微機原理課程設(shè)計---點陣電子顯示屏的設(shè)計

1、<p>　　計算機科學與技術(shù)學院</p><p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　2011— 2012學年第 1 學期</p><p>　　課程名稱 微型計算機原理與接口技術(shù) </p><p>　　設(shè)計題目 點陣電子顯示屏的設(shè)計

2、 </p><p>　　學生姓名 </p><p>　　學 號 </p><p>　　專業(yè)班級 </p><p>　　指導教師

3、 </p><p>　　2011 年 09 月 08 日</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、概述1</b></p><p>　　二、設(shè)計目的和要求1</p><p><b

4、>　　三、硬件介紹1</b></p><p>　　3.1 發(fā)光二極管簡介1</p><p>　　3.2 8255簡介2</p><p><b>　　四、原理分析3</b></p><p>　　4.1 LED顯示塊原理3</p><p>　　4.2 點陣LED功能的說明

5、3</p><p>　　4.3 點陣LED各引腳的測試方法4</p><p>　　4.4 點陣顯示器顯示系統(tǒng)原理圖5</p><p>　　4.5 點陣LED功能的說明5</p><p>　　4.6 點陣LED各引角的測試方法5</p><p>　　五、電子顯示屏的設(shè)計6</p><p>

6、;　　5.1電子顯示屏的電路設(shè)計6</p><p>　　5.2點陣顯示器顯示系統(tǒng)程序流程圖6</p><p><b>　　六、總結(jié)和體會8</b></p><p><b>　　七、參考文獻8</b></p><p><b>　　附錄9</b></p>&

7、lt;p><b>　　點陣電子顯示屏設(shè)計</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　LED電子顯示屏是由幾萬--幾十萬個半導體發(fā)光二極管像素點均勻排列組成。利用不同的材料可以制造不同色彩的LED像素點。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍色和純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達到了實用階段。 　　</p>

8、<p>　　LED顯示屏可以顯示變化的數(shù)字、文字、圖形圖像；不僅可以用于室內(nèi)環(huán)境還可以用于室外環(huán)境，具有投影儀、電視墻、液晶顯示屏無法比擬的優(yōu)點。 　　LED之所以受到廣泛重視而得到迅速發(fā)展，是與它本身所具有的優(yōu)點分不開的。這些優(yōu)點概括起來是： 　　</p><p>　　亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長、耐沖擊和性能穩(wěn)定。LED的發(fā)展前景極為廣闊，目前正朝著更高亮度、更高耐氣候性、更高的發(fā)光

9、密度、更高的發(fā)光均勻性，可靠性、全色化方向發(fā)展。</p><p><b>　　二、設(shè)計目的和要求</b></p><p>　　設(shè)計目的：設(shè)計一個點陣電子顯示屏</p><p>　　設(shè)計要求：8X8點陣LED字符顯示器能顯示“電子設(shè)計”幾個漢字</p><p><b>　　三、硬件介紹</b><

10、/p><p>　　3.1 發(fā)光二極管簡介</p><p>　　發(fā)光二極管簡稱為LED。由鎵（Ga）與砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二極管，當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發(fā)光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數(shù)字顯示。磷砷化鎵二極管發(fā)紅光，磷化鎵二極管發(fā)綠光，碳化硅二極管發(fā)黃光。</p><p>　　它是半導體二極管的一種，可以把電能

11、轉(zhuǎn)化成光能；常簡寫為LED。發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。當給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。</p><

12、p>　　發(fā)光原理 發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向

13、陰極時，半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關(guān)。</p><p>　　3.2 8255簡介</p><p>　　8255是Intel公司生產(chǎn)的可編程并行I/O接口芯片，有3個8位并行I/O口。具有3個通道3種工作方式的可編程并行接口芯片（40引腳）。 其各口功能可由軟件選擇，使用靈活，通用性強。8255可作為單片機與多種外設(shè)連接時的中間接口電路。 　　</p&

14、gt;<p>　　8255作為主機與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機相連的3個總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時必須具有與外設(shè)連接的接口A、B、C口。由于8255可編程,所以必須具有邏輯控制部分，因而8255內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為3個部分：與CPU連接部分、與外設(shè)連接部分、控制部分。</p><p>　　功能特性 (1)一個并行輸入/輸出的LSI芯片,多功能的I/O器件,可作為CPU總線與外圍的接口

15、. 　　</p><p>　　(2)具有24個可編程設(shè)置的I/O口,即3組8位的I/O口為PA口,PB口和PC口.它們又可分為兩組12位的I/O口,A組包括A口及C口(高4位,PC4~PC7),B組包括B口及C口(低4位,PC0~PC3).A組可設(shè)置為基本的I/O口,閃控(STROBE)的I/O閃控式,雙向I/O3種模式;B組只能設(shè)置為基本I/O或閃控式I/O兩種模式,而這些操作模式完全由控制寄存器的控制字決定.

16、</p><p><b>　　四、原理分析</b></p><p>　　4.1 LED顯示塊原理</p><p>　　點陣LED顯示塊由64個發(fā)光二極管排列成8行x 8列的點陣（如圖2.2所示，圖中每個小圓圈就是一個發(fā)光二極管）。在同一行中的8個發(fā)光二極管的所有正極連接在一起，由一個引腳引出，在同一列中的8個發(fā)光二極管的所有負極連接在一起，由一

17、個引腳引出，這樣共有8個行引出腳和8個列引出腳。</p><p>　　根據(jù)矩陣焊接面引腳與8255A芯片相連接，如要顯示一個復雜圖形或字符時，可以按逐列顯示或按逐行顯示，即一列一列（或一行一行）將要顯示的點陣信息顯示出來。本設(shè)計采用逐列掃描的方式實現(xiàn)。</p><p>　　圖4.1 8*8點陣LED等效電路</p><p>　　4.2 點陣LED功能的說明&l

18、t;/p><p>　　行掃描采用高電頻有效,列掃描采用低電頻有效,也就是說只有當某一行為高電頻且某一列為低電頻時，這一行和這一列對應(yīng)的發(fā)光二極管才發(fā)光,點陣LED有16個引角,因為各引角的功能沒有確定,所以要測試每個引角的功能.</p><p>　　圖4.2 8*8點陣LED外觀圖</p><p>　　圖4.3 8*8點陣LED引腳圖</p><

19、;p>　　4.3 點陣LED各引腳的測試方法 </p><p>　　選取其中的任意8個引腳接到PA口，另外8個引腳接到PB口。然后初始化8255A。這時PA,PB都是輸出方式，在PA，PB口隨便輸出一個控制字，這時點陣燈就會亮。當斷開某個引腳時，若某行或某列的燈熄滅，則說明這個引腳是控制該行或該列的。設(shè)行控制引腳為A,B,C,D,E,F,G,H;列控制引腳為0,1,2,3,4,5,6,7.測試結(jié)果:上面的

20、8個引腳依次為7,6,G,0,E,5,3,H;下面8個引腳依次為D,B,1,2,A,4,C,F</p><p>　　圖4.4 引腳測試 </p><p>　　將8255A的PA口接到點陣LED的行控制引腳上,分別為：PA7-A,PA6-B,PA5-C,PA4-D,PA3-E,PA2-F,PA1-G,PA0-H.</p><p>　　將8255A的PB口接都點陣LE

21、D的列控制引腳上,分別為：</p><p>　　PB7-0,PB6-1,PB5-2,PB4-3,PB3-4,PB2-5,PB1-6,PB0-7</p><p>　　4.4 點陣顯示器顯示系統(tǒng)原理圖 </p><p>　　8255芯片A口控制LED行，B口控制LED列，按列掃描，先寫出B0列的8行對應(yīng)的二進制編碼，高電平為亮，用二進制“1”表示，低電平為滅，用“0

22、”表示，舉個例子，要顯示“05”字，B0列的編碼為：11111110，換成十六進制即FEH，依次得出B1,B2,B3,B4,B5,B6,B7列的編碼分別為：FEH,82H,FEH,0H,9EH,91H,F2H,00H。在進行行掃描時，通過堆棧指針加一依次顯示8列亮點，最后顯示想要顯示的字模。</p><p>　　圖4.5點陣顯示器顯示系統(tǒng)電路的原理圖</p><p>　　4.5 點陣LED

23、功能的說明</p><p>　　行掃描采用高電頻有效,列掃描采用低電頻有效,也就是說只有當某一行為高電頻且某一列為低電頻時這一行和這一列對應(yīng)的發(fā)光二極管才發(fā)光,點陣LED有16個引角,因為各引角的功能沒有確定,所以要測試每個引角的功能。</p><p>　　4.6 點陣LED各引角的測試方法</p><p>　　隨便選8個引腳接到8255A的PA口,剩下的8個引腳接

24、PB口,初始化8255A,使PA,PB口都為輸出方式,在PA,PB口隨便輸出一個控制字.這時點陣LED上有燈亮,然后斷開某個引腳,如果這時有某行或某列的燈熄滅,則說明這個引腳是控制某行或某列的,設(shè)行控制引腳為A,B,C,D,E,F,G,H;列控制引腳為0,1,2,3,4,5,6,7.測試結(jié)果:上面的8個引腳依次為7,6,G,0,E,5,3,H;下面8個引腳依次為D,B,1,2,A,4,C,F。</p><p>　

25、　五、電子顯示屏的設(shè)計</p><p>　　5.1電子顯示屏的電路設(shè)計</p><p><b>　　圖5.1實驗接線圖</b></p><p>　　5.2點陣顯示器顯示系統(tǒng)程序流程圖</p><p>　　本系統(tǒng)不僅要求顯示屏能夠顯示，而且要求能夠顯示出漢字“電子設(shè)計”，在LED組成的電子顯示屏上，亮的地方用1表示，不亮的

26、用0表示，如圖5.2所示， “電”字： </p><p><b>　　圖5.2</b></p><p>　　所以為了實現(xiàn)漢字的顯示，要對四個漢字進行編碼。</p><p>　　電子顯示屏系統(tǒng)的流程圖如圖5.3所示：</p><p>　　圖5.3 點陣顯示系統(tǒng)流程圖</p><p>　　本系統(tǒng)的程序

27、清單見附錄</p><p><b>　　六、總結(jié)和體會</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計我加深了對8255的認識，加深了對電子顯示屏的工作原理的認識。在本次電子顯示屏設(shè)計的課程設(shè)計中，由于之前知識掌握的不夠牢固，而且接觸了很多新的知識，所以在課程設(shè)計的過程中遇到了不少的問題。導致系統(tǒng)的功能和健壯性不是很完善，還好所要求的基本功能都已實現(xiàn)。</p>

28、;<p>　　兩周的課程設(shè)計結(jié)束了，在這過程中，有失也有得，有成功的喜悅，也有因知識掌握不全面而導致苦難重重所付出的代價。由于自身沒有掌握好所學的知識，加上課程設(shè)計過程中遇到了很多新的東西，所以課程設(shè)計過程中遇到的很多問題，通過查閱資料，請教老師和同學，最終都得以解決。在這里感謝老師和同學對我的幫助！</p><p><b>　　七、參考文獻</b></p>&l

29、t;p>　　[1] 李長青，微型計算機原理與接口技術(shù).江蘇：中國礦業(yè)大學出版社，2007.</p><p>　　[2] 彭介華，電子技術(shù)課程設(shè)計指導.北京：高等教育出版社，2000.</p><p>　　[3] 潘新民，微型計算機控制技術(shù) .北京：人民郵電出版社，1999.</p><p>　　[4] 宋杰等編著 ，微機原理與接口技術(shù)課程設(shè)計.北京：

30、機械工業(yè)出版社，2005.4</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　INCLUDE L.INC</p><p><b>　　.386P</b></p><p>　　;****************根據(jù)查看端口資源修改下列符號值*******************</

31、p><p>　　IOY0 EQU 0a800H ;片選IOY0對應(yīng)的端口始地址</p><p>　　;*****************************************************************</p><p>　　MY8259_ICW1 EQU IOY0+00H ;實驗系統(tǒng)中

32、8259的ICW1端口地址</p><p>　　MY8259_ICW2 EQU IOY0+04H ;實驗系統(tǒng)中8259的ICW2端口地址</p><p>　　MY8259_ICW3 EQU IOY0+04H ;實驗系統(tǒng)中8259的ICW3端口地址</p><p>　　MY8259_ICW4 EQU IOY0+04H

33、 ;實驗系統(tǒng)中8259的ICW4端口地址</p><p>　　MY8259_OCW1 EQU IOY0+04H ;實驗系統(tǒng)中8259的OCW1端口地址</p><p>　　MY8259_OCW2 EQU IOY0+00H ;實驗系統(tǒng)中8259的OCW2端口地址</p><p>　　MY8259_OCW3 EQU IOY0+

34、00H ;實驗系統(tǒng)中8259的OCW3端口地址</p><p>　　STACK1 SEGMENT STACK </p><p>　　DW 256 DUP(?)</p><p>　　STACK1 ENDS</p><p>　　DATA SEGMENT USE16 </p><p>　　ADDR

35、DW ?</p><p>　　DATA ENDS</p><p>　　CODE SEGMENT USE16</p><p>　　ASSUME CS:CODE,DS:DATA</p><p>　　START: MOV AX,DATA</p><p>　　MOV DS,AX</p><p&

36、gt;　　MOV DX,MY8259_ICW1 ;初始化實驗系統(tǒng)中8259的ICW1</p><p>　　MOV AL,13H ;邊沿觸發(fā)、單片8259、需要ICW4</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,MY8259_ICW2 ;初始化實驗系統(tǒng)中8259的I

37、CW2</p><p>　　MOV AL,08H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,MY8259_ICW4 ;初始化實驗系統(tǒng)中8259的ICW4</p><p>　　MOV AL,01H ;非自動結(jié)束EOI</p><p>

38、　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,MY8259_OCW1 ;初始化實驗系統(tǒng)中8259的OCW1</p><p>　　MOV AL,0FCH ;打開IR0和IR1的屏蔽位</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　QUERY: MOV AH,1

39、 ;判斷是否有按鍵按下</p><p><b>　　INT 16H</b></p><p>　　JNZ QUIT ;有按鍵則退出</p><p>　　MOV DX,MY8259_OCW3 ;向8259的OCW3發(fā)送查詢命令</p><p

40、>　　MOV AL,0CH</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　IN AL,DX ;讀出查詢字</p><p>　　TEST AL,80H ;判斷中斷是否已響應(yīng)</p><p>　　JZ QUERY ;沒

41、有響應(yīng)則繼續(xù)查詢</p><p>　　AND AL,03H</p><p>　　CMP AL,00H</p><p>　　JE IR0ISR ;若為IR0請求，跳到IR0處理程序</p><p>　　JNE IR1ISR ;若為IR1請求，跳到IR1處理程序</p

42、><p>　　JMP QUERY</p><p>　　IR0ISR:MOV ADDR,OFFSET HZDOT ;取漢字數(shù)組始地址 </p><p>　　MOV SI,ADDR </p><p>　　A1:MOV CX,20H ;控制1屏顯示時間</p><p&

43、gt;　　LOOP2:CALL DISPHZ</p><p>　　SUB SI,32</p><p>　　LOOP LOOP2 </p><p>　　KEY: MOV AH,1 ;判斷是否有按鍵按下？</p><p><b>　　INT 16H</b></p&g

44、t;<p><b>　　JNZ QUIT</b></p><p>　　ADD SI,2 </p><p>　　MOV AX,SI </p><p>　　SUB AX,ADDR</p><p>　　CMP AX,352 ;比較文字是否顯示完畢</p&g

45、t;<p>　　JNB IR0ISR </p><p><b>　　JMP A1</b></p><p>　　QUIT: MOV EAX,0 ;滅燈</p><p>　　MOV DX,IOY0</p><p>　　OUT DX,E

46、AX</p><p>　　MOV AX,4C00H ;結(jié)束程序退出</p><p><b>　　INT 21H</b></p><p>　　DISPHZ PROC NEAR ;顯示1屏漢字子程序</p><p><b>　　PUSH CX</b&

47、gt;</p><p>　　MOV CX,16</p><p>　　MOV BX,0FFFEH</p><p>　　LOOP1: MOV AL,BYTE PTR[SI]</p><p>　　MOV AH,BYTE PTR[SI+1]</p><p>　　ROL EAX,16 </p><p

48、>　　MOV AX,BX </p><p><b>　　ADD SI,2</b></p><p>　　ROL BX,1 </p><p><b>　　NOT EAX</b></p><p>　　MOV DX,IOY0</p><p>　

49、　OUT DX,EAX</p><p>　　CALL DALLY</p><p>　　LOOP LOOP1</p><p><b>　　POP CX</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DISPHZ ENDP</p>&l

50、t;p>　　IR1ISR:MOV AL,31H ;IR1處理，顯示字符1</p><p>　　MOV AH,0EH</p><p><b>　　INT 10H</b></p><p>　　MOV AL,20H</p><p><b>　　INT 10H</b

51、></p><p>　　EOI: MOV DX,MY8259_OCW2 ;向?qū)嶒炏到y(tǒng)中8259發(fā)送中斷結(jié)束命令</p><p>　　MOV AL,20H</p><p>　　OUT DX,AL</p><p>　　JMP QUERY</p><p>　　DALLY PROC NEAR

52、 ;軟件延時子程序</p><p>　　MOV AX,0FFFFH</p><p>　　D1: DEC AX</p><p><b>　　JNZ D1</b></p><p><b>　　RET</b></p><p>　　DAL