微機(jī)原理課程設(shè)計(jì)---點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)

1、<p>　　計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)告</b></p><p>　　2011— 2012學(xué)年第 1 學(xué)期</p><p>　　課程名稱 微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù) </p><p>　　設(shè)計(jì)題目 點(diǎn)陣電子顯示屏的設(shè)計(jì)

2、 </p><p>　　學(xué)生姓名 </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　專業(yè)班級(jí) </p><p>　　指導(dǎo)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(jì)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(diǎn)陣LED功能的說明

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

6、;　　5.1電子顯示屏的電路設(shè)計(jì)6</p><p>　　5.2點(diǎn)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(huì)8</b></p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)8</b></p><p><b>　　附錄9</b></p>&

7、lt;p><b>　　點(diǎn)陣電子顯示屏設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　一、概述</b></p><p>　　LED電子顯示屏是由幾萬--幾十萬個(gè)半導(dǎo)體發(fā)光二極管像素點(diǎn)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(diǎn)。目前應(yīng)用最廣的是紅色、綠色、黃色。而藍(lán)色和純綠色LED的開發(fā)已經(jīng)達(dá)到了實(shí)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(diǎn)。 　　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(diǎn)分不開的。這些優(yōu)點(diǎn)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(jì)目的和要求</b></p><p>　　設(shè)計(jì)目的：設(shè)計(jì)一個(gè)點(diǎn)陣電子顯示屏</p><p>　　設(shè)計(jì)要求：8X8點(diǎn)陣LED字符顯示器能顯示“電子設(shè)計(jì)”幾個(gè)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(dāng)電子與空穴復(fù)合時(shí)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(dǎo)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(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)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(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)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(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)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(fù)合時(shí)會(huì)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(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向

13、陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)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(gè)8位并行I/O口。具有3個(gè)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(qiáng)。8255可作為單片機(jī)與多種外設(shè)連接時(shí)的中間接口電路。 　　</p&

14、gt;<p>　　8255作為主機(jī)與外設(shè)的連接芯片，必須提供與主機(jī)相連的3個(gè)總線接口，即數(shù)據(jù)線、地址線、控制線接口。同時(shí)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(gè)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(gè)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(gè)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(diǎn)陣LED顯示塊由64個(gè)發(fā)光二極管排列成8行x 8列的點(diǎn)陣（如圖2.2所示，圖中每個(gè)小圓圈就是一個(gè)發(fā)光二極管）。在同一行中的8個(gè)發(fā)光二極管的所有正極連接在一起，由一個(gè)引腳引出，在同一列中的8個(gè)發(fā)光二極管的所有負(fù)極連接在一起，由一

17、個(gè)引腳引出，這樣共有8個(gè)行引出腳和8個(gè)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(gè)復(fù)雜圖形或字符時(shí)，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(diǎn)陣信息顯示出來。本設(shè)計(jì)采用逐列掃描的方式實(shí)現(xiàn)。</p><p>　　圖4.1 8*8點(diǎn)陣LED等效電路</p><p>　　4.2 點(diǎn)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(dāng)某一行為高電頻且某一列為低電頻時(shí)，這一行和這一列對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管才發(fā)光,點(diǎn)陣LED有16個(gè)引角,因?yàn)楦饕堑墓δ軟]有確定,所以要測試每個(gè)引角的功能.</p><p>　　圖4.2 8*8點(diǎn)陣LED外觀圖</p><p>　　圖4.3 8*8點(diǎn)陣LED引腳圖</p><

19、;p>　　4.3 點(diǎn)陣LED各引腳的測試方法 </p><p>　　選取其中的任意8個(gè)引腳接到PA口，另外8個(gè)引腳接到PB口。然后初始化8255A。這時(shí)PA,PB都是輸出方式，在PA，PB口隨便輸出一個(gè)控制字，這時(shí)點(diǎn)陣燈就會(huì)亮。當(dāng)斷開某個(gè)引腳時(shí)，若某行或某列的燈熄滅，則說明這個(gè)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(gè)引腳依次為7,6,G,0,E,5,3,H;下面8個(gè)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(duì)應(yīng)的二進(jìn)制編碼，高電平為亮，用二進(jìn)制“1”表示，低電平為滅，用“0

22、”表示，舉個(gè)例子，要顯示“05”字，B0列的編碼為：11111110，換成十六進(jìn)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(jìn)行行掃描時(shí)，通過堆棧指針加一依次顯示8列亮點(diǎn)，最后顯示想要顯示的字模。</p><p>　　圖4.5點(diǎn)陣顯示器顯示系統(tǒng)電路的原理圖</p><p>　　4.5 點(diǎn)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(dāng)某一行為高電頻且某一列為低電頻時(shí)這一行和這一列對(duì)應(yīng)的發(fā)光二極管才發(fā)光,點(diǎn)陣LED有16個(gè)引角,因?yàn)楦饕堑墓δ軟]有確定,所以要測試每個(gè)引角的功能。</p><p>　　4.6 點(diǎn)陣LED各引角的測試方法</p><p>　　隨便選8個(gè)引腳接到8255A的PA口,剩下的8個(gè)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(gè)控制字.這時(shí)點(diǎn)陣LED上有燈亮,然后斷開某個(gè)引腳,如果這時(shí)有某行或某列的燈熄滅,則說明這個(gè)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(gè)引腳依次為7,6,G,0,E,5,3,H;下面8個(gè)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(jì)</p><p>　　5.1電子顯示屏的電路設(shè)計(jì)</p><p><b>　　圖5.1實(shí)驗(yàn)接線圖</b></p><p>　　5.2點(diǎn)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(jì)”，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(shí)現(xiàn)漢字的顯示，要對(duì)四個(gè)漢字進(jìn)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(diǎn)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(huì)</b></p><p>　　通過這次課程設(shè)計(jì)我加深了對(duì)8255的認(rèn)識(shí)，加深了對(duì)電子顯示屏的工作原理的認(rèn)識(shí)。在本次電子顯示屏設(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)中，由于之前知識(shí)掌握的不夠牢固，而且接觸了很多新的知識(shí)，所以在課程設(shè)計(jì)的過程中遇到了不少的問題。導(dǎo)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(shí)現(xiàn)。</p>

28、;<p>　　兩周的課程設(shè)計(jì)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(shí)掌握不全面而導(dǎo)致苦難重重所付出的代價(jià)。由于自身沒有掌握好所學(xué)的知識(shí)，加上課程設(shè)計(jì)過程中遇到了很多新的東西，所以課程設(shè)計(jì)過程中遇到的很多問題，通過查閱資料，請(qǐng)教老師和同學(xué)，最終都得以解決。在這里感謝老師和同學(xué)對(duì)我的幫助！</p><p><b>　　七、參考文獻(xiàn)</b></p>&l

29、t;p>　　[1] 李長青，微型計(jì)算機(jī)原理與接口技術(shù).江蘇：中國礦業(yè)大學(xué)出版社，2007.</p><p>　　[2] 彭介華，電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo).北京：高等教育出版社，2000.</p><p>　　[3] 潘新民，微型計(jì)算機(jī)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(jī)原理與接口技術(shù)課程設(shè)計(jì).北京：

30、機(jī)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(hào)值*******************</

31、p><p>　　IOY0 EQU 0a800H ;片選IOY0對(duì)應(yīng)的端口始地址</p><p>　　;*****************************************************************</p><p>　　MY8259_ICW1 EQU IOY0+00H ;實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中

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

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

34、00H ;實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中8259的ICW4</p><p>　　MOV AL,01H ;非自動(dòng)結(jié)束EOI</p><p>

38、　　OUT DX,AL</p><p>　　MOV DX,MY8259_OCW1 ;初始化實(shí)驗(yàn)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(qǐng)求，跳到IR0處理程序</p><p>　　JNE IR1ISR ;若為IR1請(qǐng)求，跳到IR1處理程序</p

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