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1、-O 引言 Proteus 是目前最先进、最完整的多种型号微处理器系统的仿真设计平台，由 ISIS和 ARES 两个构成，其中 ISIS 是一款智能电路原理图输入系统软件，可作为电子系统仿真平台，ARES 是一款高级布线编辑软件，用于制作 PCB 印制电路板。开发者可以在无硬件条件下直接使用 Pro-teus 进展电路设计和仿真调试，真正实现了在计算机中完成电路原理图设计、电路分析与仿真、系统测试到形成印制电路板的完整电子设计、研发过程。因此，本课题利用AT89C5l单片机作为主控制器，采用Proteus软件实现对1616LED点阵汉字的分批显示.仿真运行通过后再进展点阵显示电路制作，大大缩减
2、实际开发周期，节约了开发本钱。1 硬件电路设计 在很多 LED 显示的场合，需要实现一系列 LED 点阵汉字的分批显示，为简化设计，每批只显示 2 个汉字，分假设干次完成全部显示。利用 ProteusISIS 平台画出的硬件电路如图 l 所示。该硬件电路的核心是利用单片机读取显示字型码，通过驱动电路对 1616 共阴极LED 点阵进展动态列扫描，以实现点阵汉字的分批显示。设计选用的单片机为 Atrnel公司的 AT89C51，它是一种低功耗，高性能 CMOS8 位单片机，片含 4KB 可反复擦写的 FLASHROM，采用 Atmel 公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准 MCS-51指
3、令系统及 8051 引脚构造，置看门狗电路。功能强大的 AT89C5l 可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案。时钟电路用于产生单片机工作时所必需的时钟信号，-其中晶振频率为 12MHz。上电复位电路可保证单片机的在程序运行出错或操作错误使系统处于死锁状态时，重启运行。显示单元是 LED 汉字显示屏，由 2 片 1616LED 点阵模块组成。但由于 Proteus软件目前版本中还没有 1616 点阵模块，设计中采用 Pro-teus 软件中的 4 个 88 点阵模块组合成 1 个 1616 点阵模块。点阵汉字的阳极驱动是由单片机的 PO 口和 P2 口各自经过一片输出缓冲器 74LS
4、273 向 4 个 88LED 点阵输出字型码作为行驱动信号;点阵的阴极驱动由 P1.0P1.3 经过 4-16 线译码器 74HCl54 译码后输出列选信号，对4 个 88 点阵进展列扫描，从而控制 LED 点阵的相应像素点亮。2 个 LED 点阵汉字中的列选信号则分别由 P3.O 和 P3.1 控制来选择相应的 74HCl54，因此需要两片74HCl54 译码器。RP1 为排阻，含有 8 个电阻，作为 PO 口各位的上拉电阻，以保证PO 口能够输出高电平。2 点阵汉字分批显示原理与软件设计 1616 共阴极 LED 点阵由 4 个 88 点阵构成，需要显示汉字字符串单片机仿真!，可通过建立
5、数据表格的形式进展。通过 1616 点阵汉字字模提取软件，可提取各显示汉字的字模数据，详见程序设计中的显示字符代码表 1。在进展汉字分批输出显示时采用动态扫描驱动方式，可按行或列进展扫描。当按列扫描时，需要建立列的扫描代码表如下：现以列扫描为例，阐述 1616LED 点阵汉字分批显示原理。在初始化设置(关显示)后，首先，P1 送出第 1 列扫描代码，同时使 P3=0*FD 选中 U2 的 74HCl54 和 U4，对P0 输出段码给左边汉字上半部的第 1 列以驱动相应段点亮;接着，使 P3=O*FA 选中 U2-的 74HCl54 和 U5，对 P2 输出段码值给左边汉字下半部的第 1 列以驱
6、动相应段点亮，即送出了第一个汉字单的第 1 列的字模数据(16 位段码值);再设置 P3=0*F5 选中 U3的 74HC-l54 和 U4，对 P0 输出段码给右边汉字的上半部的第 1 列以驱动相应段点亮。接着，使 P3=O*F9 亦选中 U3 的 74HCl54 和 U5，对 P2 输出段码值给由边汉字下半部的第 1 列以驱动相应段点亮，即送出了第 2 个汉字片的第 1 列的字模数据(16 位段码值)。然后，给 P1 送第 2 列的扫描代码，同理再送出第 1 个汉字单、第 2 个汉字片的各自第 2 列的字模数据，如此进展，经过 16 次列扫描，分时送完两个汉字的各自 16 个段码值，就可显
7、示第 1 批汉字单、片;再进展第 2 批汉字机、仿的显示;，直到汉字字符串显示完成。假设字符显示完毕，又从头开场循环显示。LED 点阵汉字分批显示的程序流程如 2 所示。在*一时刻，只有 1 行或 1 列发光二极管被对应的字模数据驱动点亮，但只要扫描间隔时间适宜(一般为数毫秒)，利用人眼的视觉暂留特性，看上去整批字符就显示在 LED 点阵显示器上。主要的 C 语言源程序如下：3 程序调试与仿真 (1)生成目标代码文件。利用 Proteus 平台在进展仿真时，需要加载程序到单片机中，加载的程序为目标代码文件.HE*。方法是：利用单片机软件仿真系统 KeilUVsion3，在新建工程中选择 AT8
8、9C51 单片机作为 CPU，同时将创立 C 语言源程序文件并将其加载到新建工程中。在P-roject下拉菜单中，选择OpTIonsforTarget对话框，在对话框中选中Output选项卡中的CreateHE*File选项。在Proje-ct下拉菜单中选择RebuiIdallTargetFiles选项，编译成功后将生成.HE*目标代码文件。-(2)调试与仿真：在 ProteusISIS 平台中，按图 1 画出硬件电路，单击鼠标右键将AT89C51 单片机选中并单击鼠标左键，弹出Editp-onent对话框，在其中的ClockFreqlaency栏中设置单片机晶振频率为 12MHz，在Prog
9、ramFile栏选择生成的.HE*文件。保存设计，生成.DSN 文件。在Debug菜单中选择E*ecute，可得到仿真运行效果。仿真调试成功后，可看见单片机仿真!点阵汉字的分批显示。显示次序为单片-机仿-真!，其中机仿如图 3 所示。通过 Keil 与 Proteus 的联合调试取得了良好的效果。4 结语 在嵌入式系统仿真平台 Proteus 的根底上，实现对 1616LED 点阵汉字分批显示的仿真设计，实现了单片机仿真!六个汉字的分批显示，到达了良好的设计效果。该仿真电路接近于实际电路，再使用 ProteusARES 软件在仿真原理图的根底上直接绘制PCB 电路板，即可以制作出实际的点阵式 LED 分批汉字显示屏。该显示屏电路构造简洁，可靠性高，本钱低且易于实现，软件通过适当修改即可实现其他显示功能如滚动显示等，显示灵活，适用领域广泛。通过 Proteus 的前期仿真为 LED 显示屏系统的设计开发大大缩短了开发周期，降低了开发本钱，同时也为单片机应用系统、电子电路的开发设计等提供了一种崭新的设计方法和有效手段。