点阵显示系统课程设计报告

摘要

完成16×16LED 点阵显示器系统设计，画出程序框图并编写程序显示英文、汉字字符等。

关键字:16×16点阵显示屏 8086CPU 74LS574 74LS138

成绩

目录

1.概述 (1)

1.1.设计任务与要求 (1)

1.2.设计目的 (1)

2.设计总体方案说明 (1)

3.硬件部分设计 (1)

3.1.8086微处理器 (1)

3.2.地址锁存 (3)

3.3.控制模块 (3)

3.4.LED显示器原理 (4)

3.5.点阵汉字显示原理 (5)

3.6.proteus_pro_7.8_sp2 点阵显示屏幕仿真总电路图 (6)

4.软件部分 (6)

4.1.软件流程图 (7)

4.2.系统源程序 (7)

5.系统调试 (11)

6.总结 (12)

7.参考文献 (12)

点阵显示屏系统的设计

一、概述

1.1设计任务与要求：

1）给出系统设计方案；画出硬件连线图，并说明工作原理；

2）完成16×16LED 点阵显示器系统设计，画出程序框图并编写程序显示英文、汉字字符等。 1.2设计目的：

1)了解16x16点阵电路的原理。 2)通过本课程设计，使学生掌握控制系统设计的一般步骤，掌握系统总体控制方案的设计方法。使学生进一步掌握微型计算机应用系统的硬、软件开发方法，输入/输出(I/O)接口技术，应用程序设计技术，并能结合专业设计简单实用的微型计算机应用系统。针对课堂重点讲授内容使学生加深对微型计算机硬件原理的理解及提高汇编语言程序设计的能力，为以后的毕业设计搭建了微机系统应用平台，提高学生的开发创新能力。 二、总体设计方案与说明

16x16点阵需要32个驱动，分别为16个列驱动及16个行驱动。每个行与每个列可以选中一个发光管，共有256个发光管，采用动态驱动方式。每次显示一行，10ms 后再显示下一行。

图1点阵显示屏系统框图

三、硬件部分设计

1.8086微处理器

8086微处理器是16位机，1 6 位微处理器比 8 位微处理器有更大的寻址空间、 更

列驱动器

8086 Cpu

行

驱动器

16x16LED 点阵显示

控制模块

地址锁存

强的运算能力、更快的处理速度和更完善的指令系统。1 6 位微处理器比8 位微处理器有更大的寻址空间、更强的运算能力、更快的处理速度和更完善的指令系统。芯片引脚为40根，20根地址线，16根数据线，其最大的地址空间为1MB。

8086从功能上来说可以分成两个大部分，总线接口单元BIU和执行单元EU。BIU：负责与存储器或I/O接口交换信息，即8086与存储器或I/O接口之间的信息传送，都是由BIU负责进行的，即：

（1）BIU从内存的指定部分取出指令，送到指令队列排队。

（2）取出执行指令时所需的操作数，送至EU部分。

EU：负责指令的执行。

特点：将CPU分为两个单元，可以使取指令和执行指令同进行，减少了CPU为取指令而等待的时间，从而提高了CPU的利用率，提高了系统的运行速度。

8086微处理器的引脚功能可分3部分：地址总线、数据总线、控制总线。

（1）地址/数据总线AD15-AD0

AD15-AD0:地址/数据复用引脚，双向，三态。地址/数据总线分时复用。在总线周期开始时（T1），用作地址总线的16位，给出内存单元的地址；其他时间为数据总线，用于数据传输。

（2）地址/状态总线A19/S6-A16/S3

A19/S6-A16/S3:地址/状态总线复用引脚，输出，三态。A19-A16：输出访问存储器的20位地址的高4位地址A19-A16。8086的20条地址线访问存储器时可寻址1MB内存单元；访问外部设备时，只用16条地址A15-A0,可寻址64K个I/O端口。

图2 8086微机处理器的连接图

2．地址锁存实现

74LS373是低功耗肖特基TTL8D锁存器,内有8个相同D型(三态同相)锁存器,由两个控制器(11脚或EN ;1脚OUT,CONT,OE)控制.当OE接地时,若G为高电平,74LS373接收由CPU输出的地址信号;如果G为低电平,则将地址信号锁存.工作原理:当三态允许控制端OE 为低电平时，O0~O7 为正常逻辑状态，可用来驱动负载或总线。当OE 为高电平时，O0~O7 呈高阻态，即不驱动总线，也不为总线的负载，但锁存器内部的逻辑操作不受影响。

当锁存允许端LE 为高电平时，O 随数据D 而变。当LE 为低电平时，O 被锁存在已建立的数据电平。当LE 端施密特触发器的输入滞后作用，使交流和直流噪声抗扰度被改善400mV。

图3 74LS373硬件接线

3．控制模块

译码器是组合电路的一个重要的器件,74LS138的输出是低电平有效,故实现逻辑功能时,输出端不可接或门及或非,74LS138有使能端,故使能端必须加以处理,否则无法实现需要的逻辑功能.74LS138用于实现行驱动与列驱动的片选功能,由于驱动器选择有行低,行高,列低,列高四种方式,故只需A,B控制,C端接低电平,以实现

RowLow equ 0b002h; 行低八位地址

RowHigh equ 0b003h; 行高八位地址

ColLow equ 0b000h; 列低八位地址

ColHigh equ 0b001h; 列高八位地址

图 4 74ls138 硬件接线图

4. LED 显示器原理

LED 点阵显示模块的显示驱动只能采用动态驱动方式，每次最多只能点亮一行LED （共阳形式LED 显示点阵模块）或一列LED （共阴形式LED 显示点阵模块）。微机通过总线操作控制来完成对每一个LED 点阵显示模块内每个LED 显示点的亮、暗控制操作。以此类推，可实现整屏LED 点阵的亮、暗控制，从而实现LED 显示屏汉字或图象的显示控制操作。

LED LED LED LED LED LED LED

LED LED LED LED LED LED LED LED

LED LED LED LED LED LED LED LED

LED LED LED LED LED LED LED LED

LED LED LED LED LED LED LED LED

LED LED LED LED LED LED LED LED

LED LED LED LED LED LED LED LED

LED LED LED LED LED LED LED LED

LED ROW1

ROW2

ROW3

ROW4

ROW5

ROW6

ROW7

ROW8

C O L 1

C O L 2

C O L 3

C O L 4

C O L 5

C O L 6

C O L 7

C O L 8

914812172513

3

4

10

6

11

15

16

PIN NO.

P I N N O .

图5(8×8)点阵LED 显示模块结构原理及引脚图

本设计采用4块8×8的点阵LED 显示模块来构成一个[（16×16）] 的点阵式LED 显示屏。