單片機利用4個74HC595芯片驅動點陣屏滾動顯示漢字 Proteus仿真程序缺少matrix.dll

ID:681355 · 發表于 2020-11-27 18:46

能在點陣屏上顯示任意漢字，并進行滾動循環顯示。
利用單片機AT89C51編寫程序驅動四塊級聯在一起的74HC595，再利用這四塊595芯片驅動點陣屏進行顯示。漢字顯示，是用相應的文字取模軟件進行文字取模，將取到的模存入數組中，配合相應的程序算法，實現文字的在點陣屏上的滾動顯示。

三、理論設計
3.1 原理分析
將事先取好的字模裝入數組之中，通過軟件編程驅動四個74HC595芯片，兩個用于字模數組的輸出，兩個用于點陣的掃描，相互配合進行漢字的顯示。在C語言中設計兩個循環進行嵌套，里面的小循環用于單個漢字的顯示，外面的大循環用于漢字的滾動。

3.2 控制系統
AT89C51是一種帶4K字節FLASH存儲器的低電壓、高性能CMOS 8位微處理器，俗稱單片機。AT89C51 提供以下標準功能：4k 字節Flash 閃速存儲器，256字節片內數據存儲器(00H -7FH為片內RAM，80H-FFH為特殊功能寄存器SFR)，32 個I/O 口線，兩個16位定時/計數器，一個5向量兩級中斷結構，一個全雙工串行通信口，片內振蕩器及時鐘電路。同時，AT89C51可降至0Hz的靜態邏輯操作，并支持兩種軟件可選的節電工作模式。空閑方式停止CPU的工作，但允許RAM，定時/計數器，串行通信口及中斷系統繼續工作。掉電方式保存RAM中的內容，但振蕩器停止工作并禁止其它所有部件工作直到下一個硬件復位。

3.3 74HC595芯片工作原理
74HC595是一個8位串行輸入、并行輸出的位移緩存器：并行輸出為三態輸出。在SCK 的上升沿，串行數據由SDL輸入到內部的8位位移緩存器，并由Q7'輸出，而并行輸出則是在LCK的上升沿將在8位位移緩存器的數據存入到8位并行輸出緩存器。當串行數據輸入端OE的控制信號為低使能時，并行輸出端的輸出值等于并行輸出緩存器所存儲的值。

74HC595驅動點陣屏電路

利用四個595芯片進行級聯U2—>U3—>U4—>U5，左邊兩個595用于點陣的行掃描，下邊的兩個595用于字模數組的輸出。進行相應的邏輯組合實現漢字的滾動顯示。

圖3-4 74HC595驅動點陣屏電路

3.5系統總體結構圖

四、電路仿真及仿真結果分析

4.1電路圖

依次向上滾動所要顯示的漢字

4.2仿真結果

顯示漢字“張”

顯示漢字“啟”

顯示漢字“雄”

實物圖

六、心得體會

通過本次設計，使我對74HC595這款芯片，以及相應的軟件驅動代碼的書寫的理解更加清晰，對單片機的認識也是更進了一步。

在本次設計工程中，遇到了很多得問題，主要是595軟件驅動設計和芯片之間的邏輯配合，讓四個595相互配合驅動顯示目標漢字那一塊。由于對595芯片的數據寫入順序，輸出順序，以及點陣結構認識不清導致走了一些彎路。最后重新梳理了595的特點，理清了下編程思路，最后順利完成。完成這次設計后,我在書本理論知識的基礎上又有了更深層次的理解，對單片機的認識也是更加深刻。

單片機源程序如下:

/**************************************************************************************
項目名稱:點陣滾動設計
***************************************************************************************/
#include "reg51.h" //此文件中定義了單片機的一些特殊功能寄存器
#include "intrins.h"
typedef unsigned int u16; //對數據類型進行聲明定義
typedef unsigned char u8;
//--定義使用的IO口--//
sbit SRCLK=P3^6;
sbit RCLK=P3^5;
sbit SER=P3^4;
//定義LED點陣的位選，也就是類似于數碼管的位選，因為要對其動態掃描操作
//數組前16位和后16位數據正好是相反的，也就是說先讓第3個595輸出低電平，然后再讓第4個595輸出低電平
u8 code ledwei[]=
{
0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00,
0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x01, 0x02, 0x04, 0x08, 0x10, 0x20, 0x40, 0x80,
};
u8 code ledduan1[]=
{
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
/*-- 文字: 湖 --*/
/*-- 新宋體12; 此字體下對應的點陣為：寬x高=16x16 --*/
0x01,0x00,0x21,0x1E,0x11,0x12,0x17,0xD2,0x81,0x12,0x41,0x1E,0x41,0x12,0x17,0xD2,
0x14,0x52,0x24,0x5E,0xE4,0x52,0x27,0xD2,0x24,0x52,0x20,0x22,0x20,0x2A,0x00,0x44,
,.......詳見附件.................
0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,
};
/*******************************************************************************
* 函數名 : delay
* 函數功能 : 延時函數，i=1時，大約延時10us
*******************************************************************************/
void delay(u16 i)
{
while(i--);
}
/*******************************************************************************
* 函數名 : Hc595SendByte(u8 dat1,u8 dat2,u8 dat3,u8 dat4)
* 函數功能 : 通過595發送四個字節的數據
* 輸入 : dat1：第4個595輸出數值
* * dat2: 第3個595輸出數值
* * dat3：第2個595輸出數值
* * dat4：第1個595輸出數值
* 輸出 : 無
*******************************************************************************/
void Hc595SendByte(u8 dat1,u8 dat2,u8 dat3,u8 dat4)
{
u8 a;
SRCLK = 1;
RCLK = 1;
for(a=0;a<8;a++) //發送8位數
{
SER = dat1 >> 7; //從最高位開始發送
dat1 <<= 1;
SRCLK = 0; //發送時序
_nop_();
_nop_();
SRCLK = 1;
}
for(a=0;a<8;a++) //發送8位數
{
SER = dat2 >> 7; //從最高位開始發送
dat2 <<= 1;
SRCLK = 0; //發送時序
_nop_();
_nop_();
SRCLK = 1;
}
for(a=0;a<8;a++) //發送8位數
{
SER = dat3 >> 7; //從最高位開始發送
dat3 <<= 1;
SRCLK = 0; //發送時序
_nop_();
_nop_();
SRCLK = 1;
}
for(a=0;a<8;a++) //發送8位數
{
SER = dat4 >> 7; //從最高位開始發送
dat4 <<= 1;
SRCLK = 0; //發送時序
_nop_();
_nop_();
SRCLK = 1;
}
RCLK = 0;
_nop_();
_nop_();
RCLK = 1;
}
/*******************************************************************************
* 函數名 : main
* 函數功能 : 主函數
* 輸入 : 無
* 輸出 : 無
*******************************************************************************/
void main()
{
u16 i,a;
while(1)
{
for(a=0;a<=768;a=a+2) //大循環用于漢字的滾動
{
for(i=0;i<16;i++) //小循環用于每一個漢字圖片的顯示
{
Hc595SendByte(ledduan1[2*i+a+1],ledduan1[2*i+a],~ledwei[i+16],~ledwei[i]);
delay(500);
}
a+=2; //防止兩個不同字模的數組之間過渡的地方導致數組讀取混亂
}
}
}