点阵式点阵式 LED 滚动汉字显示屏的滚动汉字显示屏的 Proteus 仿真设计仿真设计作者： 时间：2008-06-30 来源:微计算机信息 浏览评论 推荐给好友 我有问题 个性化定制关键词： 仿真 Proteus 显示 点阵 摘要：利用嵌入式系统软硬件设计仿真平台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，达到了仿真设计的目的 关键词：仿真；Proteus；显示；点阵1.引言点阵式 LED 组成的汉字显示屏在公共场所应用非常广泛例如，车站发车时间提示、股票大厅中的股票价格显示板、商场的活动广告栏、候机厅的起飞时间表点阵显示器的特点是可以按照需要的大小、形状和颜色进行组合，用单片机控制实行各种文字或图型的变化，达到广告宣传和提示的目的Proteus是一款新颖的嵌入式系统软硬件设计仿真平台，特别适用于单片机仿真，能够、实时仿真多种类型的单片机，诸如 MCS-51 系列单片机、PIC 单片机、AVR单片机等，能够像硬件仿真器一样进行软硬件调试，而没必要花钱去购买和维护价格不菲的仿真器，对于初学单片机的人来说，既减少了学习成本，又达到了良好的学习效果。
2.硬件电路设计点阵式 LED 滚动汉字显示屏硬件电路设计框图如图 1 所示电路包括单片机、电源电路、时钟电路、复位电路、驱动电路和 LED点阵电路等本设计的核心是利用单片机读取显示字型码，通过驱动电路对 16×16 LED点阵进行动态列扫描，以实现汉字的滚动显示本设计选用的单片机为 ATMEL 公司的 AT89C52，显示屏采用 16×16 LED点阵电源电路通过变压整流元件为单片机和其他电路提供稳定的+5V 工作电压时钟电路是单片机的驱动电路，复位电路可在需要时，手动使单片机程序计数器复位清零通过阳极驱动电路向 16×16点阵送字型码，本设计采用 74LS273通过阴极驱动电路对 16×16点阵进行列扫描，本设计采用 74HC138图 1 硬件电路设计框图 利用Proteus软件设计点阵式 LED 滚动汉字显示屏硬件电路原理图如图 2 所示在Proteus软件中，单片机模型本身包含了工作电源和可改变的工作频率，因此在仿真时无需设计电源电路和时钟电路需要说明的是在Proteus软件目前版本中还没有16×16点阵模块，本设计中采用Proteus软件中现有的 8×8点阵模块组合成一个16×16点阵模块。
从图 2 中可以看出，16×16点阵的阳极驱动由 P0 口经输出缓冲器74LS273 构成，在本设计中需要用两片，分别送出上 8 行和下 8 行的字型码16×16点阵的阴极驱动由 P2 口经 74HC138 译码后动态扫描 16×16点阵的各列，本设计中需要四片 74HC138 译码器，循环扫描各列，显示一个完整的汉字需要扫描 32次RP3 为排阻，含有 8 个电阻，作 P0 口各位的上拉电阻，以保证 P0 口能够输出高电平复位电路的作用是，在任何时刻可以手动复位单片机，使程序重新执行图 2.硬件电路原理图3. 软件设计AT89C51 单片机是 8 位机，每次只能送出 8 位数据，因此要向 16×16点阵送出16 行阳极驱动，需要送两次，或先送上 8 行，或先送下 8 行，为了能够实现每一列字型码的完整显示，采用 74LS273 进行锁存，否则会出现字型残缺现象根据设计要求并结合图 2 的硬件连接进行程序设计，程序设计流程图如图 3 所示利用单片机 C 语言实现“2008 北京欢迎您！”10 个字的滚动显示，阿拉伯数字和标点符号按 16×8点阵编码，汉字按 16×16点阵编码， “2008 北京欢迎您！”字型码表如下：{0x00,0x00,0x0C,0x1C,0x10,0x24,0x10,0x24,0x10,0x44,0x10,0x84,0x0F,0x0E,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x07,0xF0,0x08,0x08,0x10,0x04,0x10,0x04,0x08,0x08,0x07,0xF0,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x07,0xF0,0x08,0x08,0x10,0x04,0x10,0x04,0x08,0x08,0x07,0xF0,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x0E,0x38,0x11,0x44,0x10,0x84,0x10,0x84,0x11,0x44,0x0E,0x38,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x0E,0x04,0x08,0x0C,0x08,0x0C,0x08,0x08,0x08,0x10,0xFF,0xFE,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x3F,0xFC,0x41,0x02,0x42,0x02,0x06,0x02,0x0E,0x06,0x0C,0x0C,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x20,0x04,0x20,0x08,0x27,0x98,0x24,0xB0,0x24,0x82,0xA4,0x81,0x64,0xFE},{0x24,0x80,0x24,0x80,0x24,0xA0,0x27,0xB0,0x60,0x1C,0x20,0x08,0x00,0x00,0x00,0x00},{0x28,0x04,0x24,0x08,0x22,0x32,0x21,0xC2,0x26,0xC2,0x38,0x34,0x04,0x04,0x18,0x08},{0xF0,0x30,0x17,0xC0,0x10,0x60,0x10,0x18,0x14,0x0C,0x18,0x06,0x10,0x04,0x00,0x00},{0x02,0x02,0x82,0x04,0x73,0xF8,0x20,0x04,0x00,0x02,0x3F,0xE2,0x20,0x42,0x40,0x82},{0x40,0x02,0x3F,0xFA,0x20,0x02,0x20,0x42,0x20,0x22,0x3F,0xC2,0x00,0x02,0x00,0x00},{0x01,0x00,0x02,0x04,0x0C,0x1C,0x3F,0xC0,0xC0,0x1C,0x09,0x02,0x16,0x02,0x60,0x92},{0x20,0x4A,0x2F,0x82,0x20,0x02,0x24,0x0E,0x22,0x00,0x31,0x90,0x20,0x0C,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x00,0x08,0x1F,0xDC,0x3F,0x08,0x3C,0x00,0x30,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00},{0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00}。
a）主程序流程图 （b）中断服务程序流程图图 3. 程序流程图动态扫描显示程序代码如下：while (1){for (i=0;i<8;i++) //显示左半边屏幕{ P0=*(p+offset+2*i);P2=i|0x90; //P2.4=1,P2.3=0 选中 U3, 输出扫描码给 U7delay(); P0=*(p+offset+2*i+1);P2=i|0x08; //P2.4=0,P2.3=1 选中 U2, 输出扫描码给 U6delay(); }for (i=8;i<16;i++) //显示右半边屏幕{ P0=*(p+offset+2*i);P2=(i-8)|0xC0; //P2.6=1 P2.5=0, P2.4=0 选中 U5,输出扫描码 U9delay(); P0=*(p+offset+2*i+1);P2=(i-8)|0x20; //P2.5=1 P2.4=0, P2.3=0 选中 U4,输出扫描码 U8delay();} }4. 调试与仿真Proteus 仿真时，单片机需要加载程序，加载程序为.HEX 文件。
本设计利用 Keil μVision2， 在新建 Keil 项目时选择 AT89C52 单片机作为 CPU，将 C 语言源程序导入，在“Options For Target”对话窗口中，选中“Output”选项中的“Create HEX File”，编译链接后就可以生成.HEX 文件在Proteus ISIS 中，选中 AT89C52 并单击鼠标左键，对 AT89C52 进行设置，设置单片机时钟频率为 12MHz，按照正确的文件路径加载.HEX 文件对单片机设置完毕后就可以开始仿真了仿真过程中如有硬件问题可在Proteus ISIS 中直接修改，如有软件问题可在 Keil μVision2 中直接修改，通过 Keil 与Proteus的联合调试就可以得到满意的结果本设计的仿真结果如图 4 所示图 4. 仿真结果5.结论利用Proteus实现了对点阵式 LED 滚动汉字显示屏的仿真，完成了“2008 北京欢迎您！”10 个字的滚动显示，达到了良好的设计效果该仿真电路接近实际电路，可以直接由该电路利用相关软件设计印制电路板，加上电源电路和时钟电路，就可以制作出实际的点阵式 LED 滚动汉字显示屏。
通过前期仿真缩短了开发周期，降低了开发成本，达到事半功倍之成效6.本文作者创新点本文作者创新点在于：在深入研究嵌入式系统软硬件设计仿真平台Proteus的基础上，成功完成了对点阵式 LED 滚动汉字显示屏的设计仿真，为单片机设计开发提供了一种新的方法和 手段参考文献[1].韩志军等.单片机应用系统设计[M].机械工业出版社，2004[2].周润景等. Proteus在 MCS-51&ARM7 系统中的应用百例[M].电子工业出版社，2006[3].马忠梅等.单片机的 C 语言应用程序设计[M].北京航空航天大学出版社，2006[4].刘树中，孙书膺，王春平.单片机和液晶显示驱动器串行接口的实现[J].微计算机信息，2007，02：137-138。