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利用嵌入式系統(tǒng)硬件設(shè)計仿真平臺Proteus對點陣式LED滾動漢字顯示屏進行仿真設(shè)計，完成了系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計和軟件編程，并進行了仿真調(diào)試，實現(xiàn)了漢字在點陣式上的滾動顯示，達到了仿真設(shè)計的目的。
1． 引言
點陣式LED組成的漢子顯示屏在公共場所應(yīng)用非常廣泛。例如，車站發(fā)車時間提示、股票大廳中的股票價格顯示板、商場的活動廣告欄、候機廳的起飛時間表。點陣顯示器的特點是可以按照需要的大小、形狀和顏色進行組合，用單片機控制實行各種文字或圖形的變化，達到廣告宣傳和提示的目的。
Proteus是一款新穎的嵌入式系統(tǒng)軟硬件設(shè)計仿真平臺，特別是用于單片機仿真，能夠在線、實時仿真多種類型的單片機，諸如MCS-51系列單片機、PIC單片機、AVR單片機等，能夠像硬件仿真器一樣進行軟硬件調(diào)試，而沒必要花錢去購買和維護價格不菲的仿真器，對于初學(xué)單片機的人來說，既減少了學(xué)習(xí)成本，又達到了良好的學(xué)習(xí)效果。
2．硬件電路設(shè)計
點陣式LED滾動漢字顯示屏硬件電路設(shè)計框圖所示。電路包括單片機、電源電路、時鐘電路、復(fù)位電路、驅(qū)動電路和LED點陣電路等。本設(shè)計的核心是利用單片機讀取顯示字型碼，通過驅(qū)動電路對16X16LED點陣進行動態(tài)列掃描，以實現(xiàn)漢字的滾動顯示。本設(shè)計選用的單片機為ATMEL公司的AT89C52，顯示屏采用16X16LED點陣。電源電路通過變壓整流元件為單片機和其他電路提供穩(wěn)定的+5V工作電壓。時鐘電路是單片機的驅(qū)動電路，復(fù)位電路可在需要時，手動使單片機程序計數(shù)器復(fù)位清零。通過陽極驅(qū)動電路向16X16點陣送字型碼，本設(shè)計采用74LS273。通過陰極驅(qū)動電路對16X16點陣進行列掃描，本設(shè)計采用74HC138。
利用Proteus軟件設(shè)計點陣式LED滾動漢字顯示屏硬件電路原理圖所示。在Proteus軟件中，單片機模型本身包含了工作電源和可改變的工作頻率，因此在仿真時無需設(shè)計電源電路和時鐘電路。需要說明得實在Proteus軟件目前版本中還沒有16X16點陣模塊，本設(shè)計中采用Proteus軟件中現(xiàn)有的8X8點陣模塊組合成一個16X16點陣模塊。從中可以看出，16X16點陣的陽極驅(qū)動由P0口經(jīng)輸出緩沖器74LS273構(gòu)成，在本設(shè)計中需要用兩片，分別送出上8行和夏8行的字型碼。16X16點陣的陰極驅(qū)動由P2口經(jīng)74HC138譯碼后動態(tài)掃描16X16點陣的各列，本設(shè)計中需要四片74HC138譯碼器，循環(huán)掃描系列，顯示一個完整的漢字需要掃描32次。RP3為排阻，含有8個電阻，做P0口各位的上拉電阻，以保證P0口能夠輸出高電平。復(fù)位電路的作用時，在任何時刻可以手動復(fù)位單片機，使程序重新執(zhí)行。
3．軟件設(shè)計
AT89C51單片機是8位機，每次只能送出8位數(shù)據(jù)，因此要向16X16點陣送出16行陽極驅(qū)動，需要送兩次，或先送上8行，或先送下8行，為了能夠?qū)崿F(xiàn)每一列字型碼的完整顯示，采用74LS273進行鎖存，否則會出現(xiàn)字型殘缺現(xiàn)象。根據(jù)設(shè)計要求并結(jié)合圖的硬件連接進行程序設(shè)計。
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