基于Protues的16×32點(diǎn)陣LED漢字顯示屏的設計

摘要：Proteus是世界上著(zhù)名的仿真軟件，實(shí)現了電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺。該文介紹利用Proteus仿真軟件開(kāi)發(fā)的基于單片機的16×32點(diǎn)陣LED漢字顯示屏，實(shí)現了LED點(diǎn)陣屏核心功能即漢字、數字、字母的多樣化顯示。

關(guān)鍵詞：Proteus；LED；74HCl38；74HC595

0 引言

單片機系統設計一般包括硬件電路設計和程序設計2個(gè)方面，調試過(guò)程一般分為軟件調試、硬件測試、系統調試3個(gè)過(guò)程。軟件調試一般比較容易，但如果要進(jìn)行硬件電路測試和系統調試則比較麻煩，因為這2個(gè)過(guò)程必須在整個(gè)電路制作完成后進(jìn)行，而且電路板的制作、元器件的安裝、焊接費時(shí)費力。

如果采用單片機系統仿真軟件Proteus，則不用制作具體的電路板也能夠完成以上工作，在使用Proteus進(jìn)行系統虛擬開(kāi)發(fā)成功之后再進(jìn)行實(shí)際制作，可提高開(kāi)發(fā)效率，降低開(kāi)發(fā)成本，提高開(kāi)發(fā)速度。

Pmteus是英國Labcenter electronics公司出版的EDA工具軟件。它不僅具有其他EDA工具軟件的仿真功能，也是目前最好的仿真單片機及外圍器件的工具。Proteus從原理圖布圖、代碼調試到單片機與外圍電路協(xié)同仿真，一鍵切換到PCB設計，真正實(shí)現將電路仿真軟件、PCB設計軟件和虛擬模型仿真軟件三合一的設計平臺，其處理器模型支持8051、HCll、PIClo／12／16／18／W30／DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等。在編譯方面，它也支持nR、Keil和MPLAB等多種編譯器。

該文設計的16×32點(diǎn)陣LED漢字顯示屏就是在Proteus仿真軟件環(huán)境下開(kāi)發(fā)并調試成功的。

1 電路設計

在電路設計中，硬件的選型應根據設計和應用場(chǎng)合的要求選用。在此，選用行列控制器件是很關(guān)鍵的，如果選用的器件達不到要求可能就會(huì )出現驅動(dòng)能力不足造成亮度不夠，傳送數據出錯等一些問(wèn)題。設計的LED顯示系統主要由A聰9C51作為主控單元，列控制選用74Hcl38芯片，行數據傳輸選用串入并出器件74Hc595芯片，及8塊8×8點(diǎn)陣顯示模塊組成16×32點(diǎn)陣顯示屏。通常情況下，一塊8×8像素的LED顯示屏是不能用來(lái)顯示一個(gè)漢字的，因此，該設計按照其原理結構擴展為16×32。在顯示過(guò)程中，多采用掃描方式，利用人的視覺(jué)暫停效應，只要刷新速率不小于25幀/s，就不會(huì )有閃爍的感覺(jué)?？刂葡到y的結構框圖如圖1所示。注意，戶(hù)外屏須防(雨)水、防陽(yáng)光直射、防塵、防高溫、防風(fēng)、防雷擊等，而室內屏則無(wú)須考慮這些問(wèn)題。

1．1硬件設計

電路主要包括行傳輸電路、列控制電路兩部分。

1)行傳輸電路

74HC595中MR(10腳)指低電平時(shí)將移位寄存器數據清零；SH—CP(11腳)指上升沿時(shí)數據寄存器的數據移位；Q1、Q2、Q3、?、Q7指下降沿移位寄存器數據不變(脈沖寬度：5 V時(shí)，大于幾十納秒就行了，通常都選微秒級)；ST—CP(12腳)指上升沿時(shí)移位寄存器的數據進(jìn)入數據存儲寄存器，下降沿時(shí)存儲寄存器數據不變。通常將RCK置為低電平，當移位結束后，在RCK端產(chǎn)生一個(gè)正脈沖，更新顯示數據；／G(13腳)指高電平時(shí)禁止輸出(高阻態(tài))。

然后用2片74HC595串聯(lián)起來(lái)組成行數據傳輸端，如圖2所示。通過(guò)數據端和時(shí)鐘端把數據傳送到移位寄存器。

2)列控制電路

列控器件74LSl38是3—8譯碼器，它具有3個(gè)使能端，3個(gè)數據輸入端。該設計采用4片138，每個(gè)輸出端串接一個(gè)470 Q的限流電阻，再與P1口相連接作為顯示屏的列選擇線(xiàn)。ABC為譯碼器數據輸入端，E1、E2、E3為片使能端。當El為高電平，E2和E3為低電平時(shí)第一片譯碼器使能可控制(COIJD～COL7)列，以此類(lèi)推選擇列。電路連接如圖3所示。

1．2軟件設計

系統程序如圖4所示。

2 結束語(yǔ)

該文的點(diǎn)陣LED顯示系統以單片機89C51為核心，加以外圍電路，可實(shí)現漢字、數字及各種字符的多種方式和速度的顯示。設計的顯示屏工作穩定，字符清晰，字體美觀(guān)，根據需要可選擇多種顯示字幕效果，并具有分布靈活、擴展方便等優(yōu)點(diǎn)。