单片机与控制实验——LED点阵显示屏

Posted 2020-08-14 大大维

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一、实验目的和要求

　　了解LED点阵显示的基本原理和实现方法。掌握点阵汉字库的编码和从标准字库中提取汉字编码的方法。

二、实验设备

　　单片机测控实验系统
　　LED点阵显示器实验模块
　　Keil开发环境
　　STC-ISP程序下载工具

三、实验内容

　　了解16*16点阵电路的原理。编写汇编语言程序，编写一行汉字字符（至少三个字）的显示程序，并且能够从左到右（或从右到左）循环显示。

四、实验步骤

　　1. 掌握点阵式LED显示屏的控制方法；
　　2. 使用MCS-51汇编语言，使用LED点阵显示器显示出正确的汉字字符及动态效果；
　　3. 将编译后的程序下载到51单片机，观察LED显示屏的显示结果。

五、实验原理

　　高亮度LED发光管构成点阵，通过编程控制可以显示中英文字符、图形及视频动态图形。所显示字符的点阵数据可以自行编写（即直接点阵画图），也可从标准字库（如ASC16、HZ16）中提取。后者需要正确掌握字库的编码方法和字符定位的计算。

 

实验用的LED点阵显示屏为16*16点阵。
行和列分别使用两个移位寄存器作为输出。
当移位寄存器输出的第i行为0，第j列为1时点亮点(i,j)。
为了能够显示出一个点阵字型，需要进行循环扫描，也就是每一次只点亮一行，然后在列上输出该列对应的16个点阵值。
输出一行后暂停一段时间，输出下一行。为了达到较好的显示效果，整屏总的扫描时间不高于40ms。
上述过程中行列可以互换。
实验中使用的移位寄存器是74HC595，它是一个同时具有串行移位和输出锁存驱动功能的器件。
74HC595是具有8位移位寄存器和一个存储器，三态输出功能。 移位寄存器和存储器是分别的时钟。
数据在SRCK（移位寄存器时钟输入）的上升沿输入到移位寄存器中，在RCK（存储器时钟输入）的上升沿输入到存储寄存器中去。
移位寄存器有一个串行移位输入（行Dx（P00）、列Dy(P03)），和一个串行输出（QH）,和一个异步的低电平复位，存储寄存器有一个并行8位的，具备三态的总线输出，当使能 （P02和P07为低电平）时，存储寄存器的数据输出到总线。
在控制74HC595时，首先将数据放到串行输入的SI端，然后在串行时钟SRCK上产生一个脉冲，即可输出一个bit，重复以上步骤16次，输出所有列值。
然后给存储器时钟RCK一个脉冲，将串行数据锁存起来。将使能端 输出低电平，驱动到LED点阵上。
行的输出每次只移位一次，并重新锁存即可。
其他信息见给定的参考资料。

六、实验代码  

ORG 0000H
AJMP START
ORG 0030H
START:
D_X EQU P0.0 
CK_X EQU P0.1
CK_XL EQU P0.2
D_Y EQU P0.3
EN_Y EQU P0.4
CK_Y EQU P0.5 
CK_YL EQU P0.6 
EN_X EQU P0.7
COUNT EQU R0
COUNT_X EQU R3
COUNT_Y EQU R4

MOV R0,#0 ;完成第R0/2屏扫描
MOV R1,#8
MOV R2,#16
MOV COUNT_X,#0
MOV COUNT_Y,#0
MOV R5,#32 ;一屏16列，总共扫描48列，需要扫48-16=32屏
CLR EN_X
CLR EN_Y

;初始化
MAIN:
CLR A
MOV COUNT_Y,A ;COUNT_Y=0
CLR A
MOV A,COUNT
MOV COUNT_X,A ;COUNT_X=COUNT

LOOP:
ACALL DISPLAY_Y
ACALL DISPLAY_X
ACALL DELAY 
DJNZ R2,LOOP

;长延迟
MOV R1,#0FFH
MOV R7,#2FH
L_DELAY:
ACALL DELAY
DJNZ R1,L_DELAY
DJNZ R7,L_DELAY

MOV R1,#8
INC COUNT
INC COUNT ;扫一屏，COUNT加2

DJNZ R5,MAIN
MOV R5,#0FFH
AJMP START

 

DISPLAY_Y:
MOV DPTR,#TAB_Y
CLR A
MOV A,COUNT_Y
MOVC A,@A+DPTR
MOV R1,#8

LP_Y1:
RLC A 
CLR CK_Y 
MOV D_Y,C 
SETB CK_Y
DJNZ R1,LP_Y1

MOV R1,#8
INC COUNT_Y

CLR A
MOV A,COUNT_Y
MOVC A,@A+DPTR

LP_Y2:
RLC A 
CLR CK_Y 
MOV D_Y,C 
SETB CK_Y
DJNZ R1,LP_Y2

MOV R1,#8
INC COUNT_Y

CLR CK_YL 
NOP
SETB CK_YL

CLR EN_Y
CLR CK_YL
RET

DISPLAY_X:
MOV DPTR,#TAB_X
CLR A
MOV A,COUNT_X
MOVC A,@A+DPTR
MOV R1,#8

LP_X1:
RLC A 
CLR CK_X 
MOV D_X,C 
SETB CK_X
DJNZ R1,LP_X1

MOV R1,#8
INC COUNT_X
CLR A
MOV A,COUNT_X
MOVC A,@A+DPTR

LP_X2:
RLC A 
CLR CK_X 
MOV D_X,C 
SETB CK_X
DJNZ R1,LP_X2

MOV R1,#8
INC COUNT_X

CLR CK_XL 
NOP
SETB CK_XL

CLR EN_X
CLR CK_XL
RET

;延迟函数
DELAY:
MOV R6,#0FH
DJNZ R6,$
RET

TAB_X:
;===========================================================================
;我(0) 爱(1) 你(2)

DB 04H,00H,24H,10H,24H,12H,24H,21H,7FH,0FEH,0C4H,40H,44H,82H,04H,02H;
DB 04H,04H,0FFH,0C8H,04H,30H,44H,28H,34H,44H,05H,82H,04H,1FH,00H,00H ;"我",0

DB 01H,00H,26H,82H,34H,84H,2CH,89H,24H,91H,24H,0E1H,37H,0B2H,4CH,0AAH;
DB 44H,0A4H,44H,0A4H,4CH,0AAH,74H,0B2H,0C4H,81H,45H,01H,06H,01H,00H,00H ;"爱",1

DB 00H,80H,01H,00H,06H,00H,1FH,0FFH,0E0H,00H,02H,08H,04H,30H,18H,0C0H;
DB F0H,02H,10H,01H,13H,0FEH,10H,00H,10H,80H,14H,60H,18H,18H,00H,00H ;"你",2
;===========================================================================
TAB_Y:
;===========================================================================
DB ~80H,0FFH,~40H,0FFH,~20H,0FFH,~10H,0FFH,~08H,0FFH,~04H,0FFH,~02H,0FFH,~01H,0FFH
DB 0FFH,~80H,0FFH,~40H,0FFH,~20H,0FFH,~10H,0FFH,~08H,0FFH,~04H,0FFH,~02H,0FFH,~01H
;===========================================================================
END

七、附录

 

实验电路原理图：点击查看