基于51单片机的LED汉字显示屏控制系统设计

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0 下载量 92 浏览量 更新于2024-06-27 收藏 428KB DOC 举报
"单片机课程设计点阵汉字显示.doc" 这篇文档主要讲述了基于51单片机的LED点阵汉字显示系统的详细设计过程。单片机作为一种集成化的计算机技术,已经在自动化、数字化和智能化设备中广泛应用。在汽车报站器、广告屏等领域,单片机控制的汉字显示屏成为常见设备。 在硬件设计部分,文档首先介绍了设计框图,点阵电路分为微机硬件、显示驱动电路和控制信号电路三个主要部分。51系列单片机作为核心,通过外围电路控制整个显示系统,与PC机进行串行通讯,并向显示屏发送命令。点阵显示屏由4个8*8的LED点阵模块组成,每个模块通过行驱动器和列驱动器进行控制。采用扫描方式显示,通过行选通信号依次激活行,同时根据列锁存数据决定列是否点亮,从而实现汉字的显示。8051单片机是MCS-51系列的一员,具有CPU、存储器、并行口、串行口等功能,能够进行算术逻辑运算和控制。 在软件设计方面,文档提到了程序流程图和代码,但具体内容未给出。通常这部分会涉及单片机编程,如汇编语言或C语言,用于编写控制LED点阵显示的程序,实现汉字的编码、解码和扫描驱动。 此外,文档还介绍了主要芯片74HC154,这是一种常用的数字逻辑器件,可能在控制信号电路中作为数据分配器或者译码器使用。PROTEUS仿真软件和KEIL软件的联调则用于系统仿真和程序调试,帮助开发者在实际制作硬件之前验证设计的正确性。 在心得体会部分,作者可能会分享设计过程中的挑战、解决问题的方法以及对单片机控制汉字显示的深入理解。 这篇文档提供了51单片机控制LED点阵汉字显示系统的基础知识,涵盖了硬件设计、软件设计的关键环节,并涉及到一些常见的单片机芯片和仿真工具的使用,对于学习单片机应用和电子设计的学生来说是非常有价值的参考资料。
2023-02-27 上传
摘 要 单片机是计算机技术、大规模集成电路技术和控制技术的综合产物。经过30多年的发展历程,单片机应用已十分广泛和深入。所以可以毫不夸张地说,任何设备和产品的自动化、数字化和智能化都离不开单片机。现在,凡是电脑控制的设备和产品,必有单片机嵌入其中。这一切表明,单片已成为人类生活中不可或缺的助手。随着单片机应用的日益广泛,利用单片机控制汉字显示屏被广泛地应用与汽车报站器,广告屏等领域。 本文详细介绍了基于51单片机的LED显示屏控制系统的显示原理,对16*16点阵汉字进行显示,显示屏由4个8*8的LED点阵模块组成一个16*16点阵LED。系统仿真利用PORTEUS仿真软件和KEIL软件的联调对LED点阵显示屏系统进行调试。 关键词: LED点阵显示屏 单片机 PROTEUS仿真 单片机课程设计点阵汉字显示全文共23页,当前为第1页。 单片机课程设计点阵汉字显示全文共23页,当前为第1页。 目 录 单片机课程设计点阵汉字显示全文共23页,当前为第2页。 单片机课程设计点阵汉字显示全文共23页,当前为第2页。 1 硬件设计 设计框图及介绍 LED点阵总体框图如图所示,点阵电路大体上可以分成微机本身的硬件、显示驱动电路、控制信号电路三部分。控制电路部分包括一个51CUP和一些外围电路。在整个电路当中此控制电路部分相当于一个上位机,它负责控制整个电路以及相应的程序的运行、与PC机的串行通讯、以及给屏体电路部分发送命令。点阵显示屏体、以及它的行和列的各个驱动电路。由于两部分的电路在制板时可以放到一起,所以可以将其字库放到控制电路部分使用串行通讯方式来与屏体电路部分进行数据和命令的传送。 此显示电路采用扫描方式进行显示时,每行有一个行驱动器,各行的同名列共用一个列驱动器。由行译码器给出的行选通信号,从第一行开始,按顺序依次对各行进行扫描(把该行与电源的一端接通)。另一方而,根据各列锁存的数据,确定相应的列驱动器是否将该列与电源的另一端接通。接通的列,就在该行该列点燃相应的LED;未接通的列所对应的LED熄灭。可通过扫描输出口的控制实现颜色的转换。 单片机课程设计点阵汉字显示全文共23页,当前为第3页。图 点阵显示的总体框图 单片机课程设计点阵汉字显示全文共23页,当前为第3页。 51系列单片机简介 单片机(Microcontroller,又称微处理器)是在一块硅片上集成了各种部件的微型机,这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和多种I/O接口电路。 8051单片机的基本结构见图。 图 8051单片机的基本结构 8051是MCS-51系列单片机的一个产品。MCS-51系列单片机是Intel公司推出的通用型单片机,8051单片机系列指的是MCS-51系列和其他公司的8051衍生产品。这些衍生品是在基本型基础上增强了各种功能的产品。这些产品给8位单片机注入了新的活力,给它的开发应用开拓了更广泛的前景。 8051系列的内部结构可以划分为CPU、存储器、并行口、串行口、定时器/计数器、中断逻辑几部分。 (1)中央处理器 8051的中央处理器由运算器和控制逻辑构成,其中包括若干特殊功能寄存器(SFR)。 算术逻辑单元ALU能对数据进行加、减、乘、除等算术运算;"与"、"或"、"异或"等逻辑运算以及位操作运算。 单片机课程设计点阵汉字显示全文共23页,当前为第4页。ALU只能进行运算,运算的操作数可以事先存放到累加器ACC或寄存器TMP中,运算结果可以送回ACC或通用寄存器或存储单元中,累加器ACC也可以写为A。B寄存器在乘法指令中用来存放一个乘数,在除法指令中用来存放除数,运算后B中为部分运算结果。 单片机课程设计点阵汉字显示全文共23页,当前为第4页。 程序状态字PSW是个8位寄存器,用来寄存本次运算的特征信息,用到其中七位。PSW的格式如下所示,其各位的含义是: CY:进位标志。有进位/错位时CY=1,否则CY=0。 AC:半进位标志。当D3位向D4位产生进位/错位时,AC=1,否则AC=0,常用于十进制调整运算中。 F0:用户可设定的标志位,可置位/复位,也可供测试。 RS1、RS0:四个通用寄存器组选择位,该两位的四种组合状态用来选择0~3寄存器组。。 OV:溢出标志。当带符号数运算结果超出-128~+127范围时OV=1,否则OV=0。当无符号数乘法结果超过255时,或当无符号数除法的除数为0时OV=1,否则OV=0。 P:奇偶校验标志。每条指令执行完,若A中1的个数为奇数时P=1,否则P=0,即偶校验方式。 控制逻辑主要包括定时和控制逻辑、指令寄存器 、译码器以及地址指针DPTR和程序寄存器PC等。 单片机是程序控制式计算机,即它的运行过程是在程序控制下逐条执行程序指令的过程:从程序存储器中取出
2023-02-27 上传
摘 要 单片机是计算机技术、大规模集成电路技术和控制技术的综合产物。经过30多年的 发展历程,单片机应用已十分广泛和深入。所以可以毫不夸张地说,任何设备和产品的 自动化、数字化和智能化都离不开单片机。现在,凡是电脑控制的设备和产品,必有单 片机嵌入其中。这一切表明,单片已成为人类生活中不可或缺的助手。随着单片机应用 的日益广泛,利用单片机控制汉字显示屏被广泛地应用与汽车报站器,广告屏等领域。 本文详细介绍了基于51单片机的LED显示屏控制系统的显示原理,对16*16点阵汉字进 行显示,显示屏由4个8*8的LED点阵模块组成一个16*16点阵LED。系统仿真利用PORTEUS 仿真软件和KEIL软件的联调对LED点阵显示屏系统进行调试。 关键词: LED点阵显示屏 单片机 PROTEUS仿真 目 录 摘 要 1 1 硬件设计 1 1.1设计框图及介绍 1 1.2 51系列单片机简介 2 1.3 LED点阵介绍 5 1.4 LED显示方式 6 1.5 硬件电路 8 2 软件设计 10 2.1 程序流程图 10 2.2 程序代码 11 3.主要芯片介绍 14 3.1 8051系列的单片机 14 3.2 74HC154 16 4 PROTEUS仿真 18 5心得体会 20 1 硬件设计 1.1设计框图及介绍 LED点阵总体框图如图1.1所示,点阵电路大体上可以分成微机本身的硬件、显示驱动电 路、控制信号电路三部分。控制电路部分包括一个51CUP和一些外围电路。在整个电路当 中此控制电路部分相当于一个上位机,它负责控制整个电路以及相应的程序的运行、与 PC机的串行通讯、以及给屏体电路部分发送命令。点阵显示屏体、以及它的行和列的各 个驱动电路。由于两部分的电路在制板时可以放到一起,所以可以将其字库放到控制电 路部分使用串行通讯方式来与屏体电路部分进行数据和命令的传送。 此显示电路采用扫描方式进行显示时,每行有一个行驱动器,各行的同名列共用一个 列驱动器。由行译码器给出的行选通信号,从第一行开始,按顺序依次对各行进行扫描 (把该行与电源的一端接通)。另一方而,根据各列锁存的数据,确定相应的列驱动器是 否将该列与电源的另一端接通。接通的列,就在该行该列点燃相应的LED;未接通的列所 对应的LED熄灭。可通过扫描输出口的控制实现颜色的转换。 图1.1 点阵显示的总体框图 1.2 51系列单片机简介 单片机(Microcontroller,又称微处理器)是在一块硅片上集成了各种部件的微型 机,这些部件包括中央处理器CPU、数据存储器RAM、程序存储器ROM、定时器/计数器和 多种I/O接口电路。 8051单片机的基本结构见图1.2。 图1.2 8051单片机的基本结构 8051是MCS-51系列单片机的一个产品。MCS- 51系列单片机是Intel公司推出的通用型单片机,8051单片机系列指的是MCS- 51系列和其他公司的8051衍生产品。这些衍生品是在基本型基础上增强了各种功能的产 品。这些产品给8位单片机注入了新的活力,给它的开发应用开拓了更广泛的前景。 8051系列的内部结构可以划分为CPU、存储器、并行口、串行口、定时器/计数器、中 断逻辑几部分。 (1)中央处理器 8051的中央处理器由运算器和控制逻辑构成,其中包括若干特殊功能寄存器(SFR)。 算术逻辑单元ALU能对数据进行加、减、乘、除等算术运算;"与"、"或"、"异或"等逻辑 运算以及位操作运算。 ALU只能进行运算,运算的操作数可以事先存放到累加器ACC或寄存器TMP中,运算结果可 以送回ACC或通用寄存器或存储单元中,累加器ACC也可以写为A。B寄存器在乘法指令中 用来存放一个乘数,在除法指令中用来存放除数,运算后B中为部分运算结果。 程序状态字PSW是个8位寄存器,用来寄存本次运算的特征信息,用到其中七位。PSW的格 式如下所示,其各位的含义是: CY:进位标志。有进位/错位时CY=1,否则CY=0。 AC:半进位标志。当D3位向D4位产生进位/错位时,AC=1,否则AC=0,常用于十进制 调整运算中。 F0:用户可设定的标志位,可置位/复位,也可供测试。 RS1、RS0:四个通用寄存器组选择位,该两位的四种组合状态用来选择0~3寄存器组 。。 OV:溢出标志。当带符号数运算结果超出- 128~+127范围时OV=1,否则OV=0。当无符号数乘法结果超过255时,或当无符号数除法的 除数为0时OV=1,否则OV=0。 P:奇偶校验标志。每条指令执行完,若A中1的个数为奇数时P=1,否则P=0,即偶校 验方式。 控制逻辑主要包括定时和控制逻辑、指令寄存器 、译码器以及地址指针DPTR和程序寄存器PC等。 单片机是程序控制式计算机,即它的运行过程是在程序控制下逐条执行程序指令