮的行号，从显示缓存区内读取下一行的显示数据，并通过串口发送给移位寄存器。为消除在切换行显示数据的时候产生拖尾现象，驱动程序先要关闭显示屏，即消隐，等数据发送完毕后输出74HC595的锁存信号，将显示数据打入输出锁存器并锁存，然后再输出新的行号，并打开显示。图3-2为显示驱动程序(显示屏扫描函数)流程图。图3-2LED点阵扫描流程图3.3 左移动显示流程图要在LED显示屏上显示动画，就必须有一些显示方式的动画设计，而图3-3则是选取其中一种。利用LE

34、D灯的亮灭，和一屏一屏的扫描，就可以实现。这只选出左移动的显示流程图。 图3-3 左移显示流程图3.4 汉字显示子程序首先利用汉字字库提取16*16点阵的汉字代码，例如下图3-4所示。图3-4汉字字库提取将屏幕上十六进制数据横的代码取出，加入到编好的程序中而汉字显示的流程图3-5所示： 图3-5 汉字显示流程图由于汉字不能直接生成，必须将汉字转换成代码才可以识别。由代码来控制LED灯的亮灭来显示出汉字的形状。本章是本次设计的重点，软件实行的步骤和流程都有个比较仔细的说明。4 系统仿真和调试Proteus内容全面包括其能实验的内容，包括软件部分的编写，C51等语言的调试过程，也包括硬件接口电路中

35、的大部分类型。对同一类功能的接口电路，可以采用不同的硬件来搭建完成，因此采用Proteus仿真软件进行试验教学，克克服了用单片机实验教学板教学中硬件电路固定、学生不能更改、实验内容固定等方面的局限性，可以扩展学生的思路和提高学生的学习兴趣。4.1 仿真环境介绍Proteus是目前最好的模拟单片机外围器件的工具，它可以仿真51系列、AVR、PIC等常用的MCU及其外围电路（如LCD、RAM、ROM、键盘、马达、LED、AD/DA，部分SPI器件，部分IIC器件）。当然，软件仿真精度有限，而且不可能所有的器件都找得到相应的仿真模型，用开发板和仿真器当然是最好的选择，可是对于单片机爱好者，或者简单的

36、开发应该是比较好的选择。Proteus与其它单片机仿真软件不同的是，它不仅能仿真单片机CPU的工作情况，也能仿真单片机外围电路或没有单片机参与的其他电路的工作情况。因此在仿真和程序调试时，关心的不再是某些语句执行时单片机寄存器和存储器内容的改变，而是从工程的角度直接看程序运行和电路工作的过程和结果。对于这样的仿真实验，从某种意义上讲，是弥补了试验和工程应用见脱节的矛盾和现象。KeilC51是美国KeilC Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上，结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用，用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。

37、KeilC5软件提供丰富的库函数和功能强大集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到KeilC51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。4.2 仿真过程与结果利用以上两种软件，就可以进行仿真了。这里以一个32*64点阵汉字显示为例说明。4.2.1 绘制电路图运行Proteus的ISIS程序后，进入该仿真软件的主界面，在工作前，要设置View菜单下的捕捉对齐和Systeam下的颜色、图形界面大小等项目。通过工具栏中的P（从苦中选择原件命令），在Pick Devices窗口

38、中选择电路所需的元件，放置元件并调整其相对位置，元件参数设置，元器件间连线，将电路图绘制完毕。4.2.2 Hex文件的生成利用Keilc51生成Hex文件。具体方法如下：打开单片机软件开发系统Keil uVision，单击“uVision”菜单中“Project”，在此下拉菜单中单击“New Project”后，如图4-1所示： 图4-1 选择CPU点击确定，再单击AT89C51 图4-2 选择AT89C51然后新建文件夹，在Taxt1中编写程序，如图4-4所示：图4-4 程序编写写完程序后进行保存及调试并生成Hex文件，如图4-5图4-5 选中生成Hexe文件调试结束，发现没有错误，如图4-

39、6所示图4-6 调试结果4.2.3 运行结果在Proteus ISIS编辑窗口中，单击鼠标右键选中单片机89C51并单击鼠标左键，弹出对话框，如图4-7所示，在对话框的“CLOCK FREQUENCY”栏中，设置单片机晶振频率为12MHz，在“Program File”栏中单击浏览选中在Keil中生成的Hex文件，单击运行，就可以看到仿真的结果了。图4-7 加入Hex文件之后的运行结果如图4-8所示：图4-8 运行结果本章主要介绍了在本次设计中所用到的仿真软件和它们的基本操作。再者，就是在本次设计中，所运行和调试出的结果进行了详细的说明。5 总结本文通过设计单片机控制单色LED显示屏的方法，对

40、LED显示模块单元如何进行行列信号控制及信号传输中的驱动问题进行了研究。介绍了硬件的原理以及连接的方法，软件的设计流程，并在附录1给出了完整的电路图，经焊接并调试后可以正常显示汉字、图片信息，并且可动态显示。硬件部分的设计保证了点阵的正常工作。列驱动电路中的74HC595实现了串入并出，并且带有锁存和移位的功能；行驱动电路使用了38线译码器74LS138驱动，因为如果用单片机直接连接LED点阵，引脚不够，同时驱动能力也不行，而用了这个译码器，可以节省引脚，并且方便做大屏幕的时候扩展。软件部分的设计跟硬件完美配合实现汉字、图形的显示。通过LED点阵显示原理，我们知道只要合理的安排行选信号以及列信

41、号同时导通的组合顺序就可以显示任何的图形、文字。软件的设计就是完成将汉字点阵数据通过一些特殊的算法调整，得到跟LED点阵相对应的数据，并将这些数据以及控制信号传送到LED点阵屏，来实现扫描显示的效果。附录分屏显示子程序/*分屏显示*/void fen(void)doxianshi();while(xx+0;kk-)/每屏显示500次for(ii=1;ii16;ii+=2)/每个汉字分8行扫描for (jj=0;jj8;jj+)/每次要发送8个汉字的2个字节,发送8次aa=(xx*8+jj)*32+ii;out_rxd(&hanziaa);/从串口输出第1个字的第1字节。 out_rxd(&hanziaa-1);/从串口输出第1个字的第1字节。