微机课程设计-16x16led点阵设计.docx

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1、广东药学院微机原理课程设计2012级电子信息工程题目16x16点阵电子广告牌小组第二组组 员 吴耀龙刘昌潘振鹏时 间2014年6月 18日小组成员分工：组长：吴耀龙 负责Protues画图与键盘代码，8255控制，闪烁显示组员：潘振鹏：负责Protues图改进，流水显示广告与文字编码刘昌：课题选择与功能实现负责程序调试与改进成果：基本实现预期功能，但是复位功能未能实现，还有按键检测时序上的一点小缺陷i摘要LED显示屏分为图文显示屏和视频显示屏，均由LED矩阵块组成。LED显示屏可以显示变化的数字、文字、图形图像；不仅可以用于室内环境还可以用于室外 环境，具有投影仪、电视墙、液晶显示屏无法比拟的

2、优点。LED之所以受到广泛重视而得到迅速发展，是与它本身所具有的优点分不开的。这些优点概括起来是： 亮度高、工作电压低、功耗小、小型化、寿命长、耐冲击和性能稳定。LED的发展前景极为广阔，目前正朝着更高亮度、更高耐气候性、更高的发光密度、更高的发 光均匀性，可靠性、全色化方向发展。现彳t LED的发展很快，很多研究领域非常已经深刻，所以想利用自己学的微机 知识简单的研究一下用微机驱动的 LED显示汉字，以达到学以致用和实践相结合的 目的，同时巩固加深自己的微机知识。用点阵方式构成图形或文字，是非常灵活的， 可以根据需要任意组合和变化，只要设计好合适的数据文件，就可以得到满意的显 示效果。因而采

3、用点阵式图文显示屏显示经常需要变化的信息，是非常有效的。点阵大小可以有16X16、24X24、32M2、488等不同规格，也有单色、双色、 和多色几种，最常用的是单色图文屏。单色屏多使用红色或橘红色或橙色 LED点阵 单元。双色图文屏和多色图文屏，在LED点阵的每一个：戈”上布置有两个或多个不 同颜色的LED发光器件。换句话说，对应于每种颜色都有自己的显示矩阵。显示的 时候，各颜色的显示点阵是分开控制的。事先设计好各种颜色的显示数据，显示时 分别送到各自的显示点阵，即可实现预期效果。每一种颜色的控制方法和单色的完 全相同，因此掌握了单色图文显示屏的原理，双色屏和多色屏就不难理解了。关键词：LE

4、D,微机，点阵，驱动，矩阵201 .设计方案1.1、 系统构成该设计大体可以分为CPU控制、LED驱动、16x16LED点阵显示几按键控制四 部分组成，控制电路部分包括一个8086和构成其最小系统的外围电路。具信号传输 规则如图所示1.2、 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

5、式LED汉字广告屏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。该设计采用8086微机做主控制芯片，使用 74HC373作为地址锁存器，8255A 提供I/O 口选通地址，使用8255A进行I/O 口的扩展，并使其分别16x16点阵上， 点阵采用列为高电平，行为低电平点亮方式。设计目的为按下按键1显示字符“老师I love U

6、!”，并使其从右至左滚屏显示， 按下按键2闪烁显示“老师I love U!”，可随意切换，按下按键3为复位（该功能 未能实现）2 .硬件电路设计2.1、 硬件原理图（见附录）2.2、8086 模块8086有16根数据 线和20根地址线， 它既能处理16位数 据，也能处理8位数 据。可寻址的内存空 间为1MB。U621暮jj_T 3319RESET READY INTAJQS1 INTR _ HOLD/GT1HLDA/GTO DT/R/S1TEST NMI_ MNZMX CLkAD0.1 5A(1 6.1 925M厘 27- rd -wr0 28DEN/S2 而 WR/LOCKM/IO/SOAL

7、E/QSOBHE8086 net=Al5U2A132A1431158000UYDY1Y2ADOadTAD3AD45盟&27AD5 逅 AD7AD1AD2 通 AD4321403938371819202122232425U3UUrAUD1PA1D2PA2D3PA3D4PA4D5PASD6PA8D7PA7缸PBOPB1A0PB2A1PB3RESETPB4PB5csPB6PB7PCOPC1PC2PC3PC4PC5PC6PC7出315_E0362.3、 8255A 模块8255A是8086系列配套微处理机并行接口芯片，它可以为 CPU与 外设之间提供并行I/O的通道。8255A有3个8位的并行I/O

8、口，它可 以通过设置多种工作方式，通常不需要附加外部电路，在中小型系统有 着广泛的应用。8086通过锁存器 74HC373 和 74LS138 为 8255A提供地址及方式 选择，U3的Q1, Q2输 出分别接两片8255A的A0、A1端口，其八位并 行输入口接8086的AD0AD7，两片的 8255A 的 PA,PB 口接到 点阵，具体如图所示：DOQOD1Q1D2Q2D3Q3D4Q4D5Q5D6Q6D7Q7OFLE74HC373012 34567 * * 卡 1 加。34ADI 33 AD2 32 AD3 营1 AIM 3DAD5 29 ADE 28 AD7 27rd 5j mr3B-ED

9、 g El * 353 , gPPPPPPPP01234567 BBB日B日BBPPPPPPPP01234567 cc c c c cc CPPPPPPPP8255A1.4、 16x16显示模块LED16x16X显示模块在网上找的库，Protues中并没有16x16的点阵，该点阵在列线给高电平，行线给低电平就点亮。用第一片 8255A, U5的PA,PB接歹U线，用第二片8255A, U1的PA,PB接行线实现控制A1A2A3A4ASASA790&1a2B3B4B5B6*COC1C2C3C4C5C6C73738IB ：1111.1111 .IA0IA1IA2IA3IA4婚IA6IA7IBOIB

10、1IB2IB3IB4la5IB40393Hi.IL；2IJ2-；1.5、 键盘模块这里使用3个可回弹按键开关，分别接到 U5,即第一片8255A的PC0PC2,使用低电平为检测电平。如图所示PCD PC1PC2 PC3 PC4 PCS PCBPC7lb 17 Z 12 11 10近6JMOk .旧口次 1=-流水灯形式显示f模式一）0-依次字闪烁出现模 Q1=1 复位 g - 3 .软件程序设计3.1、 程序流程图主模块程序流程图：Button3代码:0(110(0(0(0(Q(0(-70(IQ0(iQQ1Q011Q101E0101Q1D017Q1o01Q T02!QMUYQ；II02r fQ

11、；020205,7OSHQ ,0噂Q；EQ1山Q； N【1求L K0；IDo；7os卜。 1(5MY8255 A1EOUMY8255_B1EQUMY8255_C1EQU州8255 NODEIEQUMY8255_A2EQUNIY8255. B2EQUMY8255_C2EQUMY8255 M0DE2EQUUH H Mn H Un H H UH o 2 4 6 0 2460000 0 000000 o o o o E E E E 8 8 8 8 o o o Q出255 1的A 口地址;8255的汨地址;8255的C 口地址;8255 1的控制寄存器地址油255_2的A 口地址;8255 2的8口地址

12、电55_2的G 口地址湛255 2的控制寄存器地址STACK1I SEGMENT STACKDW 256 DUP(WSTACK1 ENDSDATA SEGMENTlao DB OOH, OOH. 20HF 40HJ0H, 48H.8BH, 48H, 44H 48HP 7EHF 48Hr 91 Hf 7FHf 9QH, 0C8H db 朋H. 4M 明H. 68H, 84H( 58H, 82H( 4m OEOH. 48H, QOH, 40H, WH, 40H, 00HF OOH 老shi DB OOH, OOH, OFH. OFCH. 40H. OOH. 20H.O0HJFK OFEH. OOH

13、. OOH. OtH 02HJFH, OF2Hdb OOHJ2H.OOHJ2H,7FHfOFEHrOOHr12H,Q8HJ2K1FKOF2HrOOHtOOH,OOH,OOH ;ffii DB OOH. OOH. OOH. 00H( MH OOH. OOH, OOH, 00Hr OOH, 60Hp 06Hr 60Hf 06Hf 7FH( OFEH db 7FHr OFEH, 60Hf 06H, 60H, 06H. OOH, OOH, OOH, OOH, OOH, OOH, OOH, DOHr DOHP OOH ; i love DB 0况 OOH, OOH, OFOH, 01H, OF8H 03

14、H, OFCIH, 07H, OFCH. OFH, 0FCHJFH.0F8H. 3FH. OFOH db 3FH.0F0HJFK OF8H OFHr OFCH, 07H. OFCHr Q3H, OFCH. 01 Hf 0F8H. OOH. OFOH. OOH. OOH; IeU DB OQH, OOH, OOHf 姗,OFH, 0F8HJFHt0F8H. 3FH. 0F8H, 20Hf Q8H, 20H. OOH. 20H. OOH db 2QH,OOH,20H,OOH.20H, OOH( 3QH, 08HJFH, 0F8H, OFH, OF册,WH, Q8H,OOH, OOH;ugan DB

15、 OOKOOK OOH, OOH, OOH. OOH. OOH, OOH, OOH, OOH, OOH, OOHJOHJCH, 3BK0FEH db 3BH. QFEHJ QH. 7CHJOH. OOH, 00Hr OOH. OOH. OOK OOK OOH. 00Hr OQH, OOH, OOH ;!db OOH, OOH, OOH, OOH, OOH, OOH, OOH, OOH, COH. OOH, OOH, OOH, OOH, OOH, 00HF OOH db OOH, 00Ht 00Hf OOH, 00Hr 00HP OOHt OOH. OOKQOH. OOH, QDH, 00Hr

16、00Hr 00Hf OOIHDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS；CODE. DS；DATA6涧；NOV AX. DATAMOV DS, AXQf Au ?- IV Ai ro /o 7J Afl- Qf rtu 4 r3 fo 7# flu Qr- -nu 2- QTV A ro nj Ar I4 Ar J4 xwr Ar Ar Ai 1 J4 ro ro ro ro ro- CIV ro ro CTV ro 20 Aw Jo Jo nu nu nV nV _nu rtu -nu rtu Au Au nu Au Au Au nu _nv _o nu nV u- u-

17、nu _nuMOV DX,雕255 MODE1HOV ALJOHOUT 队 ALmov dx, HY8255J0DE2mov aL81hPout 成,a Ibegin;call check j叩 begin淀义8255 1工作方式仲期Al 口那皿1精出淮义8255 2工作材;工作方助川口种皿1桶出以这里开贼不醐洲健盘,胭题个雕砸7/ oo- Qr- n* 7 7V Aw mW 7i 7/ 7 7J- nu nV nV nu Au _nuliushuideng;葡棚显示模块9:mov di,offset laomv 明 96Ioop6: push ex call move nop call ch

18、eck pop ex I。叩I。叩6 jmp aZiShanShuo;宇同配现模块abc:mov si,offset ho call di splay WOO call check mov si(offset shicall displayWOO call check mov si,offset I5- 6- 7 DQ 07 u ?- 3_ J4 5- fo 7J 0V QJ flu A3 4 ro /nV 7J Sy 9- o* 2- _3 4. 5- /o 7f Do Qf -7J 7i 7f 7/ Du 0U flu Qo oo Do oo Do GV Qu Q/ of -07 QJ 9

19、- 9- QJ OJ of _07 -nu -nu -nu nu Au Au nu nV -nu -nu _nv nu Hu Au nu Hu nu Hu nV nu nu Hu nu Au _nu nu _nV Au Hu nu Hu Au nu Hu nu 1 1 41 JI JI. 1 i 1 JI JIcall disphyl000 call checkfiiov si.offset Love call di splay WOO call checkmov si,offset Ucall displeyWOO call checkfflov si,offset gan call di

20、splay WOO call checkjmp abcReset;jmp start醺轴插翻H欠的醐 check proc nearpush axpush dxpush exfflov cx(5I 卿21:mov dx, NY8255_C2 ;in al.dxemp aLOfehjne ncxtljap liushuideng三佬包的拗幅或胭颗个雕斛cap a I, Ofdhjne next2jmp ZiShanShuonext2; emp aLOfbhIll112113114115116117118119120121122/1241251261271281291301311321331341

21、35136137138139 U0141142 U3144145146je Reset loop Ioop21 pop ex pop dx pop ax ret check cndp， disphyWOO proc near淀时显利咖次的醐push exmov cxJOOOloopIO;nop nop call display loop Ioop10 pop ex retdi splay WOO endpHIS 9 S|K1一 一一一_- 1=一move proc near濯动显示的入口地力是dipush ex push ax mov sipdi mov gx,50QnopIoop5;nop

22、nop call display nop nop loop loopS nop add di,2 pop expop ax ret move endpI ,display PROC NEAR近示西数北祚为缪顿组的人口地址 push ax;箱存施入微 mWpush expush dxpush si 次楫附瑜桁inov ah, Offhmov al Of ehmov ex, Eloopl;mov dx,IW8255 Mout dxPaIpush axmov dx, BY8255.A1mov aL siout 如 Inopnopmov dx, NY8255J1mov al, si+17/ _Qf44

23、 dro* .1ro ro ro r FH4 ro rnv ro ro7 0U- QJ ov 7to AJ Af _ro Av 7/ o_n- of o* .1 Az Ai ro fo- 7f* oo- 07 _OT .1 ro ro ro JJO Au- mW Aw J&- Au /o Jfo 7i 7i _7i 7J 7/ 7/ 7/ 1/ 7J Tri Do DQ 尸 r F 1 4 rnF F -r r r FFlr F r F .r F F FH尸 rFnM0p c c p n _p nr p o Qnnooo oo n n*l( pr n n nDiout dx.a I182183

24、184185186187188189190191192193194195196197198199200201202203204205206207208209210211212213214215216217216mov M HY8255 A2mov aLOffhout dxral ;将前八行选全部flmov ah, Offh mov al Of eh mov 弭 8Ioop2:mov dxr MY8255J2 out dXiil push axmov 成,BY8255.A1 mov aL .siout 欣 a Inop nop nopni.iv 改心8255_B1 mov aL si+1ut优n

25、cop卯标_o t ,1 1- ,1 r Ur-dx, al si siop nallloop I。叩2mv dx, HY8255J2mov aLOffhout dMl满制行选全部置1pop si;还原寄存器喟pop dxpop expop ax ret display endp .Ml 一一一I219bnv axr4c00hZ2Qint 21hm CODE ENDSEND START3.2、 程序运行结果分析与预测点击按钮1（流水灯模式），显示效果如下图所示:4 .系统改进（升级）建议整个电路中，键盘模块的复位功能暂时没有完全实现，仍需要考虑，8255并口还有一些端口，仍然可以进行一些功能的

26、扩展，比如显示多个字符串，字符显示停止功能等点击按钮2（依次闪烁显示模式），各个字符是以一定的频率循环切换显示，显示效果如下图所示：列高电平：h夕IJ同电Tdaj.aaiija行总结经过近多日的努力，终于将本次课程设计做完了，但由于水平有限，文中肯定 有很多不恰当的地方，请老师指出其中的错误和不当之处，使我能做出改正，我会 虚心接受。在本次课程设计过程中，我增强了自己的动手能力和分析能力。通过跟 老师和同学的交流，也通过自己的努力，我按时完成了这次课程设计。在此过程中, 我学会了很多，也看到了很多自己的不足之处。在以后的学习生活中，我会努力学 习专业知识，完善自我，为将来的发展做好充分的准备。总之，在这次课程设计中，我受益匪浅，学到了很多书本上所没有的东西，懂 得了理论和实际联系的重要性。在以后的学习中，我不仅要把理论知识掌握牢固， 更要提高自己的动手能力和分析能力。硬件原理图:附录之品霹= 皿席S:鼠K寄索MCS之隆二盟再工秘列高电平